Виповнилося 275 років від дня народження Алессандро Вольта - видатного італійського фізика та фізіолога

19 лютого 2020, 8:53

Напевно, всі знають, що одиницею вимірювання напруги електричного струму є Вольт. Багато комуц відомо, що ця назва - на честь фізика Алессандро Вольта, але мало хто знає, що цей видатний чоловік ще й відомий фізіолог, роботи якого мали имели велике значення в історії методів фізіологічного експерименту.

 

 

Алессандро Джузеппе Антоніо Анастасіо Джероламо Умберто Во́льта (итал. Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta) - італійський натураліст, фізик, хімік і фізіолог. Його найважливішим внеском в науку був винахід принципово нового джерела постійного струму, який зіграв визначальну роль в подальших дослідженнях електричних і магнітних явищ. На честь нього названа одиниця різниці потенціалів електричного поля - вольт.

Перші роки життя. Алессандро Вольта народився 18 лютого 1745 р. в Комо (італійська провінція Ломбардія) і був четвертою дитиною в сім'ї падре Філіппо Вольти і його таємної дружини Маддалени, дочки графа Джузеппе Інзагі. Маленького Сандріно батьки віддали на руки годувальниці, що жила в селі Брунате і "забули" про нього на цілих тридцять місяців. Малюк, що вільно ріс на лоні природи, вийшов жвавим, здоровим, але диким: розповідали, що слово "мама" він вимовив тільки до чотирьох років, а нормально заговорив лише років у сім. Але був веселою, доброю та чуйною дитиною. Велика зміна відбулася в його житті в 1752 році, коли, втративши батька, він виявився в будинку дядька Олександра, соборного каноніка.

 


Рідне місто видатного фізика і фізіолога (Jean-Baptiste-Camille Corot, 1834)

 

За виховання племінника дядько взявся всерйоз: багато латині, історія, арифметика, правила поведінки тощо. Плоди виховних зусиль позначилися негайно і були вражаючими. Юний Вольта змінювався на очах! Він захоплено сприймав знання, ставав все більш комунікабельними і дотепнішим, його все більше цікавило мистецтво, особливо музика. Дитина була дуже вразлива. Десятирічного Вольта потрясли вісті про катастрофу в Лісабоні, і він присягнувся розгадати таємницю землетрусів. Енергія переповнювала Алессандро й одного разу це ледь не призвело до фатальних наслідків. Коли йому було 12 років, хлопчик намагався розгадати "таємницю золотого блиску" в джерелі біля Монтеверді (як виявилося потім, блищали шматочки слюди) і, впавши в воду, потонув! Поблизу не виявилося нікого, хто б міг його врятувати. На щастя, один з селян зумів спустити воду, і дитину відкачали. "Народився вдруге", - говорили про нього.

Дядько, який ставав йому все ближчим, побачивши жадібний інтерес здібного хлопця до наук, прагнув забезпечувати його книгами. У міру їх виходу в будинку з'являлися та вивчалися томи Енциклопедії. Але Алессандро охоче вчився також працювати руками: відвідуючи чоловіка своєї годувальниці, він переймав у нього мистецтво виготовлення термометрів і барометрів, що стало в нагоді. У листопаді 1757 року Алессандро віддають в клас філософії колегії ордена єзуїтів в місті Комо. Але вже в 1761 році дядько, зрозумівши, що Вольту намір завербувати в єзуїти марний, забирає хлопчика з колегії.

У ці роки відбулися події, які відіграли в житті Вольти помітну роль. У 1758 році, як і було передбачено, знову з'явилася комета Галлея. Це не могло не вразити допитливого юнака, думки якого звернулися до праць великого Ньютона. Взагалі хлопець все більш виразно усвідомлював, що його покликання - не гуманітарні, а природничі науки. Він захоплюється ідеєю про пояснення електричних явищ ньютонівської теорії тяжіння, навіть посилає знаменитому паризькому академікові Ж. А. Нолле (1700-1770) свою поему разом з міркуваннями про різні електричні явища. Але одних міркувань йому мало. Дізнавшись про роботи Бенджамина Франкліна, Вольта в 1768 році, вразивши жителів Комо, встановлює перший в місті громовідвід, дзвіночки якого дзвеніли в грозову погоду.

