A Hét 1987/2 (32. évfolyam, 27-52. szám)

1987-10-02 / 40. szám

A „VILLANYOS" ORVOS UTÓÉLETE Luigi Galvani születésének kétszázötvenedik évfordulójára A tudománytörténeti értekezések és az iskolai tankönyvek — általában terje­delmi okok miatt — elsősorban a lé­nyegre összpontosítanak: a lehető leg­tömörebben ismertetik a tudósok mun­káját, felfedezéseik történetét. Energi­ájuk nagy részét az elméletek taglalásá­nak szentelik, hiszen ez szolgálja legin­kább a befogadó szellemi épülését. A nagy tudósok nagy tévedéseiről ritkán szerez tudomást a nagy nyilvánosság, holott olykor épp egy jelenség helytelen magyarázata váltja ki az ellenlábasok­ból azt a cselekvési kényszert, amely korszakalkotó jelentőségű találmányok­hoz vezet. Ezek közé a ritka tudósok közé tartozott Luigi Galvani, aki kétszázötven évvel ezelőtt, 1737. szep­tember 9-én látta meg a napvilágot. Nem volt világjáró ember: Bolognában született, itt végezte el tanulmányait, a helyi egyetemen lett az anatómia pro­fesszora és szülővárosában hunyta le a szemét 1798. december 4-én. Mint korának minden tudósa, ő sem csak kifejezetten a saját szakterületével foglalkozott: orvos, anatómus létére rendkívüli módon érdekelték az akkor szenzációszámba menő elektromos kí­sérletek is. Ebben a században sikerült Stephen Graynak villamos töltést fém­­vezetön keresztül továbbítania, tehát bizonyítania, hogy igenis létezhet elekt­romos áram és az szállítható, csakúgy, mint Benjamin Franklinnak a sárkányra szerelt vasrúddal „megcsapolnia" a vil­lámot — leideni palackot feltöltenie vele, ezzel igazolnia, hogy az istennyila tulajdonképpen egyszerű villamos töl­tés. Ez idő tájt elképzelhetetlen volt irodalmi szalon villamos kísérletek be­mutatása nélkül, aminek a végén a közönség haja a szó szoros értelmében az égnek állt — a levegőben felhalmo­zódott nagy mennyiségű villamos töl­téstől. Ezek után aligha lehet azon cso­dálkozni, hogy az anatómia bolognai professzorának a dolgozószobájában is az egyik legfontosabb laboratóriumi eszköz az elektromozó gép volt. Annál is inkább, mivel Galvani szentül hitte, hogy az izmokba az akaratot villamos töltések viszik át. Az elektromozó gép­pel végzett kísérletek is ezt támasztot­ták alá: a feltöltött elektródokhoz érve az áramütés görcsszerü rándulást vált ki. Ha kívülről így lehet ingerelni az izmokat, miért ne lehetne belülről is, az agy parancsainak engedelmeskedve? Elméletét egy döntő jelentőségű kísér­lettel is alátámasztotta: megfigyelte, hogy a dörzselektromos gép működése közben egy-egy szikra létrejöttekor az asztal túlsó végén a kipreparált béka­combok mindig rándulnak egyet. Ké­sőbb azt is megfigyelte, hogy a békalá­bak akkor is megrándulnak, ha az épü­let fölött viharfelhők vonulnak el. Galva­ni rögtön arra gondolt, hogy itt valami­féle állati elektromossággal áll szem­ben és úgy gondolta, hogy ezen az úton eljut ahhoz a hatóerőhöz, amely az izmokkal közli az akaratot. Azt még csak álmában se sejthette, hogy megfi­gyelésével egy évszázaddal előzte meg korát, hiszen amit észlelt, az valójában a vezeték nélküli hirtovábbitás, vagyis a rádió alapelve volt. Kísérletében az elektromozó gép játszotta az adó sze­repét, amelyről a szikra keletkezésekor elektromágneses hullámok indultak el, a békacomb