Но хотя философы, безусловно, заслуживали порицания за допущение неизвестной причины для объяснения различных явлений, более поздние эксперименты, судя по всему, доказывают, что даже догадки Ньютона не были основаны на слабых основаниях. Его идея о том, что алмаз горюч, была подтверждена различными экспериментами; а то, что в природе существует тонкая жидкость, способная с легкостью проникать сквозь самые плотные тела, показывают явления электричества, и некоторые недавние эксперименты делают отнюдь не маловероятным то, что эта жидкость или влияние играет заметную роль в нервной системе. Что она существует в большом количестве в телах животных, очевидно при легком поглаживании спины кошки в темноте; и казалось бы, что в некоторых случаях она может выделяться или секретироваться нервами. Впоследствии мы увидим, что вместилищем зрения является тонкое расширение крупного нерва, который идет от мозга и распределяется по дну глаза; а вспышки света, или род искрения, часто можно видеть вылетающими из глаз людей, находящихся в отличном здоровье и обладающих большой нервной энергией. Эти светящиеся вспышки очень заметны в темноте у некоторых животных, таких как лев, рысь и кошка; и это явление трудно объяснить, если не предполагать его электрическим.
Однако эксперименты Гальвани и других вне всякого сомнения доказали, что эта жидкость при воздействии на нервы и мышцы способна возбуждать различные ощущения и движения. Чтобы произвести эту жидкость с помощью приложения двух металлов, необходимо, чтобы один из них находился в таком положении, при котором он легко подвергается окислению, в то время как другой защищен от окисления. Если кусок цинка поместить в воду, никаких изменений не произойдет; но если вместе с ним поместить кусок серебра, цинк немедленно окислится путем разложения воды, и через серебро пройдет ток электричества. Если верхнюю и нижнюю поверхности языка покрыть двумя разными металлами, один из которых легко окисляется, и привести их в соприкосновение, возникает ощущение, напоминающее вкус, которое возникает внезапно, подобно слабому электрическому удару. Этот вкус также можно получить, приложив одну часть металлов к языку, а другую к любой части тела, лишенной эпидермиса, и приведя их в соприкосновение.
Ощущение света может быть произведено различными способами; например, путем наложения одного металла между десной и верхней губой, а другого под язык; или путем введения серебряного зонда в одну из ноздрей и куска цинка на язык; в момент соприкосновения в соответствующем глазу ощущается ощущение, напоминающее очень яркую вспышку света.
Но эксперименты, которые сильнее всего доказывают то, на что я намекал, проводятся следующим образом. Обнажите часть крупного нерва, ведущего к какому-либо мускулу или конечности животного, например, к отделенной от тела ноге лягушки. Коснитесь обнаженного нерва куском цинка, а мышцы — куском серебра, и в момент соприкосновения этих металлов происходят сильные сокращения. Тот же эффект можно получить, поместив кусок серебра на больший кусок цинка и поместив на серебро червя или пиявку; при передвижении в тот момент, когда он касается цинка, он приходит в сильные конвульсии.
Было четко доказано, что эти явления имеют электрическую природу; ибо с помощью множества надлежащим образом расположенных кусочков этих металлов можно вызывать сильные удары, воздействовать на электрометр, заряжать лейденскую банку, видеть электрическую искру и воспламенять горючие тела.
Некоторые животные также обладают способностью накапливать это влияние в большой степени; например, торпедо и электрический угорь, которые оба наносят сильные удары; и если в цепи сделать небольшой разрыв, можно увидеть искру, как показал мистер Уолш. При препарировании этих рыб мистер Хантер обнаружил орган, очень похожий на столб Вольты; он состоит из многочисленных перепончатых колонок, заполненных пластинками или пелликулами в форме тонких дисков, отделенных друг от друга небольшими промежутками, которые содержат жидкое вещество; этот орган, подобно столбу Вольты, способен наносить повторяющиеся удары даже будучи окруженным водой.