Той час взагалі було відзначено бурхливим сплеском інтересу суспільства до електричних явищ. Демонстрації електричних дослідів, особливо після винаходу лейденської банки, проводилися навіть за плату. Дехто Бозе висловив навіть бажання бути вбитим електрикою, якщо про це потім напишуть у виданнях Паризької академії наук. Якщо це можна віднести до розряду курйозів, то були і справді трагічні епізоди. У Петербурзі академік Рихман загинув від удару блискавки під час досліду.

Алессандро Вольті судилося зіграти істотну роль у вивченні електрики. Але це в недалекому майбутньому. Поки ж все частіше і гостріше постає питання про вибір подальшого шляху.

У королівській школі в Комо. Після наполегливих клопотів 22 жовтня 1774 року Вольта отримує призначення на посаду позаштатного інтенданта-регента королівської школи в місті Комо. Це вже певне суспільне становище, хоча посада без платні, робота важка, умов для занять наукою майже ніяких. Але 29-річний Вольта повний ідей і ентузіазму. Вже через рік йому вдається домогтися великого успіху: він винаходить електрофор - "вічний електроносець". Ідея цього приладу може здатися тепер дуже простою: якщо до зарядженого тіла наблизити заземлений провідник, а потім прибрати дріт заземлення, то на цьому провіднику залишиться індукований заряд, який можна, наприклад, передати лейденській банці. Повторюючи цю операцію безліч разів, можна "добути" як завгодно великий заряд. Звістка про електрофор принесла його винахіднику заслужену славу. Це відбилося і на його положенні в школі: до ідей молодого енергійного регента, що прагнув покращувати і викладання, і наукову роботу, стали прислухатися. 1 листопада 1775 року Вольта був призначений штатним професором (учителем) школи.

Спостережливість і винахідливість Вольти незабаром виявилися ще раз. Плаваючи по озеру на човні, він встановив, що газ, який піднімається з дна від гнилої жердини, чудово горить. Незабаром Вольта вже демонстрував не тільки газові пальники, але і пістолети, в яких замість пороху вибухав газ, що підпалюється електричною іскрою. Чудово, що тоді ж він першим висунув ідею про лінію Павія-Мілан для сигнальної електропередачі на відстань проводами.

Розуміючи нагальну необхідність наукового спілкування, Алессандро Вольта добився поїздки до Швейцарії, де йому вдалося відвідати Вольтера. Ще одним важливим знаком визнання заслуг Вольта було його призначення в листопаді 1778 року професором експериментальної фізики університету в Павії. Приємною новиною було також збільшення зарплати.

Визнаний вчений. Вольта йде четвертий десяток років, він визнаний учений. Його електрофором користуються в багатьох лабораторіях. Швидко розноситься і звістка про винайдений ним електрометр з конденсатором - чутливим приладом. У 1782 році Вольта на стажуванні в Паризькій академії наук, і незабаром його обирають її членом-кореспондентом. Знайомства з ним шукають в Австрії, Пруссії і навіть в далекій Росії. У 1785 році його обирають членом-кореспондентом академії наук і літератури в Падуї, а незабаром (на 1785-1786 навчальний рік) - ректором університету в Павії, з 1791 року Вольта - член Лондонського Королівського товариства.

Але не ці успіхи і почесті стали головними в житті Вольта в цей період, а дискусія між ним і Луїджі Гальвані.

"Тварина електрика" і "Вольтів стовп". У 1791 році в Болоньї вийшов у світ твір професора анатомії Луїджі Гальвані, в якому автор розповідав про дивовижні результати 11-річних експериментальних досліджень. Все почалося з того, писав Гальвані, що, препарувавши жабу, "... я поклав її без особливої ​​мети на стіл, де стояла електрична машина. Коли один з моїх учнів злегка торкнувся нерва кінцем ножа, лапка здригнулася як би від сильної конвульсії. Інший з присутніх зауважив, що це траплялося тільки в той час, коли з кондуктора машини злітала іскра". Згодом було помічено, що скорочення лапок спостерігається під час гроз і навіть просто при наближенні грозової хмари.

Вражений цими явищами, Гальвані прийшов до висновку про існування особливого роду "тваринної електрики", подібної до того, що вже була відома у електричних риб, наприклад, у скатів. Не всім дослідам Гальвані міг дати пояснення. Так, залишалося незрозумілим, чому лапки препарованих жаб по-різному скорочувалися залежно від того, дужкою з якого металу з'єднували їх хребти з нервами на лапці (найбільший ефект виходив, якщо ця дужка була складена з різних металів). Але інтерес все це викликало тим більший, що електрика взагалі "увійшла в моду" і навіть почала визнаватися цілющою.

