(nar. 24. června 1795 ve Wittenbergu, Německo; zemř. 26. ledna 1878 v Lipsku). anatomie, fyziologie, psychofyzika.
Weber byl nejstarší ze tří bratrů Weberových, kteří byli po celý život úzce spjati ve své vědecké činnosti. Jejich největší úspěch spočíval v aplikaci moderních exaktních metod matematické fyziky na studium fungování různých systémů vyšších živočichů a člověka. Vůdčí osobnost tohoto úsilí Ernst velmi brzy upozornil fyzika Wilhelma Eduarda na problematiku mechaniky krevního oběhu a později ovlivnil orientaci Eduarda Friedricha na teoretickou medicínu a pomohl mu získat místo na lékařské fakultě v Lipsku, kde zůstal jeho blízkým spolupracovníkem. Eduard byl následně Wilhelmem podněcován a podporován při studiu svalové mechaniky.
Jejich otec Michael Weber byl od roku 1789 profesorem teologie ve Wittenbergu a později – po pádu města, napoleonské bašty, v roce 1814 a evakuaci univerzity – v Halle. Na Ernsta, třetího z jeho třinácti dětí, měl velký vliv Ernst Chladni, který z deseti dětí rodinu navštěvoval a podnítil chlapcův zájem o fyziku jako základ všech přírodních věd Weber navštěvoval gymnázium v Míšni, kde získal vynikající znalosti latiny. V roce 1811 začal studovat medicínu ve Wittenbergu, ale válka ho brzy donutila odejít do Lipska. Doktorát získal v roce 1815 na univerzitě ve Wittenbergu, poté se dočasně vystěhoval do Schmiedebergu s disertační prací o srovnávací anatomii. Nemohl tam však zůstat, protože univerzita neměla žádné zázemí pro jeho anatomickou práci a její status byl nejistý. V Lipsku se Weber stal asistentem na lékařské klinice vedené J. C. Clarusem, v roce 1817 se kvalifikoval jako docent prací o srovnávací anatomii nervus sympathicus a v následujícím roce se stal mimořádným profesorem srovnávací anatomie. V roce 1821 byl jmenován profesorem anatomie člověka, která byla v roce 1840 spojena s fyziologií. V roce 1865 se fyziologie vzdal a podpořil jmenování Carla Ludwiga, který založil samostatný fyziologický ústav, jenž přilákal mnoho zahraničních studentů. V roce 1871 odešel Weber z katedry anatomie do důchodu.
Weber začal s výzkumem v anatomii a objevil několik důležitých struktur, z nichž některé dodnes nesou jeho jméno – například Weberovy kostičky, které tvoří řetízek malých kůstek po obou stranách vzduchového měchýře, a ušní síně některých ryb (Weberův aparát). Tato práce stála na počátku řady srovnávacích embryologických a paleontologických studií, které vedly k objevu mezistupňů mezi primitivními strukturami splanchnokrania a středoušními sluchovými kůstkami savců – což byl brilantní krok k prokázání souvislostí mezi izolovanými fakty a kontinuitou ve vývoji struktury a funkce. Weberova injekce vývodů některých žláz ukázala, že jejich nejjemnější větve končí slepě v akinech a nemají přímou komunikaci s okolními drobnými cévami, jak se předpokládalo navzdory dřívějším Malpighiho závěrům (1686). Definitivně se tak prokázalo, že trávicí šťávy jsou specifickými produkty žláz, které vznikají z materiálu přiváděného krví, nikoliv pouze oddělené od krevní plazmy. Toto zjištění otevřelo novou oblast fyziologického a chemického výzkumu Weberovy bohaté zkušenosti z výzkumu i výuky mu umožnily napsat revidované vydání knihy G. F. Hildebrandta Handbuch der Anatomie. Její první část Allgemeine Anatomie, zcela přepracovaná, se stala cenným zdrojem informací, protože Weber pečlivě odděloval fakta od teorie a nespokojil se s pouhým popisem struktur; spíše přidal to, co bylo známo o jejich fyzikálních vlastnostech a chemickém složení, a také zhodnocení jejich významu. Byl přesvědčen, že pro pochopení jevů života je nutná znalost mnoha podmínek, nejen anatomické struktury. Nevýhodou Weberova revidovaného vydání bylo, že bylo dokončeno před pokrokem, který přinesl následný rozvoj mikroskopického výzkumu a teorie buňky. Přepracoval také Handbuch der Anatomie (1840) J. C. Rosenmullera.
