脍炙人口的科学史话

脍炙人口的科学史话

在生物电发现的问题上，生物学家与物理学家还发生过一场极为激烈的学术争论，回顾这场学术之争，不仅对于我们后来人有很大的启发，而且对我们也是一次有益的科学思想教育和科学品德教育。

那是在1786年的一天，事情发生在意大利博洛尼亚大学的生物学实验室内。著名的生物学教授伽伐尼正在给学生演示蛙体的解剖，旁边一位助手拿着手术刀帮忙。助手不小心用手术刀碰了一下身边的静电机，意外的事情发生了：正在给学生演示的那只裸露的蛙体后肢突然有力地抖动收缩了一下！

正在演示的伽伐尼为之一惊，立刻追问他的助手：“怎么回事？”

助手由于失误，内心十分紧张，于是窘红着脸向伽伐尼道歉：“对不起，教授。是我自己不小心用手术刀碰了一下静电机。”

意大利科学家伽伐尼

伽伐尼是一位十分细心、善于捕捉细节、刻苦研究的生物科学家。由于是在课堂上，他没有当众责备自己助手的不经心，继续进行他的解剖实验。

下课以后，伽伐尼反复捉摸课堂上发生的偶然事故：静电机手术刀蛙腿肌肉收缩？这样一个十分意外的小事故立即使伽伐尼豁然开朗：静电机放电可使肌肉收缩！

学生们和助手都离开了实验室，伽伐尼决定自己动手再重复一下“课堂事故”。他把裸体的蛙标本再一次与静电机接触，蛙体真的又发生了收缩活动！他又把蛙体放在远离静电机的地方，然后使用不同的金属接触蛙腿的肌肉和神经，发现也能引起蛙腿的肌肉收缩。

由于实验的需要，伽伐尼在自己家中小院子的铁栏上用铜钩吊起了不少的赤裸裸的蛙腿。一天，正当伽伐尼在进行他的生物实验时，突然，一阵小风刮来，直刮得铜钩上的蛙大腿晃悠悠地摆动个不停。伽伐尼发现，每当蛙大腿碰到铁栏时就猛烈地收缩一次。

伽伐尼是历史上第一个解释生物电的人。他认为引起蛙腿收缩是由于蛙腿上带有“动物电”造成的。他还认为，青蛙的神经和肌肉是两种不同的组织，各自带有相反的电荷，两者之间存在着电位差，一旦有导电性能良好的物体把两者接通，就会有生物电流通过，肌肉就会收缩。

其实早在伽伐尼以前，法国一位叫做维尔纳的解剖学家也遇到过生物电现象。他记载说：“将刚死的蛙腹腔内的一根走向腿部的神经引出，用小刀稍稍刺激这根神经，蛙腿就会颤动……如果蛙死去很久，这种现象就不会发生。”但是，这样一个发现生物电的机会与维尔纳擦肩而过了。

伽伐尼发现动物电

细心观察、善于动脑的伽伐尼捕捉到了这个一瞬间的机会。机遇只偏爱心细动脑的人。科学家的素质就是善于发现问题、解决问题。伽伐尼发现生物电的过程纯属偶然事件，但对于他这样善于发现、善于思考的科学家来说，又是必然的结果。

在1791年，伽伐尼发表了著名的论文《肌肉运动中的电效应》。没想到，一场科学发展史上的大论战由此引发了。

当时正在意大利帕维亚大学担任教学与研究的著名物理学教授伏打，很快就阅读到了伽伐尼的论文，并且亲自动手重复了伽伐尼的实验，并得出了与伽伐尼同样的结果。

但是，对于同一实验结果，不同的人解释是不一样的。伏打教授认为：蛙腿收缩是由于两种不同金属（铜和铁）之间产生的物理电刺激刺激了肌肉后，才引起肌肉发生收缩的。肌肉本身并没有什么“生物电”。物理学家伏打教授否认了伽伐尼的生物电说法！

搞生物科学的认为是生物电，搞物理学的认为是物理电，真有点儿各有偏爱的味道。伏打与伽伐尼关于生物电的争论一直持续了七八年，各不相让。但执著的伽伐尼还是坚信活体肌肉是具有生物电的。他暗下决心，一定要设计出一个令伏打无可挑剔的实验，证明生物细胞是带电的。

不知经过了多少次的实验设计，经过了多少个无眠之夜，伽伐尼绞尽了脑汁：物理电刺激肌肉可以使肌肉发生收缩，若是使用细胞的生物电直接刺激肌肉产生收缩，不就让伏打无懈可击了吗？

在一个漆黑的夜晚，伽伐尼又在他的实验室里研究“生物电刺激肌肉收缩”的方法。精力极度困倦了，他只好躺在实验室的木床上稍做休息。身体倒是平躺在床上安静下来了，但活跃的思绪怎么也平静不下来。突然他头脑思维的火花闪烁了一下，兴奋的伽伐尼迅速翻身下床，又回到了实验台动起手来。一个精心设计的“无金属收缩实验”方法诞生了！

伽伐尼把蛙体肌肉剪开了一个小口，将新制作的一个神经肌肉标本的神经一点搭在肌肉伤口处，另一点置于肌肉的完好部位。如果肌肉细胞确实存在着生物电，一定也能刺激神经肌肉标本兴奋收缩。细心！一定要细心！结果正如伽伐尼所预计的，神经肌肉标本收缩了。这个结果令伽伐尼兴奋不已，几乎要呐喊起来，欢呼跳跃起来。为了证明自己实验结果的可靠性、并非偶然，伽伐尼很快又冷静下来，整整又实验了一个通宵，对自己的实验重复了一次又一次。看到蛙腿肌肉一次次发生的收缩动作，伽伐尼就像一位舞蹈迷乐此不疲地欣赏一个优美的舞姿。

第二天，伽伐尼以他确凿无辩的研究事实，又开始了对伏打挑战的反击。真理总是越辩越明。原来两种电都确实存在，蛙腿既能被体内的“动物电”所激动，也能被外来的“金属电”所刺激。伽伐尼的“无金属收缩实验”无疑就是“生物电”存在的、有理有据的绝妙实验。

既然这样，伏打应该认输。但是伏打也是一位毅力坚强善于钻研的物理科学家，他受伽伐尼发现的“动物电”的启发，数年以后，终于发明了人类历史上第一个人造电源——“伏打电池”。为了感谢伽伐尼对自己的重要启发，伏打竟然把自己发明的电池取名叫做“伽伐尼电池”。伽伐尼第一个解释生物电是个不争的事实，但是要把伏打发明的电池以自己的名字命名，品德高尚的伽伐尼深感受之有愧，于是他再三真诚地推让拒绝了。当然最后还是以发明者的名字命名为“伏打电池”。

在学术争论时，生物学家和物理学家据理力争、毫不相让、不讲情面，这种严谨治学、追求科学、追求真理的精神实为可嘉可敬。在成就和荣誉面前，生物学家和物理学家又谦逊恭让、不计名利，风格实在高尚。他们所表现出的崇高的科学道德，既是科学史上一段脍炙人口的佳话，又为后人树立了光辉的典范。