pedig vevőkészülékként reagált. Kísérleteit folytatva — ismét véletle­nül — egy újabb jelenséget figyelt meg: a vasrácsra ezüstkampóval felakasztott békacomb minden esetben rángatózni kezd, amikor a vasrácshoz ütödik, füg­getlenül minden külső körülménytől: a dörzselektromos gép működésétől vagy viharfelhők közeledtétől. Megfigyelése­inek alapján kidolgozott elméletét a De viribus electricatis in motu musculari cömmentatis (A villamosság hatása az izmok mozgására), 1791-ben megje­lent művében foglalja össze. Meggyő­ződése szerint az állati elektromossá­got fedezte fel, amely azért korszakos jelentőségű, mert bebizonyította, hogy az addig ismert szervetlen elektromos­sággal szemben létezik szerves elektro­mosság is. Ma már tudjuk, mekkora tévedés volt Galvani akkori állítása, viszont ez idő tájt nem voltak megfelelő műszerek a villamos jelenségek ellenőrzésére. Könnyű lenne ma az utókor ismerete­inek a birtokában lekicsinylőén rámu­tatni e forradalmi időszak úttörőinek baklövéseire, eközben azonban ne fe­ledkezzünk meg arról, hogy büszke je­lenünk a majdani nemzedékek számára szintén a régmúlt lesz, szemükben mai nagy felfedezéseink egy része éppily naivnak tűnik, hiszen honnan is sejthet­nénk, hogy melyik zseniálisnak képzelt tudományos elméletről bizonyul be né­hány évtized múltán, hogy merő téve­dés. Galvani elmélete oly hihetőnek és bizonyítottnak tűnt, hogy még a rivális padovai egyetem fizikaprofesszora, Alessandro Volta sem kételkedett ben­ne kezdetben. Előzőleg persze megis­mételte Galvani kísérleteit. Mindent rendben talált, így az állati elektromos­ság létezését ő is elfogadta, hiszen a napnál is világosabb, hogy a békacomb villamos töltést hoz létre, amely elekt­­roszkóppal is kimutatható. Csakhogy Volta fejében szeget ütött Sulzer svájci kutató 1754-es kísérlete: ha két külön­böző fémet összekötözött, a fémek mi­nőségétől függően savanykás vagy lú­gos ízt érzett, amikor az egyik fémdara­bot fogva a másikat a nyelvével érintet­te, akárcsak az elektroszkóp pozitív vagy negatív sarkát „kóstolva" meg. így aztán két évvel Galvani könyvének meg­jelenése után, 1793-ban újra megismé­telte a békacombos kísérleteket, de már azzal a gyanúperrel élve, hogy az izom nem a villamos töltés forrása, csupán közvetítő anyagként van jelen, a lényeg a két fémben van. És valóban: amikor a vasrácsra vaskampóval akasz­totta a békacombot, az egyetlenegyszer sem rándult meg. Ebből azonnal követ­kezett az újabb rejtély: az egyes fémek milyen villamos tulajdonságokkal ren­delkeznek? Hosszú kísérletezést köve­tően kiderült, hogy a fémek ún. feszült­­ségi sorba állíthatók, amelynek egyik végén a cink, a másikon a platina he­lyezkedik el, közöttük pedig az ólom, az ón, a vas, a réz, az ezüst és az arany kap helyet. A sorban az előző fém mindig pozitív, az utóbbi negatív elektromos­­ságú lesz. Eközben a létrejövő ún. elekt­­romotorikus erő nem függ a két fém nagyságától és alakjától, csupán azok minőségétől és annál nagyobb, minél távolabb állnak egymástól a sorban. Tehát Volta végül is rájött arra, hogy két fém érintkezésekor az egyiken pozi­tív, a másikon negativ villamos töltés jön létre. Az érintkezés helyén kialakuló elektromotorikus erő okozza a kétféle villamosság szétválasztását, ez addig