Стивен Хейлз: Жизнь и научные открытия английского священника и ученого.

Введение

Английский священник и ученый (1677–1761)

Стивен Хейлс (17 сентября 1677 – 4 января 1761) был английским священником, внесшим значительный вклад в различные научные области, включая ботанику, пневматическую химию и физиологию. Он первым измерил кровяное давление. Он также изобрел несколько устройств, в том числе аппарат искусственной вентиляции легких, пневматическую ванну и хирургический зажим для удаления камней из мочевого пузыря. Помимо этих достижений, он был филантропом и написал популярный трактат о пагубном употреблении алкоголя.

Жизнь

Стивен Хейлс родился в Бексборне, Кент, Англия. Он был шестым сыном Томаса Хейлса, наследника баронетства Биксборн и Бримор, и его жены Мэри (урожденной Вуд), и был одним из двенадцати или, возможно, тринадцати детей. Томас Хейлс (умер в 1692 году) скончался раньше своего отца, сэра Роберта Хейлса; поэтому внук сэра Роберта, сэр Томас Хейлс, 2-й баронет (брат Стивена Хейлса) унаследовал баронетский титул в декабре 1693 года. Хотя он готовился к священству и изучал богословие, Хейлс получил образование в области классики, математики, естественных наук и философии в Кембридже. В 1703 году Хейлс был принят в члены колледжа Корпус-Кристи, в том же году получив степень магистра искусств, и был рукоположен в сан дьякона в Бугдене, Кембриджшир. Он продолжил свои богословские и другие исследования в Кембридже, где подружился с Уильямом Стукли, изучавшим медицину. В Кембридже он посещал лекции по химии Джованни Франсиско Вигани. Считается, что его интерес к биологии, ботанике и физиологии возник именно тогда. Хейлс оставался в Теддингтоне до конца своей жизни, за исключением редких посещений других приходов. Он был прилежным священником – помимо приходских обязанностей он расширил и отремонтировал церковь и организовал новое водоснабжение для деревни – и пользовался уважением, хотя есть свидетельства того, что его экспериментальные работы по физиологии животных вызывали опасения. Однако Папа также был близким другом Хейлса и считал его образцом человека, любящего Бога. В 1718 году Хейлс был избран членом Королевского общества и в том же году стал ректором Порлока, Сомерсет, занимая эту должность одновременно с пастырством в Теддингтоне. В 1720 году он женился на Мэри Ньюс, но она умерла в следующем году, вероятно, при родах; детей не было, и он больше не женился. В 1723 году он был назначен ректором Фаррингдона, Гэмпшир (который он совмещал с должностью в Теддингтоне, наняв викария в Фаррингдоне). Хейлс проводил там лето и подружился с Гилбертом Уайтом, натуралистом, чья семья жила поблизости. Слава Хейлса как ученого росла с 1718 года, и к середине XVIII века он приобрел международную известность, посмертно.

Stephen Hales was born in Bekesbourne, Kent, England. He was the sixth son of Thomas Hales, heir to Baronetcy of Beakesbourne and Brymore, and his wife, Mary (née Wood), and was one of twelve or possibly thirteen children. Thomas Hales (died 1692) predeceased his father, Sir Robert Hales; therefore Sir Robert's grandson, Sir Thomas Hales, 2nd Baronet (Stephen Hales' brother) succeeded to the baronetcy in December 1693. Although he was an ordinand studying divinity, Hales would have received his degree in the Classics, mathematics, natural sciences and philosophy while in Cambridge. Hales was admitted as a Fellow of Corpus Christi in 1703, the same year as he obtained the degree of Master of Arts, and was ordained as Deacon at Bugden, Cambridgeshire. He continued his theological and other studies in Cambridge, where he became friends with William Stukeley who was studying medicine. He attended chemistry lectures by Giovanni Francisco Vigani while at Cambridge. His interest in biology, botany and physiology is presumed to date from that time. Hales remained in Teddington for the rest of his life, except for occasional visits to his other parishes. He was an assiduous minister – in addition to parish duties he enlarged and repaired the church and commissioned a new water supply for the village – and well regarded although there is some evidence that his experimental work on animal physiology was viewed with misgivings. Pope, however was also a close friend of Hales and considered him the model of the man who loves his God. In 1718 Hales was elected a fellow of the Royal Society and in the same year became rector of Porlock, Somerset, a post he held alongside the curacy of Teddington. In 1720 he married Mary Newce, but she died the following year, probably in childbirth; there were no children and he never remarried. In 1723 he was installed as rector of Farringdon, Hampshire (which he held alongside Teddington by employing a curate in Farringdon). Hales spent his summers there and became a friend of Gilbert White, the naturalist, whose family lived nearby. Hales's fame as a scientist grew from 1718 onwards, and by the mid part of the 18th century he had achieved an international reputation. after his death.

