Jonivorlarda elektr toki

yoki, doimiy tok manbaining kashf qilinishi.

XVIII-asrning ikkinchi yarmida, elektr hodisalarining ancha to‘liq o‘rganilishi, biologiya fani uchun ham bir qancha muhim xulosalar yasashga imkon berdi. Jon Uolsh va La-Roshelning ilmiy tajribalari elektr skatning tok chiqarish tabiatini yoritib bergan bo‘lsa, anatomiya mutaxassisi Gunter, elektr skatning elektr chiqaruvchi organlarining aniq tafsilotlarini bayon qildi. Uolsh va Gunterlarning tadqiqotlarining natijalari 1733-yilda e’lon qilindi.

Shunday qilib, Galvanining tajribalarigacha, 1786-yildayoq psixik va fiziologik hodisalarning ilmiy asosi tayyorlangan bo‘lib, jonivorlar tanasidagi elektr hodisalari bo‘yicha ilmiy poydevor allaqachon qo‘yilgan edi. Shu sababdan Liudji Galvani (1737-1798) elektr hodisalarini o‘rganishda avvalo Uolsh va Gunterning jonivorlarda elektr hosil bo‘lishi borasidagi ilmiy xulosalarini o‘rganish bilan boshladi.

Galvanining butun hayoti Italiyaning Bolonya shahrida o‘tgan. Uning hayoti, boshqa olimlarniki singari sarguzashtlarga boy bo‘lgan emas. U universitetning ilohiyot yo‘nalishi bo‘yicha ta’lim olib, dissertatsiyani himoya qilganidan so‘ng, tibbiyot bilan qiziqib qolgan ekan. Bunga sabab uning qaynotasi — o‘z davrining mashhur hakimi va tibbiyot fanlari professori Karlo Galeatssini ta’siri ostida ro‘y bergan.

Ilohiyot borasida ilmiy unvoni borligiga qaramasdan, Galvani, o‘z kasbiy yo‘nalishida keskin burilish qilishga qaror qildi va Bolonya universitetining tibbiyot bo‘limida qaytadan o‘qidi. Galvanining magistrlik ishi inson suyaklari tuzilishiga bag‘ishlangan edi. Tibbiyot magistri unvoniga erishgacha, Galvani endilikda tibbiy bilim asoslaridan dars bera boshladi. 1785 yilda qaynotasi Galeatssining vafotidan so‘ng, Galvanini uning o‘rniga, ginekologiya va anatomiya kafedralariga boshliq qilib tayinlashgan.

Universitetda ishlash davomida u bir vaqtning o‘zida fiziologiya bilan ham shug‘ullanar edi. Galvani bu sohada bir necha qiziqarli risolalar yozib, chop ettirdi. Xususan u qushlarning eshitish tizimi — quloqlarning odam qulog‘idan deyarli farq qilmasligini anatomik va fiziologik tadqiqotlar orqali isbotlab berdi.

Kashfiyot esa, ko‘pincha bo‘lgani singari, tasodifan ro‘y bergan. Bu haqda Galvani risolalaridan birida shunday yozadi: «Men qurbaqaning tanasini yorib ko‘rdim… va umuman boshqa narsani ko‘zda tutgan holatda, uni elektr mashinasi ham joylashgan stolga qo‘ydim… Yordamchilarimdan biri o‘tkir skalpel bilan tasodifan qurbaqaning sonidagi ichki ingichka nerv tolalariga juda yengil teginishni amalga oshirdi va qurbaqaning oyoqlari sapchip tushdi. Boshqa bir yordamchim esa, bunday nozik teginish faqat stolda turgan elektr mashinadan elektr uchqunlari chiqayotganida yuz berayotganligini sezib qoldi. Yangi hodisadan hayratlangan ko‘yi u o‘sha zahotiyoq mening e’tiborimni mazkur hodisaga qaratdi, garchi men, o‘z xayollarim bilan band bo‘lgan bo‘lsam ham…«

Alessandro Voltaning qayd etishicha, fizika nuqtai nazaridan qurbaqa oyoqlarining elektr zaryadi ta’sirida sapchisi hodisasi yangilik emas edi. Elektr induksiyasi, boshqacha aytganda, aks zarba hodisasi Mangan tomonidan 1799 yilda tekshirib, ilmiy asoslab berilgan edi. Lekin, Galvani, bu faktga fizik olim sifatida emas, fiziolog olim sifatida yondoshdi. Olimni jiddiy qiziqtirib qo‘ygan narsa — jonsiz tananing xuddi tirikdek elektr tokiga nisbatan aks javob qaytarayotgani edi.

