Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон: Жизнь и научные труды

Введение

Немецкий врач и физиолог (1818–1896)

Эмиль Генрих дю Бойс Реймонд (7 ноября 1818 – 26 декабря 1896) — немецкий физиолог, один из первооткрывателей потенциала действия нерва и основоположник экспериментальной электрофизиологии. Его лекции о науке и культуре снискали ему высокую репутацию во второй половине XIX века.

Жизнь

Дюбуа Реймонд родился в Берлине и прожил там всю жизнь. Его младшим братом был математик Поль дю Буа Реймонд (1831–1889). Его отец был бедным иммигрантом из Нойшателя, а мать – берлинка с известными корнями в семье гугенотов. Получив первоначальное образование во Французском колледже в Берлине, дю Буа Реймонд поступил в Берлинский университет в 1838 году. Поначалу он, по-видимому, не мог определиться с направлением учебы: он был слушателем известного церковного историка Августа Неандера, интересовался естественной философией, геологией и физикой, но в конечном итоге с таким усердием и успехом взялся за изучение медицины, что привлек внимание Иоганнеса Петера Мюллера (1801–1858), известного профессора анатомии и физиологии. Более ранние исследования Мюллера носили отчетливо физиологический характер, однако его предпочтения впоследствии склонили его к изучению сравнительной анатомии. Примерно в то время, когда молодой дю Буа Реймонд посещал его лекции, Мюллер опубликовал свои «Элементы физиологии», в которых содержалось следующее утверждение:
Хотя в явлениях живых существ, по-видимому, есть нечто, что нельзя объяснить обычными механическими, физическими или химическими законами, многое все же может быть объяснено таким образом, и мы можем без опасений продвигать эти объяснения настолько далеко, насколько это возможно, пока мы остаемся на твердой почве наблюдения и эксперимента. В 1840 году Мюллер назначил дю Буа Реймонда своим ассистентом по физиологии и в качестве отправной точки для исследования передал ему копию эссе, которое итальянский физик Карло Маттеуччи только что опубликовал об электрических явлениях у животных. Это предопределило дело всей жизни дю Буа Реймонда. Он выбрал в качестве темы дипломной работы «Электрические рыбы» и начал длительную серию исследований в области биоэлектричества. Результаты этих исследований были опубликованы частично в виде статей в научных журналах, но главным образом – в его работе «Исследования электричества животных», первая часть которой вышла в 1848 году, а последняя – в 1884 году. В 1852 году, живя уединенно и не имея возможности получить профессорскую должность, он отправился в Англию, где встретил свою двоюродную сестру Жаннет Клод, за которой он ухаживал и женился в 1853 году. У супругов было десять детей, один из которых умер в младенчестве. Что касается его религиозных взглядов, дю Буа Реймонд был атеистом или, в лучшем случае, агностиком.

Du Bois Reymond was born in Berlin and spent his life there. His younger brother was the mathematician Paul du Bois Reymond (1831–1889). His father was a poor immigrant from Neuchâtel, and his mother was a Berliner of prominent Huguenot origin. Educated first at the French College in Berlin, du Bois Reymond enrolled in the University of Berlin in 1838. He seems to have been uncertain at first as to the topic of his studies, for he was a student of the renowned ecclesiastical historian August Neander, and dallied with Naturphilosophie, geology, and physics, but eventually began to study medicine with such zeal and success as to attract the notice of Johannes Peter Müller (1801–1858), a well known professor of anatomy and physiology. Müller's earlier studies had been distinctly physiological, but his preferences caused him later to study comparative anatomy. He had, about the time when the young du Bois Reymond came to his lectures, published his Elements of Physiology, which contains the following statement:
Though there appears to be something in the phenomena of living beings which cannot be explained by ordinary mechanical, physical or chemical laws, much may be so explained, and we may without fear push these explanations as far as we can, so long as we keep to the solid ground of observation and experiment. In 1840 Müller made du Bois Reymond his assistant in physiology, and as the beginning of an inquiry gave him a copy of the essay which the Italian physicist Carlo Matteucci had just published on the electric phenomena of animals. This determined the work of du Bois Reymond's life. He chose as the subject of his graduation thesis Electric fishes, and so commenced a long series of investigations on bioelectricity. The results of these inquiries were made known partly in papers communicated to scientific journals, but also and chiefly by his work Investigations of Animal Electricity, the first part of which was published in 1848, the last in 1884. In 1852 while living alone and unable to get a professorship he traveled to England and met his second cousin Jeannette Claude, whom he courted and married in 1853. The couple had ten children, one of whom died in infancy. Concerning his religious opinions, du Bois Reymond was an atheist or at best agnostic.