Работа

Хейлс наиболее известен своими «Статическими эссе». Первый том, «Vegetable Staticks» (1727), содержит описание экспериментов в области физиологии и химии растений; он был переведен на французский язык Жоржем Луи Леклерком, графом де Буффоном, в 1735 году, а на итальянский язык Марией Анжелой Ардингелли в Неаполе в 1750–1752 годах. Второй том, «Haemastaticks» (1733), описывает эксперименты по физиологии животных, включая измерение «силы крови», то есть кровяного давления. Переведен и снабжен комментариями Ардингелли в 1756 году. Хейлс отметил, что «растения, весьма вероятно, получают часть питательных веществ из воздуха через листья». В «Vegetable Staticks» Хейлс предвосхитил теорию когезии движения воды в растениях, хотя его идеи не были поняты в то время и не оказали влияния на дебаты о транспорте воды в растениях в XIX веке. Он также предположил, что растения могут использовать свет как источник энергии для роста (то есть фотосинтеза), основываясь на предположении Исаака Ньютона о том, что «грубые тела и свет» могут быть взаимопревращаемы. В «Vegetable Staticks» Хейлс также описал эксперименты, показавшие, что «воздух свободно проникает в растения, не только с основным запасом питательных веществ через корни, но и через поверхность их стволов и листьев». Хотя по современным меркам работы Хейлса по химии воздуха кажутся примитивными, их важность была признана Антуаном Лавуазье, открывшим кислород. Наиболее известен тем, что Хейлс измерял кровяное давление у нескольких видов животных, вводя тонкие трубки в артерии и измеряя высоту, на которую поднимался столб крови. Хейлс также описал последствия кровоизлияния и геморрагического шока, проводя постепенное обескровливание животных и одновременно измеряя артериальное давление. У лошади он заметил, что по мере приближения смерти «кобыла покрылась холодным и липким потом». Кроме того, Хейлс делал восковые отливки желудочка сердца и оценивал объем крови, перекачиваемой сердцем; правильно описал роли митрального и аортального клапанов во время систолы и диастолы; объяснил пульсацию артерий с точки зрения их эластичности и приписывал сопротивление кровотоку трению, возникающему при прохождении крови через мелкие кровеносные сосуды. Также заслуживают внимания работы Хейлса по закономерностям роста длинных костей, демонстрирующие рост эпифизов; его демонстрация спинальных рефлексов у лягушки и его предположение о том, что электричество играет роль в обеспечении нервного контроля над функцией мышц.

Hales is best known for his Statical Essays. The first volume, Vegetable Staticks (1727), contains an account of experiments in plant physiology and chemistry; it was translated into French by Georges Louis Leclerc, Comte de Buffon in 1735 and into Italian by Maria Angela Ardinghelli in Naples in 1750 1752. The second volume, Haemastaticks (1733), describes experiments on animal physiology including the measurement of the "force of the blood", i. e. blood pressure. Translated and annotated by Ardinghelli in 1756. Hales commented that "plants very probably draw through their leaves some part of their nourishment from the air". In Vegetable Staticks Hales prefigured the cohesion theory of water movement in plants, although his ideas were not understood at the time, so he did not influence the debate on water transport in plants in the 19th century. He also speculated that plants might use light as a source of energy for growth (i. e. photosynthesis), based on Isaac Newton's suggestion that "gross bodies and light" might be interconvertible. In Vegetable Staticks Hales also described experiments that showed that " air freely enters plants, not only with the principal fund of nourishment by the roots, but also thro' the surface of their trunks and leaves". While Hales' work on the chemistry of air appears primitive by modern standards, its importance was acknowledged by Antoine Lavoisier, the discoverer of oxygen. Most famously, Hales made measurements of blood pressure in several animal species by inserting fine tubes into arteries and measuring the height to which the column of blood rose. Hales also described the effects of hemorrhage and hemorrhagic shock by progressive exsanguination of animals and accompanying measurement of blood pressure. In a horse he observed that as death approached "the Mare fell into cold and clammy sweats". In addition, Hales took wax casts of the ventricle of the heart and estimated how much blood was pumped by the heart; correctly described the roles of the mitral valve and aortic valve during systole and diastole; explained the pulsations of arteries in terms of their elasticity and attributed the resistance to blood flow to friction due to the passage of blood through small blood vessels. Hales's work on the growth pattern of long bones, demonstrating epiphyseal growth; his demonstration of spinal reflexes in the frog and his suggestion that electricity played a role in allowing nerves to control muscle function are also noteworthy.

Изобретения и другие работы

В 18 веке считалось, что плохой воздух является причиной плохого здоровья и смерти. Смерть и болезни были распространены на переполненных кораблях и в тюрьмах. Хейлс был одним из нескольких людей в начале 18 века (другими известными изобретателями были Джон Теофилус Дезагульерс, Мартен Тривальд и Сэмюэл Саттон), разработавших различные типы вентиляторов для улучшения качества воздуха. Вентиляторы Хейлса также использовались для сохранения продуктов питания и сушки зерна. Хейлс также экспериментировал со способами дистилляции пресной воды из морской воды, сохранения воды и мяса во время морских путешествий, измерения глубин в море, измерения высоких температур, а также писал на различные темы, включая землетрясения, методы предотвращения распространения пожаров и сравнительные показатели смертности в сельских и городских приходах.

Благотворительность

После смерти жены Хейлс все больше вовлекался в благотворительную деятельность. В 1722 году он стал членом-корреспондентом Общества содействия христианскому знанию, основанного Томасом Брэем. В 1723 году Брей заболел и назначил доверенных лиц, включая Хейлса, для управления завещанием Абеля Тассина, сеньора д’Аллона, на «Обращение негров-рабов на Вест-Индиях». Впоследствии Хейлс также был назначен доверенным лицом для управления наследием Брэя, предназначенным для создания приходских библиотек в американских колониях. Эти благотворительные организации вошли в состав плана, возглавляемого Джеймсом Оглторпом, по созданию благотворительной колонии для бедных, «честных и трудолюбивых должников» и преследуемых (протестантских) иностранцев. Хейлс, вероятно, чувствовал личную заинтересованность в этом плане, поскольку его братья были заключены в тюрьму за долги после краха Южноморской компании, а один из них, Уильям, умер от тюремной лихорадки в тюрьме Ньюгейт. Род деревьев Halesia был назван в его честь Джоном Эллисом в 1759 году. Американское общество специалистов по биологии растений ежегодно присуждает премию имени Стивена Хейлса ученому за достижения в области биологии растений.