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루이지 갈바니
루이지 알로이시오 갈바니(이탈리아어:Luigi Aloisio Galvani, 라틴어:Aloysius Galvani)는 이탈리아의 해부학자, 생물학자이다.
개요
루이지 알로이시오 갈바니(Luigi Aloisio Galvani)는 이탈리아의 볼로냐(Bologna)에서 태어나 15살 무렵에 신학을 추구하여 볼로냐 교회(Oratorio dei Padri Filippini)에서 공부하였다. 교회 세례를 받기 직전 부모의 설교하에 생각을 바꿔 1756년부터 볼로냐 대학(Università di Bologna)에서 외과 지식을 포함한 의학을 공부하고, 후에 볼로냐 대학의 해부학 교수가 되었다. 유명한 개구리실험이 바로 이 대학의 해부학 교실에서 진행되었다. 루이지 갈바니는 해부학 실험 중에서 머리를 잘라낸 '척수 개구리'를 놋쇠 갈고랑이로 쇠창살에 매달아 놓으면 천둥이 칠 때뿐 아니라 맑은 날씨에도 경련이 일어나지만, 유리나 수지(樹脂)의 접촉에 의해서는 일어나지 않는 데서 이 경련이 동물의 근육 속에 원래 들어 있는 유체(流體)에서 생긴다고 생각엿고 이 유체를 동물전기 또는 갈바니즘이라 불렀다. 루이지 갈바니는 그것이 생체 전기때문에 일어난 현상이라고 생각하였지만 절친인 물리학자 알레산드로 볼타는 종류가 다른 금속들 사이의 전위차 때문에 생긴 것이라 주장하여 동물전기와 금속전기간의 치열한 논쟁이 생겼다. 이 논쟁을 계기로 후에 알레산드로 볼타는 전기의 흐름 현상을 발견하고 전지를 발명하게 되었다. [1]
동년의 경력
루이지 갈바니의 동물전기 이론의 싹은 동년 시절과 연관이 있었다. 어릴 적의 루이지 갈바니는 여름방학이면 아드리아해 바닷가에 사는 이모 집으로 달려갔다. 그를 끔찍이 사랑해준 이모는 젊고 예뻤지만 해변가에 살고있는 관계로 심한 풍습성 관절염으로 다리병을 앓고 있었다. 이 모습을 안타깝게 눈에 담아온 루이지 갈바니가 이모를 치료하려고 작심한 것이 후에 의학을 배우게 된 중요한 원인이라 할 수 있다. 연해 지역에 풍습성 관절염으로 시달리는 사람들은 예전부터 전기뱀장어의 전기를 이용하여 증상을 완화했는데 두통과 관절염에 뛰어난 효과가 있었다. 동년의 이런 경력은 나중에 대학교 해부실에서 전기뱀장어와 개구리에 대한 해부를 통해 동물전기를 탐색하는 중요한 계기로 되었다.
이력
- 1737년 9월 9일 : 이탈리아의 볼로냐에서 출생.
- 1752년 : 신학을 배움.
- 1756년 : 볼로냐대학에 입학.
- 1759년 : 의학을 전공하고 해부학을 배움.
- 1766년 : 볼로냐대학 해부학 교사직을 담당
- 1782년 : 볼로냐대학 강사직을 담당
- 1782년 : 볼로냐대학 교수로 됨.
- 1791년 : 개구리 다리실험에 근거한 동물전기 이론을 발표.
- 1798년 12월 4일 : 형제집에서 사망.
동물전기에 관한 실험
동물전기는 개구리요리를 하다가 무심코 발견된 현상이라고 한다. 이 발견에 대하여 여러 설이 있는데 유행되는 설은 병든 아내를 위해 요리를 하다가 발견했다는 것이다. 1780년 이탈리아 볼로냐대학 해부학과 교수로 지내던 루이지 갈바니의 아내 루치아의 몸은 아주 허약했다. 개구리 다리로 만든 수프를 먹으면 건강회복에 좋다는 말이 있었기에 개구리 요리를 만들려고 개구리 다리를 금속 접시에 놓았다. 마침 방에서는 제자들이 기전기를 작동하며 불꽃을 만들고 있었는데 무심결에 개구리의 뒷다리가 접시 안에서 살아 있는 것처럼 경련을 일으키는 것을 보았다. 놀란 루이지 갈바니는 세심한 관찰을 통해 기전기가 불꽃을 만들어낼 때만 개구리 다리가 흠칫한다는 현상을 발견하였다. 집 발코니의 철재 난간에 개구리를 매달아 놓을 때도 뒷다리 근육이 수축한다는 것을 발견했는데 특히 번개가 치거나 검은 구름이 몰려올 때는 더 빈번하게 경련이 일어났다. 이런 현상을 갈바니는 ‘대기전기’가 흘렀기 때문이라고 해석하였다. 대기의 기체는 이온화돼 있어 항상 전류가 흐르고 있다. 그는 대기전기에 의해서만 일어나는 현상이 맞는지 확인하려고 실험장소를 실내로 옮겼다. 실내에서 둥근 철판에 철사를 접촉했을 때 개구리의 뒷다리는 역시 경련을 일으켰다. 대기전기가 경련의 원인은 아니니 개구리 자체에서 전기가 나온 것으로 판단하였고 개구리 뒷다리의 경련은 동물의 신경과 근육에 존재하는 음전하와 양전하의 작용에 의해 전류가 흐른 것이라고 결론지었다. 이 실험을 통해서 동물의 체내에 전기를 발생시키는 조직이 있다고 주장하였는데 즉, 동물은 뇌에서 전기를 만들고 이 전기가 온몸의 근육에 흘러 들어가 저장되어 있다가 근육을 움직일 때 사용된다는 것이다.