Для получения гальванических явлений необязательно использовать два металла; ибо если одна сторона металла окисляется, а другая защищена от окисления, эти проявления все равно будут возникать. Необязательно даже использовать какой-либо металл; ибо кусок древесного угля, окисленный таким же образом, производит гальванизм; то же делает свежее мышечное волокно и, возможно, любое вещество, способное к окислению. Наиболее поразительным обстоятельством в гальванизме является то, что он сопровождает окисление и, возможно, никогда без него не производится. Но окисление постоянно происходит в организме посредством дыхания и циркуляции крови. Впоследствии мы найдем основания полагать, что кислород, получаемый из атмосферы легкими, является причиной животного тепла и, вероятно, животной раздражимости; и, пожалуй, не будет неблагоразумным предположить, что нервное влияние или электричество могут отделяться мозгом и направляться по нервам, которые кажутся самыми мощными проводниками этого влияния, для стимуляции мышц к действию.
Какова природа электрической жидкости, мы не знаем; некоторые гальванические эксперименты навели меня на мысль, что это может быть водород, который в соединении с теплородом появляется в форме газа, но в чистом виде или, возможно, в другом состоянии может быть способен проходить через твердые тела в форме электричества.
Представив этот краткий обзор человеческого тела, рассматриваемого как машина, состоящая из костей, мышц и нервов, я перейду к изложению различных тем, которые буду рассматривать в этом курсе. Начать курс вроде этого чрезвычайно трудно; ибо мы должны либо резко войти в середину, либо начало должно быть в некоторой степени утомительным и сухим. Однако я предпочел рискнуть заслужить последнее название в отношении этой лекции, чем входить в предмет более резко, чтобы сделать его более увлекательным. По мере нашего продвижения я верю, что вы почувствуете возрастающий интерес к предмету; и, я думаю, я могу рискнуть пообещать, что эта лекция окажется наименее увлекательной в курсе. Темы будут проиллюстрированы экспериментами, чтобы сделать выводы более яркими.
Затем я перейду к рассмотрению явлений дыхания и животного тепла; после чего объясню циркуляцию крови и явления пищеварения и питания. Затем я исследую более подробно, чем было сделано в этой лекции, связь человека с внешним вязким миром, что приведет к обсуждению различных чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания.
Когда эти темы будут обсуждены столь полно, сколь позволит наше время, я довольно подробно исследую то, каким образом силы, поддерживающие жизнь, которые физиологи ошибочно называли ненатуральными вещами, действуют на организм. Это естественным образом приведет к более полному объяснению системы, которую я пытался защитить в своей лекции о здоровье. И после того, как я полностью объясню законы, по которым регулируется раздражимый принцип, я перейду к демонстрации того, как возникают те отклонения от здорового состояния, которые называются болезнями; я укажу на различие, существующее между слабостью, вызванной уменьшением действия сил, поддерживающих жизнь, и той, которая проистекает из их слишком мощного действия; затем я исследую природу болезней повышенного возбуждения; и после того, как покажу, как чрезмерное действие сил, поддерживающих жизнь, действует на развитие болезней, я постараюсь сформулировать такие правила сохранения здоровья, которые являются результатом рассуждений на эти темы и также подтверждены опытом.
[1] [РИСУНОК] Предположим, что AC — это рычаг, удерживаемый в равновесии силой B и весом W, тогда весь момент, развиваемый в точке B, должен быть равен моменту в точке W, но силы будут различными. Ибо B x AC = W x AB, и если AC = 10AB, то мышца должна приложить силу, равную десятикратному весу поднимаемого груза. Отсюда мы видим, что в действиях мышц происходит потеря силы из-за того, что их точки прикрепления находятся ближе к точке опоры, чем вес. Например, предположим, что дельтовидная мышца сокращается и поднимает груз в 55 фунтов: вес руки равен 5 фунтам, а расстояние ее прикрепления составляет лишь 1/3 длины руки, следовательно, приложенная сила должна составлять (55 + 5) x 3 = 180 фунтов.
[РИСУНОК] Но благодаря этому приспособлению мы получаем большую амплитуду движения, а также большую скорость, причем и то и другое достигается с меньшим сокращением. Пусть A — центр движения, или сочленения; B — прикрепление мышцы, а AC — длина рычага, или кости; тогда при сокращении, равном лишь B_b_, точка C проходит расстояние через C_c_, которое относится к B_b_ как AC к AB. Также очевидно, что скорость больше, так как C перемещается в c за то же время, что и B в b.
Потеря силы также вызывается косоглазием мышечного действия и косым направлением волокон.
Ибо в этом случае происходит сложение двух сил и вытекающая отсюда потеря мощности: силы пропорциональны двум сторонам параллелограмма, но производимые эффекты пропорциональны лишь диагонали.