V roce 1821 zahájil Weber za asistence svého bratra Wilhelma – tehdy mu bylo teprve sedmnáct let a připravoval se na přijímací zkoušky na univerzitu – dlouhé fyzikální studium proudění a průběhu vln v tekutinách, zejména v pružných trubicích. Ve své práci Wellenlehre (1825) formulovali základní zákony hydrodynamiky a jako první aplikovali toto odvětví fyziky na krevní oběh. Ernst studoval – nejprve s Wilhemmem, předčasně vyspělým géniem – mechanické vlastnosti tepen a popsal je jako technické zařízení, které vlivem pružnosti mění pulzující pohyb krve ve velkých tepnách na plynulý tok do malých tepen (18274). Ukázal také, že pulz je vlna v tepnách vyvolaná srdeční akcí a že její šíření – počítané ze zpoždění pulzace ve vzdálenější tepně – je mnohem rychlejší než průtok krve (1834) a že kromě dilatace v důsledku tlaku uvnitř elastické trubice mění cévy svůj průměr také vlivem nervů na svalovou stěnu (1831). Své poznatky, teorii vlnění v elastických trubicích a oni zákony pohybu krve v cévách shrnul v roce 1850.
Weber také prokázal odpor kapilárního řečiště, význam objemu krve a jeho vliv na pohyb a rozdělení krve v těle. Jeho práce položila základ pro přesnou analýzu pohybu tekutin v elastických trubicích; a přestože byl krevní oběh následně podroben důkladnému výzkumu, Weberova práce s některými doplňky, ale bez podstatných změn, zůstala jeho základem.
Dalším velkým přínosem pro fyziologii krevního oběhu byl překvapivý objev Eduarda a Ernsta Weberových, že elektrická stimulace některých částí mozku nebo periferního konce bloudivého nervu zpomaluje činnost srdce a může ji dokonce zastavit (1845). Jednalo se o první případ nervového působení, které způsobilo inhibici autonomní činnosti, nikoli její vzbuzení. Stala se důležitým mezníkem ve vývoji fyziologie nejen pro svůj význam pro krevní oběh, ale také proto, že její objev vynesl na světlo dosud neznámý, ale zásadní druh nervového působení. Následný řetězec výzkumů ukázal, že inhibice je v centrální nervové soustavě běžným jevem a že pro její normální funkci je nezbytná přiměřená rovnováha mezi excitací a inhibicí.
Přibližně v roce 1826 zahájil Weber dlouhou řadu pozoruhodných systematických studií smyslových funkcí, zejména „nižších smyslů“, které byly dosud jednou z nejvíce zanedbávaných oblastí fyziologie. Fyziologové studovali především problematiku zraku a sluchu, které se zdály být zajímavější a perspektivnější. Při studiu ostatních fyziologických problémů Weber, vynikající anatom,obvykle sledoval funkci v úzkém vztahu ke struktuře. V této oblasti však jejich anatomický základ chyběl, protože kožní, svalové a viscerální receptory byly objeveny až později (Meissner, 1852; Krause, 1860). Nicméně jeho fyzikální přístup a pokusy o stanovení kvantitativních vztahů podnětu k jeho účinku, vjemu, vedly k pozoruhodným výsledkům navzdory velmi jednoduchým metodám, které při svých pozorováních a pokusech používal. Důležitým rysem Weberových zkoumání a srovnávání bylo používání pojmu práh (i když tento termín ve skutečnosti nepoužíval). Byl si dobře vědom významu jeho přesně stanovených hodnot pro odhad a porovnání výkonnosti kůže a dalších smyslových orgánů. Výrazně větší schopnost rozlišit dvě velmi mírně odlišná závaží, když jsou zvedána z ruky, než když jsou na ruku položena, vysvětluje zvláštním svalovým smyslem. Velmi podrobně zkoumal hmat, zejména místní smysl a diferenciální práh s kompasem, Weber určil charakteristiky pocitů tlaku a teploty – pozitivní (teplo) a negativní (chlad) – a zdůraznil roli adaptace a místních rozdílů. Tím dal smyslové fyziologii novou orientaci na kvantitativní přístup a metody a uvedl do popředí jak fakta (většinou své vlastní poznatky), tak problémy. Nejenže systematicky shromažďoval fakta, ale také vyvozoval racionální vedení o fyziologických základech pozorovaných jevů Předpokládal izolované vedení v nervových vláknech a formuloval teorie projekce a objektivizace. Rozdělení každého nervového vlákna na malý okruh nervových zakončení bylo pozadím místního rozlišování a rozdílů v jeho limitech, jak je určuje kompas.
Při použití svých fyzikálních úvah jako základu pro zkoumání rozdílných prahů kožních a svalových vjemů Weber zjistil, že dva vjemy se právě znatelně liší, pokud poměr mezi silou v každé dvojici podnětů zůstává konstantní. Například nejmenší znatelný rozdíl mezi dvěma váhami nebo délkami (obvykle nazývaný „právě znatelný rozdíl“ nebo „Weberův zlomek“) je konstantní zlomek samotných vah, přibližně 1/30 (právě rozlišitelný přírůstek intenzity).