Природно, що Алессандро Вольта, зацікавившись дослідами Гальвані, перевірив їх, але прийшов до принципово нових висновків (Деякі історики пишуть, що Вольта і Гальвані були близькими друзями). Вольта зрозумів, що ні про яку "тваринну електрику" говорити не доводиться, і що лапки жаб (як і багато інших тканин тварин) виступали лише в ролі чутливих електрометрів. Він довів на досліді, що електризація відбувається при зіткненні різних речовин, у тому числі, і металів. Звичайно, за часів Вольти ще майже нічого не було відомо про будову речовин, зокрема, металів. Це сьогодні фізики знають, що є така величина - робота виходу, тобто та енергія, яку необхідно надати електрону, щоб вирвати його з речовини. Для Цинку, наприклад, ця робота виходу менше, ніж для Купруму, і тому при зіткненні цинкової і мідної пластинок деякій кількості електронів "енергетично вигідно" переходити з Цинку в Купрум. Саме тому перша буде заряджена позитивно, а друга - негативно.
 


Поштова марка, випущена до 270-річчя Алессандро Вольта


Ось короткі відомості з історії роздумів великого фізика: Влітку 1791 року вчений світ був буквально вражений відкриттям італійського анатома Луїджі Гальвані, що опублікував в липневому номері мемуарів Болонського університету «Трактат про сили електрики при м'язовому русі». Здавалося, був відкритий секрет життєвих сил. «Електричний флюїд готується силою мозку», - стверджував Гальвані. Нову сенсацію Вольта зустрів з цікавістю й академічним спокоєм. Цікава трансформація позиції Вольти. Спочатку він сприймає трактат скептично. Або Віра, або Наука! Перш за все потрібно розібратися в тому, що зробив Гальвані. Потім він повторює досліди Гальвані і вже 3 квітня 1792 р пише останньому: «... з тих пір як я став очевидцем і спостерігав ці чудеса, я, мабуть, перейшов від недовіри до фанатизму». 5 травня 1792 року в університетській лекції він звеличує досліди Гальвані. Але вже наступну лекцію 14 травня проводить в полемічному плані, висловлюючи думку, що жаба, швидше за все, тільки індикатор електрики, «електрометр, в десятки разів чутливіший, ніж навіть самий чутливий електрометр з золотими листочками». Незабаром гострий погляд фізика помічає те, що не привернуло уваги фізіолога Гальвані: здригання лапок жаби спостерігається, лише коли до неї торкаються дротами з двох різних металів. Вольта передбачає, що м'язи не беруть участі у створенні електрики, а їх скорочення - вторинний ефект, викликаний збудженням нерва. Для доказу він ставить знаменитий дослід, в якому можна знайти кислуватий присмак на язиці при доторканні його кінчиком до олов'яної або свинцевої пластинки, а серединою язика або щокою - до срібної або золотої монети із з'єднанням пластинки та монети дротиком. Аналогічний смак ми відчуваємо, лизнувши одночасно два контакти батарейки. Кислуватий присмак переходить в лужний, тобто віддає гіркотою, якщо поміняти на язиці місцями металеві предмети».

Вольта всього цього знати не міг, але проникливість і вміння розуміти мову природи дозволили йому майже на два століття випередити свій час і навіть вказати, як потрібно розташувати метали в ряд, побудований таким чином, щоб найбільший ефект відповідав металам, віддаленим один від одного. Це було величезною заслугою Вольти, але навіть вона не була головною. Помітивши, що прошарок з вологої тканини (особливо якщо просочити її розчином солі, або кислоти) може посилити електризацію пари різних металів, Вольта прийшов до свого найважливішого винаходу. Зрозумівши, що з пар металів, розділених такими прошарками, можна складати ефективні ланцюжки, він поклав початок новій епосі не лише у фізиці, але і в техніці. Після довгого періоду, коли були тільки електростатичні джерела зарядів і струмів, з'явилося принципово нове джерело; його називають тепер гальванічним (сам Вольта дав таку назву на честь Луїджі Гальвані), хоча термін "вольтів стовп" історично більш виправданий. Нове джерело складалося з 20 пар кружечків із двох різних металів, розділених змоченими солоною водою або розчином лугу прошарками тканини або паперу.

