(født i Wittenberg, Tyskland, 24. juni 1795; død i Leipzig, Tyskland, 26. januar 1878). anatomi, fysiologi, psykofysik.
Weber var den ældste af de tre Weber-brødre, som gennem hele deres liv var tæt forbundet i deres videnskabelige aktiviteter. Deres største bedrift lå i at anvende de moderne nøjagtige metoder fra den matematiske fysik på studiet af funktionen af forskellige systemer hos højere dyr og mennesker. Ernst, der var leder af denne indsats, henledte meget tidligt fysikeren Wilhelm Eduards opmærksomhed på problemerne med kredsløbsmekanikken og påvirkede senere Eduard Friedrichs orientering mod teoretisk medicin og hjalp ham til at få en stilling ved Leipzigs medicinske fakultet og til at forblive der som hans nære samarbejdspartner. Eduard blev efterfølgende stimuleret og hjulpet af Wilhelm i studiet af muskelmekanik.
Deres far, Michael Weber, var professor i teologi i Wittenberg fra 1789 og senere – efter byens fald, en napoleonisk højborg, i 1814 og evakueringen af universitetet – i Halle. Ernst, det tredje af hans tretten børn, var blevet stærkt påvirket af Ernst Chladni, som i en alder af ti år besøgte familien og vakte drengenes interesse for fysik som grundlag for alle naturvidenskaber Weber gik i gymnasiet i Meissen, hvor han erhvervede sig et fremragende kendskab til latin. I 1811 påbegyndte han sine medicinske studier i Wittenberg, men krigen tvang ham snart til at rejse til Leipzig. I 1815 blev han doktor i 1815 ved universitetet i Wittenberg, der derefter midlertidigt evakueredes til Schmiedeberg, med en afhandling om sammenlignende anatomi. Han kunne dog ikke blive der, fordi universitetet ikke havde nogen faciliteter til hans anatomiske arbejde, og fordi dets status var usikker. I Leipzig blev Weber assistent ved J. C. Clarus’ lægeklinik, kvalificerede sig som docent i 1817 med et arbejde om den sammenlignende anatomi af nervus sympathicus og blev året efter ekstraordinær professor i sammenlignende anatomi. I 1821 blev han udnævnt til professor i menneskelig anatomi, som i 1840 blev forenet med fysiologi. I 1865 opgav han fysiologien og støttede udnævnelsen af Carl Ludwig, som oprettede et selvstændigt fysiologisk institut, der tiltrak mange udenlandske studerende. I 1871 trak Weber sig tilbage fra lærestolen for anatomi.
Weber begyndte med forskning i anatomi og opdagede flere vigtige strukturer, hvoraf nogle stadig bærer hans navn – f.eks. Webers benknogler, som danner en kæde af små knogler på hver side af luftblæren, og øreforkammeret hos nogle fisk (det Weber’ske apparat). Dette arbejde markerede begyndelsen på en række komparative embryologiske og palæontologiske undersøgelser, der førte til opdagelsen af de mellemliggende stadier mellem de primitive strukturer i splanchnocranium og pattedyrenes mellemøre-øreknogler – et genialt skridt i påvisningen af forbindelserne mellem isolerede fakta og kontinuiteten i udviklingen af struktur og funktion. Webers injektion af kanalerne i visse kirtler viste, at deres fineste forgreninger ender blindt i acini og ikke har nogen direkte kommunikation med de omkringliggende små blodkar, som man havde antaget på trods af Malpighis (1686) tidligere fineringer. Det beviste endegyldigt, at fordøjelsessafter er specifikke produkter fra kirtler, der dannes af det materiale, som blodet bringer med sig, og ikke blot adskilles fra blodplasmaet. Denne opdagelse åbnede et nyt område for fysiologisk og kemisk forskning Webers store erfaring inden for både forskning og undervisning gjorde det muligt for ham at skrive en revideret udgave af G. F. Hildebrandts Handbuch der Anatomie. Dens første del, Allgemeine Anatomie, der blev fuldstændig omskrevet, blev en værdifuld informationskilde, fordi Weber omhyggeligt adskilte fakta fra teori og ikke nøjedes med at beskrive strukturer; han tilføjede derimod, hvad man vidste om deres fysiske egenskaber og kemiske sammensætning samt en vurdering af deres betydning. Han var overbevist om, at viden om mange forhold, ikke blot om den anatomiske struktur, var nødvendig for at forstå livets fænomener. Ulempen ved Webers reviderede udgave var, at den blev afsluttet før de fremskridt, som den efterfølgende udvikling af den mikrosopiske forskning og celleteorien medførte. Han reviderede også J. C. Rosenmullerüllers Handbuch der Anatomie (1840).