ЛЕКЦИЯ II. ДЫХАНИЕ. В прошлой лекции я сделал краткий обзор человеческого тела как движущейся машины, управляемой волей. Теперь мы перейдем к более детальному рассмотрению некоторых ее функций.
Мне не нужно говорить никому из моих слушателей, насколько необходим воздух для живого организма; ведь каждый знает, что мы не можем жить, будучи лишены этой жидкости; но прежде чем мы сможем понять то, как она действует на организм, мы должны ознакомиться с некоторыми ее свойствами.
То, что воздух представляет собой жидкость, состоящую из таких частиц, которые обладают слабым сцеплением или не имеют его вовсе, легко скользят друг относительно друга и поддаются малейшей силе, очевидно по той легкости, с которой животные дышат им и двигаются сквозь него. Действительно, из-за его прозрачности, а следовательно, невидимости, а также из-за его крайней тонкости и легкости, с которой тела движутся сквозь него, люди едва ли верят, что они живут на дне воздушного океана, подобно рыбам на дне моря. Однако мы начинаем очень остро ощущать его, когда он стремительно течет потоками или течениями, образуя то, что называется ветром, который порой действует настолько яростно, что вырывает с корнем сильнейшие деревья и валит на землю лучшие и прочнейшие строения.
Некоторые все еще могут быть склонны спросить: что же это за воздух, в котором мы, как утверждается, живем? Мы ничего не видим; мы ничего не чувствуем; мы находим себя свободными передвигаться в любом направлении без каких-либо препятствий. Откуда же тогда берется утверждение, что мы окружены жидкостью, называемой воздухом? Когда мы выливаем воду из сосуда, он кажется пустым; ибо наши чувства не сообщают нам, что что-то занимает место воды, например, когда мы выливаем воду из флакона. Но эта операция точно так же похожа на выливание ртути из флакона в кувшин с водой: вода проникает внутрь и занимает место ртути; точно так же поступает и воздух, который заменяет воду; и этот воздух не позволяет воде подняться или занять сосуд, который его содержит.
Отсюда мы видим, что воздух обладает такими же признаками непроницаемости, что и остальная материя: ибо он исключает тела из пространства, которое занимает сам.
Будучи материальным, воздух должен обладать весом; и соответственно мы обнаружим, что кварта его весит около пятнадцати гран. Но кварта воды весит около двух фунтов; следовательно, эта жидкость почти в тысячу раз тяжелее воздуха.
Но хотя воздух гораздо легче воды, однако, поскольку он простирается на значительную высоту над поверхностью Земли, очевидно, что он должен сильно давить на поверхности тел. Считается, что он простирается почти на пятьдесят миль над поверхностью Земли и поэтому должен тяжело давить на эту поверхность. Это может быть доказано с помощью различных экспериментов, выполняемых с помощью воздушного насоса.
Другим свойством воздуха, отличающим его от большинства других жидкостей, является его упругость. Он может быть сжат в меньший объем, чем тот, который он занимает естественным образом, и когда сжимающая сила удаляется, он расширяется до своего прежнего объема благодаря своей пружине или упругости. Поистине он всегда сжат в меньший объем, чем занимал бы естественным образом, под весом вышележащего воздуха.
Трахея, или дыхательное горло, начинается в дальнем конце рта, между корнем языка и проходом в желудок: ее верхняя часть называется гортанью; она образует выступ в передней части шеи, который более заметен у мужчин, чем у женщин: ее отверстие называется голосовой щелью, или глоттисом, и покрыто маленьким клапаном, или крышечкой, называемой надгортанником, который открыт, когда мы дышаем, но закрывается, когда мы что-то глотаем, чтобы предотвратить попадание этого в легкие; иногда однако, особенно когда мы пытаемся говорить во время глотания, небольшая часть нашей пищи или питья попадает в гортань и вызывает сильный кашель, пока ее не выбросят обратно.
Дыхательное горло состоит из хрящевых колец, покрытых мембраной, которые поддерживают его в открытом состоянии; пройдя вниз на расстояние нескольких дюймов, оно разделяется на две большие ветви, каждая из которых подразделяется на огромное число разветвлений, в конечном итоге оканчивающихся маленькими пузырьками, которые при раздувании воздухом составляют большую часть объема легких.