Galvani, ta’bir joiz bo‘lsa buyuk sabr va qanoat bilan bu sohani batafsil tekshirib chiqdi. Uning qo‘zg‘alish shart sharoitlarini, elektr tokining turli ko‘rinishlari ta’siridagi yuz beradigan qo‘zg‘alishlarning, xususan atmosfera elektri — chaqmoqning qanday qo‘zg‘atuvchi ta’sir ko‘rsatishi borasida tajribalar olib bordi. Qo‘zg‘alish nuqtalarining joylashuvini o‘rgandi. Galvanining bu boradagi tajribalari uning elektrofiziologiyaning otasi deb haqli ravishda atalishiga sabab bo‘lgan.

Tajribalari orqali Galvani ajoyib bir kashfiyotga qo‘l urdi. Ochiq havoda, qurbaqaning umurtqasiga sanchilgan mis ilgaklardan, temir panjaraga osib qo‘yilgan holatda, atmosfera elektri ta’sirida qurbaqaning oyoqchalarining qisqarishini uzoq kutdi. Biroq, Galvanining sabri tugagunicha ham, hech qanday qisqarish, ya’ni, qurbaqa oyoqchalarining atmosferadagi elektr zaryadlari ta’sirida sapchishi yuz bermadi. Galvani qurbaqani yopiq xonaga olib kirdi va uni, temir plastinaga joylab, umurtqasidan o‘tkazilgan ilgakli mis simni siqa boshladi. Bunda xuddi tirik qurbaqadagi kabi oyoq harakatlari paydo bo‘ldi.

Shu tarzda Galvani qator tajribalar o‘tkazib, yangi tur elektr manbai mavjudligi haqida xulosa chiqaradi. Bunday xulosaga kelishiga sabab esa, qurbaqa oyoqchalaridan boshlanib chiqadigan elektr zanjirdagi metall o‘tkazgichlarda qayd etilgan elektr zaryadlari bo‘ldi.

Ayniqsa quyidagi tajriba ko‘proq samara berdi: «Agar qurbaqani bir oyog‘idan qo‘lda osiltirib tutib turib, ikkinchisidan o‘tkazilgan ilgakli mis simni qandaydir kumush plastinka bilan teginishini amalga oshirsak, boshqa bir oyog‘i ushbu kumush plastinkaga erkin ravishda tegib tura oladigan qilib tutsak, o‘sha erkin teginadigan oyoqchaning plastinkaga tegishi bilan, undagi mushaklar…tezkorlik bilan qisqarib qoladi. Bunda oyoqcha, bukiladi, tikkalanadi, va yana qaytib plastinkaga tushib, yana o‘sha sababga ko‘ra, bukilib, tortilib, tikkalanib, xuddi qandaydir elektr mayatnik bilan bahslashayotgandek, kuzatuvchiga zavq bag‘ishlay boshlaydi…»

Shunday qilib, anchayin murakkab shaklda, yopiq zanjirda uzoq zaryad hosil qila oladigan elektr tokining yangi manbai kashf etildi. Buning kelib chiqish sababi esa, gar xil jinsli metallarning o‘zaro tutashuvidan ekanligini fiziolog Galvani taxmin ham qila olmagan. Galvanining fikricha, qurbaqaning oyoqchalaridagi muskullari o‘ziga xos batareya bo‘lib, ulardagi elektr tokini, miyadagi qandaydir signallar qo‘zg‘atadi va ular nerv tolalari orqali muskullarga uzatiladi deb o‘ylagan.

Jonivorlardagi elektr tokining nazariy asoslarining yaratilishi va amaliy elektrotibbiyotga poydevor hosil qilib berdi. Galvanining qurbaqa muskullaridan elektr toki olgani haqidagi kashfiyot, o‘z davri uchun o‘ziga xos katta sensatsiyaga aylandi. Uning izlanishlarini o‘rganuvchilar ko‘payib, mazkur soha istiqboliga yangi yosh olimlar qo‘shila boshlashdi. Ulardan eng ilg‘ori — Alessandro Volta edi.

Alessandro Volta (1745 — 1827) Italiyaning Komo shahrida tug‘ilgan. 18 yoshidayoq, zamonaviy fizika masalalari borasida yirik olimlar bilan yozishmalar olib borgan. Shunisi qiziqki, Volta aniq fanlarga ham, badiiy did bilan yondoshgan. Misol uchun u 19 yoshida, o‘z zamonasida yuz bergan kimyoviy va fizik kashfiyotlar hamda, ixtirolar haqida, lotin tilida qasida yozgan ekan.