Předpokládalo se, že Weberův zákon platí obecně, ale mnoho diskusí a kritik vedlo k umírněnějšímu názoru, že pro většinu modalit platí pouze v omezeném rozsahu intenzit. Nicméně Fechner za předpokladu, že rozlišitelné přírůstky jsou rovnocennými jednotkami vjemu, odvodil vzorec
S = K log I + C,
kde intenzita vjemu (S) je lineární funkcí logaritmu intenzity podnětu (I) a K a C jsou konstanty. Fechnerovo odvození bylo kritizováno především proto, že podnět – fyzikální faktor – lze snadno měřit, zatímco vjem – subjektivní dojem – nelze vyjádřit fyzikálně. Kvantitativní srovnání však bylo možné, když moderní elektrofyziologické metody umožnily sledovat odezvu jednotlivých smyslových vláken – tedy frekvenci zpráv z jednoho receptoru. V určitém rozsahu intenzit je skutečně lineární funkcí logaritmu podnětu, jak ukázal pro svalové vřeténko B. H. Matthews a pro oko Limulus H. K. Hartline a C. H. Graham. Nelze říci, zda je vhodná pro odezvu všech forem smyslových orgánů, ale zdá se, že Fechnerova rovnice odpovídá základnímu rysu chování smyslových orgánů.
Weber jako první upozornil fyziology na kůži jako sídlo diferencovaných smyslových orgánů zaměřených na vnější svět, stejně jako ostatní smyslové orgány, na rozdíl od společné citlivosti (Gemeingefühl) zaměřené na naše vlastní tělo. Jeho výzkum měl mnoho filozofických důsledků a velký vliv na další studium kožních smyslů a některých obecných problémů vnímání fyziology a psychology. Zahájil velmi plodné období výzkumu smyslů a je právem považován za jednoho ze zakladatelů psychofyziky. Jeho práce o hmatových vjemech se staly klasickými.
BIBLIOGRAFIE
I. Původní práce. Částečný seznam Weberových spisů byl publikován v Almanach der K. Akademie der Wissenschaften in Wien, 2 (1852), 203-211; a nověji P. M. Dawsonem (viz níže), 110-113. Patří k nim Anatomia comparata nervi sympathici (Leipzing, 1817); De aure et auditu hominis et animalium (Leipzing, 1820); Wellenlehre, auf Experimenten be gründet (Leipzing, 1825), napsaná s Eduardem Weberem; Zusätze zur Lehre von Bau and Verrichtungen der Geschlechtsorgane (Leipzig, 1846); „Tastsinn and Gemeingefühl“, in R. Wagner, Handwörterbuch der Physiologie, III, pt. 2 (Brunswick, 1846, přel. samostatně 1851), tedy Ostwaldův Klassiker der Exakten Wissenschaften č. 149 (Leipzing, 1905); Ueber die Anwendung der Wellenlehre auf die Lehre vom Kreislauf des Blutes und insbesondere auf die Pulslehre (Leipzing, 1850); a „Ueber den Raumsinn und die Empfindungskreise in der Haut und im Auge“, in Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften, Math.-.fyz. KI. (1852), 85-164, jeho hlavní práce o projekci a teorii kruhů.
Weberovy práce byly publikovány především v Deutsches Archiv für die Physiologie a Meckel’s Archiv für Anatomie and Physiologie (1820-1828), Müller’s Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche medizin (1835-1846) a Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig (1846-1850). Disertace napsané pod jeho vedením byly shromážděny v Annotationes anatomicae et physiologicae (Programata collecta), 2 fascs. (Leip-zing, 1827-1834, 1836-1848), oba rákos. (1851) s fasc. 3, obsahující několik jeho vlastních významných prací.
II. Sekundární literatura. Weberův vědecký přínos oceňuje C. Ludwig, Rede zum Gedächtniss an Ernst Heinrich Weber (Lipsko 1878). Poměrně podrobná zpráva v angličtině je P. M. Dawson, „The Life and Work of Ernest Heinrich Weber“, in Phi Beta Pi Quarterly, 25 (1928), 86-116. S ohledem na význam a dopad jeho díla jsou práce o Weberovi poměrně vzácné. Viz také Ursula Bueck-Rich, Ernst Heinrich Weber (1795-1878) und der Anfang einer Physiologie der Hautsinne (inaug. dis., Zurich. 1970); H. E. Hoff, „The History of Vagal Inhibition“, in Bulletin of the History of Medicine, 8 (1940), 461-496; P. Hoffmann, „Ernst Heinrich Weber’s Annotationes anatomicae et physiologicae“, in Medizinische Klinik, 30 (1934), 1250. Na Weberovy práce o smyslové fyziologii je mnoho odkazů v E. G. Boring, A History of Experimental Psychology, 2. vyd. (New York, 1950); a Sensation and Perception in the History of Experimental Psychology New York, 1942).
Vladislav Kruta
.