Работы

Исследования электричества животных можно рассматривать двумя способами. С одной стороны, это запись точного определения и приблизительного анализа электрических явлений, проявляемых живыми существами. С этой точки зрения, это представляет собой значительный прогресс в биологических знаниях. Дю-Буа Реймонд создал эту отрасль науки, изобретая или совершенствуя методы, разрабатывая новые инструменты наблюдения или адаптируя старые. С другой стороны, рассматриваемые тома содержат изложение теории биоэлектричества. В них Дю-Буа Реймонд выдвинул общую концепцию, согласно которой живую ткань, такую как мышца, можно рассматривать как состоящую из множества электрических молекул, а электрическое поведение мышцы – как результат действия этих элементарных единиц. Теперь мы знаем, что это ионы натрия, калия и другие, градиенты которых ответственны за поддержание мембранных потенциалов в возбудимых клетках. Его теория вскоре подверглась критике со стороны нескольких современников-физиологов, таких как Людимар Герман, который утверждал, что неповрежденная живая ткань, такая как мышца, не генерирует электрические токи, если не подверглась повреждению. Последующая полемика была окончательно разрешена в 1902 году учеником Дю-Буа Реймонда, Юлиусом Бернштейном, который объединил элементы обеих теорий в ионную модель потенциала действия. Таким образом, работа Дю-Буа Реймонда была сосредоточена на электричестве животных, хотя он проводил и другие физиологические исследования, которые могли быть изучены физическими методами, – например, явления диффузии, мышечное образование молочной кислоты и возникновение электрических разрядов у электрических рыб. Дю-Буа Реймонд оказал значительное влияние как преподаватель. В 1858 году, после смерти Иоганнеса Мюллера, кафедра анатомии и физиологии в Берлинском университете была разделена на кафедру анатомии человека и сравнительной анатомии, которую получил Карл Богислаус Райхерт (1811–1883), и кафедру физиологии, которую получил Дю-Буа Реймонд. Он занимал эту должность до самой смерти, проводя исследования на протяжении многих лет в ненадлежащих условиях. В 1877 году прусское правительство удовлетворило его просьбу и предоставило университету современную физиологическую лабораторию. В 1851 году Дю-Буа Реймонд был принят в Берлинскую Академию наук, а в 1876 году стал ее бессменным секретарем. Как и его друг Герман фон Гельмгольц, который также учился у Иоганна Петера Мюллера, Дю-Буа Реймонд был известен по всей Германии. Он использовал свое влияние для развития науки, знакомя студентов Берлинского университета с теориями термодинамики и эволюционной теорией Дарвина. Однако большую часть своей славы он приобрел благодаря случайным выступлениям по вопросам литературы, истории и философии.