Voltaning birinchi ilmiy ishi 1764-yilda nashrdan chiqqan bo‘lib, unda «leyden bankasi» haqida so‘z yuritiladi. 1771-yilda esa, Voltaning nisbatan mukammalroq ilmiy risolasi — «Elektrni qo‘zg‘atish usullarining empirik tadqiqotlari va mashina konstruksiyasini takomillashtirish» nomi ostida chop etildi. 1774-yildan boshlab Volta ona shahridagi maktablarning birida fizika o‘qituvchisi bo‘lib ishlay boshlaydi. 1777-yilda u avval, elektroforni, keyinroq kondensatorni ixtiro qiladi. Bu hammasi emas: Voltaning ixtirolari qatoriga yana elektr to‘pponcha, vodorod lampasi, hamda evdiometr[1]larni kiritish joiz. Ko‘rinib turibdiki, Volta nafaqat yuksak zehnli nazariyotchi, balki, amaliy ixtirolar borasida ham ancha samarador ijod qilgan ekan.

Yuqoridagi kabi ilmiy kashfiyot va ixtirolar, jamoatchilik va ayniqsa davlat rahbarlarining nazaridan chetda qolmadi. 1777-yilda Alessandro Volta Pavia universitetida fizika professori unvoni bilan ishga tayinlandi. Taxminan 1780 yilda u olovli zondni ixtiro qildi. U shaxsan Napoleon tomonidan qo‘llab quvvatlanar edi va Pavia instituti faxriy a’zosi etib saylandi.

1790-yillarda chop etilgan o‘zining dastlabki ilmiy maqolalarida Volta, Galvani qarashlarini muhokama qiladi va ularning ko‘p qismini yoqlab chiqadi. Lekin, tez orada, Volta, Galvani nazariyasidan chetlasha boshlaydi va u ko’proq hodisaning fiziologik nuqtai nazardan emas, balki, fizik asoslari nuqtai nazaridan o‘rgana boshlaydi. Avvaliga Volta «Yorilgan qurbaqa shuni ko‘rsatmoqdaki, jonzot elektrometri, agar shunday atash o‘rinli bo‘lsa, boshqa har qanday eng sezgir elektrometrdan ham o‘ta sezgirroq» degan xulosani e’lon qiladi. Keyinroq esa, Volta, turli jinsli metallarning tutashuvlarini tadqiq qilishga kirishadi: «Metallarning bunday farqqa ega bo‘lishi albatta zaruriy shart; agar, har ikkala metall bir xil bo‘lsa, unda, hech bo‘lmaganda, ularning o‘zaro yaqinlashtirish usuli boshqacha bo‘lishi kerak...» (ya’ni bir biriga teginadigan sirtini nazarda tutmoqda). Bundan keyingi tajribalar orqali Volta, elektr flyuidida tokning hosil bo‘lishiga sabab, turli jinsli metallarning tutashuvi ekanligi, va uni qo‘zg‘atish uchun, faqat mushaklarning qisqarishi emas, boshqa har qanday, nerv qo‘zg‘alishlari ham sabab bo‘lishi mumkinligini aniqladi. Vanihoyat Volta, kuzatayotgan effektning qutbiy ekanligini sezib qoldi. Metallarning o‘rin almashtirilishi orqali amalga oshirilgan tajribada, avval kuzatilgan hodisa endi teskari yo‘nalishda sodir bo‘lar edi. Alessandro Volta qayd etgan bu faktlar soyasida, Leyden bankasi haqidagi farazlar chippakka chiqa boshlagan edi.

Keyinchalik Volta jonzotlardagi elektr nazariyasini uzil-kesil inkor qildi. U, Galvani effekti uchun fizikaviy asoslarni bayon qilib berdi. Bu haqida uning Kavalloga yozgan maktubida shunday deyiladi:

«… men, jonivorlar elektriga emas, balki, oddiy elektrga taalluqli bo‘lgan g‘oyat ajoyib qonunni ochdim. Elektr flyuidining harakati oniy emas, razryadning qanday bo‘lishidan qat’iy nazar, har ikkala metallar o‘rtasidagi tutashuv saqlanib turgan vaqtda, bu metallar tirik yoki o‘lik jonzotga qo‘yilganmi, yoki, boshqa nometall, lekin yaxshi o‘tkazgich bo‘lgan narsalarga, masalan, suv yoki namlangan jismlarga qo‘yilganmi — bundan qat’iy nazar doimiy va davomli bo‘ladi«

Avvalroq, 1794 yilning 10 fevralida, o‘sha Kavalloga yo‘llangan boshqa bir xatini Volta to‘g‘ridan-to‘g‘ri savol bilan boshlagan edi: «Siz jonzotlarning elektri haqida qanday fikrdasiz? o‘zimdan so‘rasangiz, men barcha harakat (u elektr hodisalarini nazarda tutmoqda) metallarning dastavval qandaydir nam jism yoki suvning o‘ziga tutashuvidan kelib chiqishiga allaqachon ishonch hosil qildim«.