Полость, в которой заключены легкие, называется тораксом, или грудной клеткой; она ограничена ребрами и позвоночником и отделена от брюшной полости мышечной перегородкой, называемой диафрагмой. Грудная клетка под действием диафрагмы и межреберных мышц попеременно увеличивается и уменьшается. Предположим теперь, что грудная клетка находится в своем наименьшем состоянии; если она увеличивается, образуется вакуум, в который под действием своего веса устремляется наружный воздух, наполняя и раздувая пузырьки легких.
Грудная клетка, расширившись таким образом, возвращается к своему прежнему объему главным образом за счет расслабления мышц, которые ее расширяли, и естественной упругости частей, чему способствует сокращение мышц брюшного пресса; грудная клетка при этом уменьшается, и из легких изгоняется некоторое количество воздуха. Мышцы, расширяющие грудную клетку, начинают действовать снова, воздух вновь входит; и это попеременное расширение и сжатие называется дыханием. Поступление воздуха в легкие называется вдохом, или инспирацией, а его изгнание — выдохом, или экспирацией.
Чтобы составить более точное представление о том, как совершается дыхание, представим себе, что эта комната заполнена водой. При увеличении грудной клетки описанным выше способом вода под своим весом хлынула бы внутрь и заполнила вновь образовавшуюся пустоту, а при уменьшении объема грудной клетки часть этой воды была бы вытеснена. Точно так же воздух будет попеременно поступать в легкие и выходить из них благодаря этому попеременному расширению и сжатию грудной клетки.
Дыхание — это функция столь важная, что остановка ее всего на несколько минут влечет за собой смерть. Посредством этой функции кровь подвергается обработке и становится пригодной для питания тела; посредством нее в систему, по всей вероятности, поступает раздражимость; посредством нее нервная энергия, скорее всего, доставляется в организм для расходования на ощущение и мышечное движение. По-видимому, таким же образом животные снабжаются тем теплом, которое сохраняет их температуру почти неизменной, каковой бы ни была температура окружающих тел.
Если любое количество неодушевленных тел, обладающих различными степенями тепла, поместить рядом друг с другом, тепло начнет переходить от более горячих тел к более холодным до установления температурного равновесия. Но это отнюдь не относится к одушевленной материи; ибо какова бы ни была степень тепла, присущая отдельным животным, они сохраняют ее почти неизменной при любой температуре, если только эта температура не является совершенно несовместимой с жизнью или здоровьем. Так, из проведенных экспериментов мы находим, что человеческий организм не только способен выдерживать при определенных обстоятельствах без каких-либо существенных изменений своей температуры степень тепла, значительно превышающую температуру кипения воды, но также поддерживает свою обычную температуру, в то время как окружающая среда находится на несколько градусов ниже точки замерзания.
Поэтому очевидно, что животные ни получают тепло от окружающих их тел, ни претерпевают под влиянием внешних обстоятельств каких-либо существенных изменений того тепла, которое присуще их природе. Эти общие факты подтверждаются и проясняются многими точными и хорошо проверенными наблюдениями, которые показывают, что степень тепла у одного и того же рода и вида более совершенных животных остается неизменно одинаковой, окружены ли они снежными горами в окрестности полюса или подвергаются воздействию вертикального солнца в знойных регионах тропического пояса.
Эта стабильность и неизменность животного тепла при столь большой разнице внешних обстоятельств и столь огромной широте температур окружающего воздуха доказывают вне всякого сомнения, что живой организм снабжен особой механикой, или способностью генерировать, поддерживать и регулировать собственную температуру; и что она настолько мудро приспособлена к обстоятельствам своей экономики или настолько зависит от них, что какова бы ни была температура атмосферы, она окажет очень слабое влияние как на уменьшение, так и на увеличение температуры животного.
Чтобы мы могли увидеть, как достигается этот эффект, мы должны изучить химические свойства воздуха. Однако перед этим необходимо вкратце указать, как изменяется состояние тел в отношении тепла при изменении их формы.
Когда тело переходит из состояния твердого тела в жидкое, оно поглощает количество тепла, которое химически соединяется с ним и становится незаметным для осязания или термометра; точно так же при переходе из жидкого состояния в состояние пара или газа оно соединяется с еще большим количеством тепла, которое остается скрытым в нем до тех пор, пока оно находится в состоянии газа, но когда оно возвращается в жидкое или твердое состояние, оно отдает тепло, которое было соединено с ним, и это тепло, освобождаясь, перетекает в окружающие тела и повышает их температуру.