 


Вольтів стовп у музеї Вольти в Комо


Схематичне зображення Вольтового стовпа: «1 Element» - електрохімічна комірка, яка складається із двох напівелементів
— написом «Copper» позначено мідний кружок з листового металу;
— написом «Zinc» позначено цинковий кружок з листового металу;
— написом «Electrolyte» позначено прокладку змочену електролітом.

Воно відкривало небачені раніше можливості створення струмів різних типів (наприклад, "вольтова дуга", що довгий час була одним з найяскравіших освітлювальних приладів). 

До цього не можна не додати, що в наші дні і відкриття Гальвані заново знайшли виняткову значимість: зародилася наука, яку можна назвати електрофізіологією, і вона показує, яку важливу роль в живих організмах грають струми і електромагнітні поля.
 


Вольта демонструє свій винахід Наполеону І

Проводячи численні порівняльно-фізіологічні досліди, Вольта вперше встановив у тварин більшу електричну збудливість нервів порівняно із м'язами, а також гладкої мускулатури кишечника і шлунка в порівнянні зі скелетної. Він виявив (1792-1795) електричну подразливість органів зору і смаку у людини. Ці роботи мали велике значення в історії методів фізіологічного експерименту.

Останні роки життя. Нове 19 століття принесло Вольта нові досягнення, визнання і шану. В кінці червня 1800 Наполеон відкриває університет в Павії, де Вольта призначається професором експериментальної фізики, в грудні він вводиться в комісію Інституту Франції з вивчення гальванізму, а в грудні (знову-таки, за пропозицією Бонапарта) йому присуджується золота медаль і премія першого консула. У 1802 року Вольта обирається в академію Болоньї, через рік - членом-кореспондентом Інституту Франції і запрошується в Петербурзьку академію наук (обраний в 1819 році). Папа Римський призначає йому пенсію, у Франції його нагороджують орденом Почесного Легіону. У 1809 році Вольта стає сенатором Італійського королівства, а в наступному році йому присвоюється титул графа. У 1812 році Наполеон із ставки в Москві призначає його президентом колегії вибірників.

З 1814 року Вольта - декан філософського факультету в Павії. Австрійські власті навіть надають йому право виконувати обов'язки декана без відвідування служби і підтверджують законність виплати йому пенсій почесного професора і екс-сенатора.

Помер Алессандро Вольта 5 березня 1827 року в рідному містечку Комо у віці 82 років у своєму маєтку в Камнаго. Був похований там же, і за його видатні заслуги місце перейменували в Камнаго-Вольта.

 


Музей Алессандро Вольти в Комо

Цікаві факти. Вольта був одружений на Терезі Перегріні, дочці графа Людовіко Перегріні з 1794 року. У пари народилося троє синів. Нагорода імені Алессандро Вольта присуджується за наукові заслуги в галузі електрики. За своє життя Вольта співпрацював з безліччю видатних особистостей, в тому числі з відомим французьким фізиком Жаном Антуаном Ноллем і італійським експериментатором Джованні Баттіста. Берн Дібнер написав книгу-біографію з назвою «Алессандро Вольта і електрична батарея», яка була опублікована в 1964 році. Ще одна книга з назвою «Вольта: наука і культура в епоху Просвітництва» була написана Джуліаном Панкалді і опублікована 2005 році. Образ Алессандро Вольта і ескіз винайденого ним пристрою - вольтового стовпа - був на банкнотах в 10 000 лір в Італії.

 


Італійська банкнота із зображенням Алессандро Вольти

 

ольта також вважається батьком електромобіля. На згадку про видатну особистість Вольта в 2003 році компанія «Toyota» назвала свій автомобіль «Toyota Volta», а в 2011 році компанія «Chevrolet» також вшанувала ім'я вченого. На честь Вольта його колеги-вчені назвали одиницю вимірювання електричної напруги - вольт. Беватрон - один з видів прискорювача ядерних частинок, в назві якого буква «в» («v» у оригінальній назві) відсилає до імені Алессандро Вольта. Фотоелектрична система, яка перетворює енергію світла в електрику, названа в честь Алессандро Вольта.

 


Пам'ятник Алессандро Вольті в Комо

Джерела: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Підготував професор Віктор Трокоз

 

Захисти дисертаційРегіональні навчальні заклади (синій)Набір на навчання (синій)_2015

Натисніть «Подобається», щоб читати
новини НУБіП України в Facebook