Volta, qurbaqa oyoqchalaridagi nervlarning elektr ta’sirida qo‘zg‘alishi, ular orqali elektr tokining o‘tishi bilan bog‘liq ekanligini, va bu nerv qo‘zg‘alishlari, tajribada qo‘llanilayotgan metallar juftligining bir-biridan qanchalik masofada joylashganligiga bog‘liq ekanligini e’lon qildi. U nerv qo‘zg‘alishlari, metallar juftligining quyidagicha: Rux, Qalay folga, Qalay plastinka, Qo‘rg‘oshin, Temir, Latun, turli sifat ko‘rsatkichidagi Bronza, Mis, Platina, Oltin, Kumush, Simob, Grafit tartibdagi ketma-ketligida, bir-biridan qanchalik uzoq masofada joylashsa, shunchalik kuchliroq ro‘y berishini ta’kidlaydi. Voltaning ushbu mashhur kuchlanishlar qatori va uning ochgan kuchlanishlar qonuni, ko‘rilayotgan effektning yadrosini tashkil qiladi. Voltaga ko‘ra, jonivorlarning tana a’zolari «juda passiv, sodda va sezgir elektrometrlardi, ular faol emas, balki, metallar faol bo‘lib, metallarning tutashuvi elektr flyuidining paydo bo‘lishiga birinchi turtki beradi, bir so‘z bilan aytganda, bunday metallar shunchaki o‘tkazgichlar yoki elektr uzatgichlar emas, ular elektrning haqiqiy dvigatellari[2]dir… «

o‘z maqolalarining birida Volta, tutashuv kuchlanishi g‘oyasi unda uch yil avval paydo bo‘lgani va 1793 yildayoq metallarning kuchlanish qatorini tasniflagani haqida alohida ta’kidlab yozadi.

Demak, shunday qilib, effekt hosil bo‘lishining mohiyati, Voltaning fikriga ko‘ra, «Turli navdagi va tasnifdagi o‘tkazgichlarning tutashgan va o‘zaro teginib turgan joyida elektr flyuidini paydo qila oladigan va uni harakatga keltiradigan metallarning xususiyatlari bilan asoslanadi. Bundan kelib chiqadiki, ulardan uch yoki undan ortiq turli xillari o‘tkazgich zanjir hosil qilsa, masalan ikki xil metallar — kumush va temir, qo‘rg‘oshin va latun, kumush va rux va ho kazolardan, — bir yoki undan ko‘proq, nam o‘tkazgichlar sinfiga mansub o‘tkazgich ulansa, (bunday o‘tkazgichlarga jonzotlarning tana qismlari kiradi), agar, bu o‘tkazgich (ya’ni jonzot tanasini nazarda tutyapti) birinchi tasnifdagi o‘tkazgichlarning (ya’ni metallarning) o‘rtasida joylashsa va ularga tutashsa, buning natijasida bir tomonlama oquvchi doimiy tok hosil bo‘ladi, va bunday tokning yo‘nalishi, tutashish natijasida tomonlarning qaysi biri kuchliroq ta’sir ko‘rsatayotganligiga bog‘liq bo‘ladi«.

Albatta, Volta o‘z xulosasini bizning zamonamiz uchun birmuncha murakkab tilda bayon etgan, uni soddaroq tushuntiradigan bo‘lsak, ikki xil, (ya’ni ikki xil jinsli) metallarning tutashuvidan, elektr kuchlanishi potensiali paydo bo‘ladi, agar sodda elektr zanjir yig‘ib, o‘sha metallar tutashuvidan hosil bo‘lgan kuchlanishni biror o‘tkazgich orqali o‘tkazsak, unda bir tomonlama yo‘nalishli doimiy tok hosil bo‘ladi. Ya’ni bu — hozirgi oddiy batareyalarning Volta zamonasidagi talqini bo‘lgan. Shunga qaramay Volta doimiy tok hosil bo‘lishi shartini aniq tushuntirib bergani tahsinga sazovor. Galvanichilarning raddiyalariga ilmiy javob berarkin, Volta, doimiy tok hosil bo‘lishi effektining hech qanday fiziologiyaga bog‘liq joyi yo‘qligi, aksincha effektning mohiyati butunlay fizik jarayon ekanligini isbotlab berdi. Ungacha tok indikatori sifatida jonivorlardan yoki ularning tana qismlaridan (asosan qurbaqalarda) foydalanishar edi. U tok manbaini tadqiq qilishda o‘zining yangi uslubi — kondensatorli elektrometr yordamida, tutashuv (kontakt) potensiallari farqini o‘lchashga asoslangan yo‘nalishi bilan tirik jonzotlarning tanalarini elektr indikator sifatida qo‘llash ishlariga chek qo‘ydi. Bu haqida Voltaning 1795-yilda Gren va 1798-yilda Aldinilarga yozgan maktublarida uning o‘zi batafsil yozgan edi.

[1] Evdiometr — gaz aralashmasidagi gazlarning hajmiy miqdorini aniqlaydigan asbob.

[2] Dvigatel bu matnda elektr toki chiqaruvchi ma’nosida.