Investigations of Animal Electricity may be seen in two ways. On the one hand, it is a record of the exact determination and approximative analysis of the electric phenomena presented by living beings. Viewed from this standpoint, it represents a significant advance in biological knowledge. Du Bois Reymond built up this branch of science, by inventing or improving methods, by devising new instruments of observation, or by adapting old ones. On the other hand, the volumes in question contain an exposition of a theory of bioelectricity. In them Du Bois Reymond put forward a general conception that a living tissue, such as muscle, might be regarded as composed of a number of electric molecules, and that the electric behavior of the muscle was the product of these elementary units. We now know that these are sodium, potassium and other ions, the gradients of which are responsible for maintaining membrane potentials in excitable cells. His theory was soon criticized by several contemporary physiologists, such as Ludimar Hermann, who maintained that intact living tissue such as muscle does not generate electric currents unless it has suffered injury. The subsequent controversy was ultimately resolved in 1902 by du Bois Reymond's student Julius Bernstein, who incorporated parts of both theories into an ionic model of action potential. Thus, du Bois Reymond's work focused on animal electricity, although he made other physiological inquiries — such as could be studied by physical methods — concerning the phenomena of diffusion, the muscular production of lactic acid, and the development of shocks by electric fishes. Du Bois Reymond exerted great influence as a teacher. In 1858, upon the death of Johannes Müller, the professorship of anatomy and physiology at the University of Berlin was divided into a professorship of human and comparative anatomy, which was given to Karl Bogislaus Reichert (1811–1883), and a professorship of physiology, which was given to du Bois Reymond. This he held until his death, performing research for many years without adequate accommodation. In 1877, the Prussian government granted his wish and provided the university with a modern physiological laboratory. In 1851 du Bois Reymond was admitted to the Academy of Sciences of Berlin, and in 1876 he became its perpetual secretary. Like his friend Hermann von Helmholtz, who had also studied under Johannes Peter Müller, du Bois Reymond was known throughout Germany. He used his influence for the advancement of science, introducing the theories of thermodynamics and Darwin to students at the University of Berlin. He owed the largest part of his fame, however, to occasional discourses on literature, history, and philosophy.

О национализме

После объявления Францией войны Пруссии 3 августа 1870 года, дю Буа Реймонд провозгласил, что "Берлинский университет, расположенный напротив королевского дворца, является, согласно своему уставу, духовной стражей (geistige Leibregiment) дома Гогенцоллернов". Но к моменту капитуляции Франции 26 января 1871 года дю Буа Реймонд стал сожалеть о своих словах, оплакивая "национальную вражду двух враждующих народов". Его лекция 1878 года "О национальном чувстве" развила эту тему, предложив один из первых анализов национализма после работ лорда Актона и Фюстеля де Куланжа.

О истории

В 1877 году дю Боа Реймонд представил взгляд на прошлое, в котором подчеркивалось, что только наука демонстрирует какой-либо прогресс. «Наука – главный инструмент цивилизации, – писал он, – а история науки – существенная история человечества». В 1936 году его аргумент повторил Джордж Сартон в лекции, открывавшей семинар по истории науки в Гарвардском университете: Определение. Наука – это систематизированное достоверное знание, или то, что принималось за таковое в разные эпохи и в разных местах. Теорема. Приобретение и систематизация достоверного знания – единственная человеческая деятельность, которая действительно носит кумулятивный и прогрессивный характер. Следствие. История науки – единственная история, способная проиллюстрировать прогресс человечества. Фактически, прогресс не имеет четкого и неоспоримого значения в других областях, кроме науки. Один историк описал внимание дю Боа Реймонда к истории науки как «первую и, безусловно, наиболее решительную атаку на устоявшуюся историческую науку» в XIX веке.

О дарвинизме

Дю-Буа Реймонд был первым немецким профессором, обратившимся к дарвинизму. Он излагал теорию в популярных лекциях в Берлинском университете, в выездных лекциях в Руре и Рейнской области, а также в официальных выступлениях, переведенных и перепечатанных по всей Европе и Северной Америке. В отличие от своего соперника Эрнста Геккеля, дю Боа Реймонд придерживался механистической интерпретации естественного отбора, предвосхитившей современные представления. В Германии мало кто возражал против его учений до 1883 года, когда его некролог в память о Дарвине вызвал возмущение у консерваторов и католиков.