tart, amíg a két fém érintkezik egymás­sal. Elméletének helyességét bizonyí­tandó a kísérletből kiiktatta a békacom­bot: csupán ón- és rézlemezeket hasz­nált, ezek közé nedves kartont helye­zett. Eközben azt is sikerült bizonyíta­nia, hogy több cinklemez és rézlemez egymás után (sorba) kapcsolásával a feszültség növekszik. Ezzel Voltának si­kerül megalkotnia az első galvánele­met, sőt az egyes elemek sorbakapcso­­lásával létrejövő galvántelepet is. Az új jelenség — megfigyelőjének tiszteletére — a galvanizmus elnevezést kapta. For­radalmi jellegére mi sem jellemzőbb, hogy még száz évvel később sem tud­ták a gyakorlatban helyesen alkalmazni. Franciaországban a múlt század hetve­nes éveiben készítettek ugyanis egy vasvázra szegecsekkel felerősített, csaknem negyvenméteres, hatalmas bronzlemezekböl álló, nőalakot ábrázo­ló szobrot, amelyet később az Egyesült Államoknak ajándékoztak: a híres ne­vezetes Szabadság-szobrot. Ha a szo­bor készítői ismerték volna a galvaniz­mus elméletét, a csaknem végzetesnek tűnő hibát nem követték volna el: az eső hatására szabályos galvánelemmé alakult a bronzlemez-szegecs-vasváz együttes, amely az elmúlt száz év alatt kis híján az „öreg hölgy" széteséséhez vezetett. így a közelmúltban elvégzett restaurációs munka egyik fő célja a meghibásodott részek cseréjén túl épp a galvanizmus jelenségének a meg­szüntetése volt, hogy meggátolják a szoborromboló elektrokémiai folyama­tokat. A galvánelemek következő jeles kuta­tója az angol Humphry Davy volt, aki bebizonyította, hogy az elemeken leját­szódó kémiai jelenségeknek rendkívül fontos szerepük van a villamos hatások létrejöttében. Felfedezései révén mél­tán tekinthetjük öt az elektrokémia aty­jának és azon elméletek alapjai lerakó­jának, amelyek a kémiai jelenségek vil­lamos természetével foglalkoznak. Galvani egyszerű békacomb-kísérle­­tének szinte hihetetlenül gazdag az utóélete: amerre nézünk, mindenütt galvánelemekkel találkozunk — az au­tóban, a villamos karórákban, zsebrá­dióban, elemlámpában, zsebszámoló gépben és minden telepes szórakoztató elektronikai berendezésben, mérőmű­szerben egyaránt. Hiszen minden gal­vánelem vegyi reakció ill. koncentrá­ciókülönbség kiegyenlítődésével termel áramot. Fémelektródjaik ugyancsak kü­lönböző elemekből készülnek (vannak nemfém elektródú galvánelemek is), akárcsak Galvani esetében, csupán elektrolitjuk nem áll békacombból. A későbbiek folyamán azt is sikerült tisztázni, hogy a kimerülő, ún. primer elemeken kívül készíthetők többször feltölthető elemek — akkumulátorok — is, ezek olyan galvánelemek, amelyek a villamos áram ellentétes irányú átveze­tésével újra üzemképes állapotba hoz­hatók. Ritka felfedezés az olyan, amelynek jelentősége a múló idővel egyre inkább nő. A galvanizmus jelensége ezek közé tartozik. Napjainkban egyre fontosabb szerepet tölt be életünkben, ez a jövő­ben csak növekedni fog: a villamos autó éppúgy nem lehet meg galváne­lem nélkül, mint a holnap ígéretes ener­giaforrása: a tüzelőelemek, amelyek a hőerőműveknél jóval nagyobb hatás­fokkal alakítják át a vegyi energiát villa­mos energiává. A fémek korrózióvédel­me, amely a galvanizmus jelenségén alapul, napjainkban már önálló tudo­mánynak számit. OZOGÁNY ERNŐ 16

Next

/
Thumbnails
Contents