生物电的发明运用

人类对电的认识很早。2500多年前，古希腊人发现用毛皮摩擦过的琥珀能吸引绒毛、麦秆等一些很轻小的东西，这就是摩擦起电。但是，第一个发现生物体内有电的，还是18世纪的意大利生理学家路奇·加尔瓦尼(1737—1797)。

电虽然肉眼看不见，却能实实在在地感受到它的存在:在寒冷的冬天，只要冰冷的双手互相用力地揉搓，就会产生热量和电;在课堂上，老师如果用一块毛皮擦一根金属棒，在金属棒上就会产生更多的电荷，用它轻轻地碰一下小纸屑，便会把小纸屑粘在棒上，这也是金属棒上产生了电的缘故。由于这些电的电压很低、电流很弱，人们对它的存在一直感觉不到。直至18世纪，人类对电的认识，从一个著名的青蛙实验中才有了一次伟大的发现，也有了质的飞跃。那么，科学家是怎样从青蛙身上发现生物电的?对电的利用产生了什么影响?

1780年，加尔瓦尼做蛙腿肌肉收缩实验时，发现了蛙腿电流。他在论文中是这样记述的:“这一发现是这样发生的。我已经解剖好和预备好一只青蛙，当我正想做别的事情时，将该青蛙置于桌上。这桌上原有的一个电机，距它的导体相当远，而且两者之间隔着很大的空间。这时所有肌肉都立即紧缩，如同用有力的夹子夹紧那样……”

加尔瓦尼是一个充满好奇心的人，他对死青蛙的腿为什么会抽动感到很意外，并进行了细心的深入研究。他发现，解剖后的青蛙腿，只要接触到不同的金属都会猛烈收缩、颤动，好像遭受突然一击一样。可是，如果用绝缘体的棒去接触青蛙腿，这种颤动或紧缩现象就不会发生。对此，加尔瓦尼认为:铁栅栏和铜钩作为导线，与蛙腿肌、神经组成了电流回路，当蛙腿肌和铁栅栏接触，这个电流回路就接通了，此时蛙腿肌收缩，证明有电流通过。这说明蛙腿肌中有电流存在。这就是加尔瓦尼的“动物电”，后来人们称它是“生物电”。

加尔瓦尼在青蛙腿实验中发现了生物电，也引起了欧洲科学家的极大关注。随即，许多科学家也做了类似实验，最终证明“生物电”的存在。在动物中，有的电流、电压还相当大，像我们后来熟悉的军舰鸟、电鳐等，特别是海洋生物。生物学家认为，组成生物体的每个细胞都是一台微型发电机，细胞膜内外带有相反的电荷，膜外带正电荷，膜内带负电荷，膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础。据统计，生活在中等深度水里的虾类中有70%的品种和个体、鱼类中70%的品种和95%的个体都能发光，而它们的光与生物电是密切相关的，是生物机体在进行生理活动时所显示出的正常放电现象。

生物电对人类的启发作用在医学上最为显著。科学家经不断探索，取得了现代医学中的心电图、脑电图以及最新研制的脑电波控制机器人等令人惊叹的成就。科学家在研究生物电中发现，人体任何一个细微的活动都与生物电有关。外界的刺激、肌肉收缩、心脏跳动、眼睛开闭、大脑思维等，都伴随着生物电的产生而发生变化。心脏跳动时会产生1～2毫伏的电压，读书或思考问题时大脑产生0.2～1毫伏的电压，眼睛开闭产生5～6毫伏的电压。正常人的心脏、肌肉、视网膜、大脑等的生物电变化都是很有规律的。据此，科学家发明了“心电描记器”这种仪器，专门用来检查人的心脏是否有疾病。这种仪器从人体的特定部位记录下心肌电位改变所产生的波形图像(即心电图)，医生通过对这张图进行分析便能诊断出受检人的心跳是否规则、心脏是否肥大、有否心肌梗死等疾病。同样的道理，医生们只要在病人头皮上安放电极描记器，并通过脑生物电活动的改变所记录下来的脑电图，也能知道病人脑内是否有病变。随着科学技术的日益发展，生物电的研究和应用还将会有更大的进步。

受生物电的启发，物理学家伏特通过不懈努力，发明了伏特电池，这是人类第一次获得持续的电流。1881年，国际电力学代表大会为纪念他而将电压的单位命名为“伏特”。现在，这种电池还在工业、军事和民用方面发挥作用。