I 1821 begyndte Weber, assisteret af sin bror Wilhelm – dengang kun 17 år gammel og forberedende til sin optagelsesprøve på universitetet – et langt fysisk studie af strømningen og bølgernes forløb i væsker, især i elastiske rør. I deres Wellenlehre (1825) formulerede de de grundlæggende love for hydrodynamikken og var de første til at anvende denne gren af fysikken på blodcirkulationen. Ernst studerede – først sammen med Wilhemm, et tidligt geni – arteriernes mekaniske egenskaber og beskrev dem som et teknisk apparat, idet elasticitetens virkning omdanner blodets pulserende bevægelse i de store arterier til en kontinuerlig strømning i de små arterier (18274). Han viste også, at pulsen er en bølge i arterierne forårsaget af hjertets handling, og at dens udbredelse – beregnet ud fra forsinkelsen af pulsen i en mere fjerntliggende arterie – er meget hurtigere end blodets strømning (1834), og at blodkarrene ud over dilatation som følge af trykket inde i et elastisk rør også ændrer deres diameter under påvirkning af nerver på muskelvæggen (1831). Han opsummerede sine resultater, teorien om bølger i elastiske rør og de love for blodets bevægelse i karrene i 1850.
Weber påviste også modstanden i kapillærbedet, betydningen af blodvolumenet og dets indflydelse på blodets bevægelse og fordeling i kroppen. Hans arbejde lagde grunden til den nøjagtige analyse af væskernes bevægelse i elastiske rør; og selv om blodcirkulationen efterfølgende er blevet underkastet en grundig forskning, er Webers arbejde, med nogle tilføjelser, men uden væsentlige ændringer, forblevet dens fundament.
Et andet stort bidrag til blodcirkulationens fysiologi var Eduard og Ernst Webers overraskende opdagelse af, at elektrisk stimulering af visse dele af hjernen eller af den perifere ende af vagusnerven bremser hjertets handling og endda kan få det til at gå i stå (1845). Det var det første eksempel på, at nervepåvirkning forårsager hæmning af en autonom aktivitet i stedet for at stimulere den. Det blev en vigtig milepæl i fysiologiens udvikling, ikke kun på grund af dens betydning for kredsløbet, men også fordi opdagelsen bragte en hidtil ukendt, men væsentlig form for nervevirkning frem i lyset. Den efterfølgende kæde af undersøgelser viste, at hæmning er et almindeligt fænomen i centralnervesystemet, og at en passende balance mellem excitation og hæmning er uundværlig for dets normale funktion.
Omkring 1826 påbegyndte Weber en lang række bemærkelsesværdige systematiske undersøgelser af sansefunktioner, især af de “lavere sanser”, som hidtil havde været et af de mest forsømte områder inden for fysiologien. Fysiologerne havde hovedsageligt studeret problemerne omkring synet og hørelsen, som syntes mere interessante og lovende. I sine studier af andre fysiologiske problemer fulgte Weber, der var en fremtrædende anatom, normalt funktionen i tæt sammenhæng med strukturen. På dette område var der imidlertid ikke noget anatomisk grundlag, fordi hud-, muskel- og viscerale receptorer først blev opdaget senere (Meissner, 1852; Krause, 1860). Ikke desto mindre førte hans fysiske tilgang og forsøg på at bestemme kvantitative relationer mellem stimulus og dens virkning, fornemmelsen, til bemærkelsesværdige resultater til trods for de meget enkle metoder, der blev anvendt i hans observationer og eksperimenter. Et vigtigt træk ved Webers undersøgelser og sammenligninger var brugen af begrebet tærskelværdi (selv om dette begreb faktisk ikke blev anvendt). Han var udmærket klar over betydningen af dens nøjagtigt bestemte værdier for vurdering og sammenligning af hudens og andre sanseorganers ydeevne. En markant større evne til at skelne mellem to meget lidt forskellige vægte, når de løftes fra hånden, snarere end når de lægges på hånden, forklares med den særlige muskelsans. Weber undersøgte berøringssansen meget detaljeret, især den lokale sans og den differentielle tærskelværdi med et kompas, og fastlagde karakteristika for tryk- og temperaturfornemmelser – positive (varme) og negative (kulde) – og understregede den rolle, som tilpasning og lokale forskelle spiller. Han gav således sansefysiologien en ny orientering mod kvantitativ tilgang og kvantitative metoder og satte både fakta (hovedsagelig hans egne resultater) og problemer i højsædet. Han indsamlede ikke blot systematisk fakta, men drog også rationelle konduktioner om de fysiologiske grundlag for de observerede fænomener Han antog isoleret ledning i nervefibre og formulerede teorier om projektion og objektivering. Opdelingen af hver nervefiber i en lille cirkel af nerveender var baggrunden for den lokale diskrimination og for forskelle i dens grænse som bestemt af et kompas.
Idet han brugte sine fysiske overvejelser som grundlag for at undersøge de differentielle tærskelværdier for hud- og muskelfornemmelser, fandt Weber, at to fornemmelser kun er mærkbart forskellige, så længe forholdet mellem styrkerne i hvert par stimuli forbliver konstant. For eksempel er den mindste mærkbare forskel mellem to vægte eller længder (normalt kaldet “just noticeable difference” eller “Weber-fraktion”) en konstant brøkdel af selve vægtene, ca. 1/30 (en just discriminerbar intensitetsforøgelse).