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동물전기에 대한 반대주장
- 루이지 갈바니는 1794년에 익명으로 '근육 수축에 있어 전도체의 사용과 그 역할'이란 책을 써냈다. 이 책에서 갈바니는 '개구리의 신경을 다른 개구리의 근육으로 건드렸을 때 금속을 전혀 이용하지 않고도 근육의 수축을 관찰할 수 있었다'며 '동물 자체에서 나오는 일종의 유체인 새로운 종류의 전기인 동물전기를 발견했다'고 주장했다. 나중에 증명되다시피 갈바니가 목격한 전기는 개구리에게 원래 있던 '동물전기'가 아니라 개구리가 놓인 금속 접시와 여기에 접촉한 다른 금속 사이에 발생한 '금속전기'라는 설명이다. 이 같은 원리를 응용해 1800년 물리학자 볼트는 세계 최초로 지속적으로 전기를 생산하는 '볼타파일(볼타전지)'을 발명했다. 볼타파일은 얇은 은판과 아연판, 소금물에 적신 판지를 겹겹이 쌓아 만든 것이다. 이 기둥의 아래위에 서로 다른 금속이 오게 한 다음, 전선을 연결하면 전류가 흐른다.
- 볼타전지가 나온 후 갈바니는 '개구리의 춤 선생'이란 조롱을 받으며 동물전기 이론이 부정되는 현실에 직면했고 나폴레옹이 북이탈리아를 침공해 세운 치살피나공화국에 충성맹세를 하지 않자 볼로냐대에서 교수직과 모든 학위를 잃어 궁핍한 노년을 보냈다. 1790년 아내의 사망으로 심한 타격을 받았지만 갈바니는 평생 동물전기에 대한 믿음을 버리지 않았다. 반면에 볼타는 볼타파일을 만든 업적으로 1794년 영국 왕립학회에서 코플리상을 받았다. 1801년에는 나폴레옹의 초청으로 파리 학사원에서 볼타파일을 시연했고 백작위를 수여받았다. 또 볼타는 프랑스 레지옹 도뇌르 훈장까지 탔다. 후세에 증명되다시피 갈바니의 주장인 근육수축이 전기적인 자극에 의해 발생한다는 것은 옳았으나 이것을 ‘동물전기’라고 한 것은 틀렸다. 또 볼타가 ‘동물전기’를 부정한 것은 옳지만 모든 전기․생리학적인 효과에 서로 다른 금속이 전류원으로 필요하다고 본 것은 틀렸다.
공헌
볼로냐대학의 해부학 교수 루이지 갈바니와 볼타가 전지를 발명한 것은 조건과 결과의 관계라 할 수 있다. 1791년 '동물전기' 관점이 나온 후 유럽의 과학자들이 앞다투어 갈바니의 실험을 재연하는 바람에 개구리의 씨가 마를 판이었다. 당시 친구인 물리학자 볼타도 갈바니의 발견에 찬사를 보냈다. 하지만 과학적인 의심을 품고 다른 방식의 실험을 거쳐 볼타는 같은 종류의 금속을 갖다 댔을 땐 개구리 다리가 움직이지 않음을 발견했고 두 가지 금속에 있는 정전기의 양이 서로 달라 전기가 흐르며 개구리 다리는 전선 구실을 하는 데 지나지 않는다고 판단하였다. 볼타는 재질이 서로 다른 동전을 혀의 아래위에 놓고 철사로 연결하면 찌릿찌릿 전기가 통하는 실험도 하였고 이 현상을 응용하여 구리판과 아연판을 번갈아 쌓고 그 사이사이에 소금물로 적신 종이를 끼웠다. 전선을 연결하자 ‘전류’가 발생하였다. 즉, 지속적으로 전기를 생산하는 ‘볼타전지’가 탄생한 것이다. 결과적으로 해부학자는 ‘동물’에 집착하다 위대한 발견을 놓쳤고 물리학자는 ‘금속’으로 눈을 돌려 전지를 발명한 것이다. [2] 루이지 갈바니의 동물전기 관점은 볼타 전지 발명의 기초가 되었으며 당시 과학 수준으로 그가 전기생리학, 전자기학의 발전에 크게 이바지했다는 것은 부언할 수 없다. 또한 죽은 개구리의 심장에 전류를 흐르게 하자 심장 근육의 수축이 일어났다는 루이지 갈바니의 관찰 기록은 오늘날 전기 충격으로 심장 박동을 회복시키는 응급처치법과 심장 리듬의 문제를 감지해 심장이 규칙적이고 제시간에 박동할 수 있도록 전기자극을 보내는 장치인 심장박동기의 개발로 이어져 수많은 사람의 꺼져가는 생명을 되살리고 있다.
각주
- ↑ 〈루이지 갈바니〉, 《나무위키》
- ↑ 여규병 기자, 〈1745년 ‘전지 발명’ 伊볼타 출생〉, 《동아일보》, 2009-10-08
참고자료
- 〈생체전기〉, 《나무위키》
- 〈루이지 갈바니〉, 《위키백과》
- 〈루이지 갈바니〉, 《나무위키》
- 〈路易吉·伽伐尼〉, 《维基百科》
- 〈伽伐尼电流〉, 《百度百科》
- 여규병 기자, 〈1745년 ‘전지 발명’ 伊볼타 출생〉, 《동아일보》, 2009-10-08
같이 보기