Det blev antaget, at Webers lov var generelt gyldig, men mange diskussioner og kritik førte til det mere moderate synspunkt, at den for de fleste modaliteter kun gælder inden for et begrænset interval af intensiteter. Ikke desto mindre udledte Fechner, idet han antog, at diskriminerbare trin er lige store enheder af fornemmelse, formlen
S = K log I + C,
hvor intensiteten af fornemmelse (S) er en lineær funktion af logaritmen af intensiteten af stimulus (I), og K og C er konstanter. Fechner’;s afledning er hovedsageligt blevet kritiseret, fordi stimulus – en fysisk faktor – let kan måles, mens sensation – et subjektivt indtryk – ikke kan udtrykkes i fysiske termer. Kvantitative sammenligninger blev imidlertid mulige, da moderne elektrofysiologiske metoder gjorde det muligt at følge responsen af enkelte sansefibre – dvs. frekvensen af beskederne fra en enkelt receptor. Inden for et vist interval af intensiteter er den faktisk en lineær funktion af stimulusens logaritme, som det er blevet vist for muskelspindlen af B. H. Matthews og for Limulus-øjet af H. K. Hartline og C. H. Graham. Det kan ikke fastslås, om den passer til responsen hos alle former for sanseorganer, men det ser ud til, at Fechners ligning svarer til et grundlæggende træk ved sanseorganernes adfærd.
Weber var den første til at henlede fysiologernes opmærksomhed på huden som sæde for differentierede sanseorganer, der ligesom andre sanseorganer er rettet mod den ydre verden, i modsætning til den fælles sansning (Gemeingefühl), der er rettet mod vores egen krop. Hans forskning havde mange filosofiske implikationer og en stor indflydelse på fysiologers og psykologers videre studier af hudens sanser og nogle generelle problemer i forbindelse med sansning. Han indledte en meget frugtbar periode inden for forskning i sanser og betragtes med rette som en af grundlæggerne af psykofysikken. Hans arbejde om taktile fornemmelser er blevet en klassiker.
BIBLIOGRAPHI
I. Originalværker. En delvis liste over Webers skrifter blev offentliggjort i Almanach der K. Akademie der Wissenschaften in Wien, 2 (1852), 203-211; og for nylig af P. M. Dawson (se nedenfor), 110-113. De omfatter Anatomia comparata nervi sympatiici (Leipzing, 1817); De aure et auditu hominis et animalium (Leipzing, 1820); Wellenlehre, auf Experimenten be gründet (Leipzing, 1825), skrevet sammen med Eduard Weber; Zusätze zur Lehre von Bau und Verrichtungen der Geschlechtsorgane (Leipzig, 1846); “Tastsinn og Gemeingefühl”, i R. Wagner, Handwörterbuch der Physiologie, III, pt. 2 (Brunswick, 1846, repr. separat 1851), dvs. Ostwald’s Klassiker der Exakten Wissenschaften nr. 149 (Leipzing, 1905); Ueber die Anwendung der Wellenlehre auf die Lehre vom Kreislauf des Blutes und navnlig auf die Pulslehre (Leipzing, 1850); og “Ueber den Raumsinn und die Empfindungskreise in der Haut und im Auge”, i Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften, Math.-fys. KI. (1852), 85-164, hans vigtigste artikel om projektion og teorien om cirkler.
Webers artikler blev hovedsageligt offentliggjort i Deutsches Archiv für die Physiologie og Meckel’s Archiv für Anatomie und Physiologie (1820-1828), Müller’s Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche medizin (1835-1846), og Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig (1846-1850). Afhandlinger skrevet under hans ledelse blev samlet i Annotationes anatomicae et physiologicae (Programata collecta), 2 fascs. (Leip-zing, 1827-1834, 1836-1848), begge rørblade. (1851) med fasc. 3, som indeholder flere af hans egne vigtige afhandlinger.
II. Sekundær litteratur. En vurdering af Webers videnskabelige præstation er C. Ludwig, Rede zum Gedächtniss an Ernst Heinrich Weber (Leipzig, 1878). En ret detaljeret redegørelse på engelsk er P. M. Dawson, “The Life and Work of Ernest Heinrich Weber,” i Phi Beta Pi Quarterly, 25 (1928), 86-116. Med hensyn til betydningen og virkningen af hans arbejde er afhandlinger om Weber ret sparsomme. Se også Ursula Bueck-Rich, Ernst Heinrich Weber (1795-1878) und der Anfang einer Physiologie der Hautsinne (inaug. diss., Zürich. 1970); H. E. Hoff, “The History of Vagal Inhibition”, i Bulletin of the History of Medicine, 8 (1940), 461-496; P. Hoffmann, “Ernst Heinrich Weber’s Annotationes anatomicae et physiologicae”, i Medizinische Klinik, 30 (1934), 1250. Der er mange henvisninger til Webers værker om sansefysiologi i E. G. Boring, A History of Experimental Psychology, 2nd ed. (New York, 1950); og Sensation and Perception in the History of Experimental Psychology (New York, 1942).
Vladislav Kruta