(szül. Wittenberg, Németország, 1795. június 24.; megh. Lipcse, Németország, 1878. január 26.). anatómia, fiziológia, pszichofizika.
Weber volt a legidősebb a három Weber testvér közül, akik egész életükben szorosan összekapcsolódtak tudományos tevékenységükben. Legnagyobb teljesítményük abban rejlett, hogy a matematikai fizika modern, egzakt módszereit alkalmazták a magasabb rendű állatok és az ember különböző rendszerei működésének tanulmányozására. E törekvés vezetője, Ernst már nagyon korán felhívta Wilhelm Eduard fizikus figyelmét a keringés mechanikájának problémáira, később pedig befolyásolta Friedrich Eduard elméleti orvoslás felé való orientálódását, segítve őt abban, hogy állást kapjon a lipcsei orvosi egyetemen, és ott is maradjon szoros munkatársa. Eduardot később Wilhelm ösztönözte és segítette az izommechanika tanulmányozásában.
Apa, Michael Weber 1789-től Wittenbergben, majd – a napóleoni fellegvárnak számító város 1814-es eleste és az egyetem kiürítése után – Halleban volt a teológia professzora. Tizenhárom gyermeke közül a harmadik Ernstre nagy hatással volt Ernst Chladni, aki tízévesen meglátogatta a családot, és felkeltette a fiúk érdeklődését a fizika mint minden természettudomány alapja iránt Weber Meissenben járt középiskolába, ahol kiváló latin nyelvtudásra tett szert. 1811-ben megkezdte orvosi tanulmányait Wittenbergben, de a háború miatt hamarosan kénytelen volt Lipcsébe távozni. A wittenbergi egyetemen 1815-ben doktorált, majd ideiglenesen Schmiedebergbe evakuálták, ahol az összehasonlító anatómiáról írt disszertációjával 1815-ben szerzett doktori címet. Ott azonban nem maradhatott, mert az egyetem nem rendelkezett az anatómiai munkájához szükséges létesítményekkel, és státusza bizonytalan volt. Lipcsében Weber a J. C. Clarus által vezetett orvosi klinikán lett asszisztens, 1817-ben a nervus sympathicus összehasonlító anatómiájáról szóló munkájával docenssé minősült, a következő évben pedig az összehasonlító anatómia rendkívüli professzora lett. 1821-ben kinevezték az emberi anatómia tanszékére, amelyet 1840-ben egyesítettek a fiziológiával. 1865-ben lemondott a fiziológiáról, és támogatta Carl Ludwig kinevezését, aki önálló fiziológiai intézetet hozott létre, amely sok külföldi diákot vonzott. 1871-ben Weber nyugdíjba vonult az anatómiai tanszékről.
Weber anatómiai kutatásokkal kezdett, és számos fontos struktúrát fedezett fel, amelyek közül néhány ma is az ő nevét viseli – például a weberi csontocskák, amelyek a léghólyag mindkét oldalán kis csontok láncolatát alkotják, és egyes halak fülkagylója (a weberi készülék). Ez a munka jelentette az összehasonlító embriológiai és paleontológiai tanulmányok sorozatának kezdetét, amely a splanchnocranium kezdetleges struktúrái és az emlősök középfül hallócsontjai közötti köztes szakaszok felfedezéséhez vezetett – egy ragyogó lépés az elszigetelt tények és a folytonosság közötti kapcsolatok kimutatásában a szerkezet és a funkció evolúciójában. Weber egyes mirigyek csatornáinak befecskendezése megmutatta, hogy azok legfinomabb ágai vakon végződnek az aciniben, és nincs közvetlen összeköttetésük a környező kis erekkel, ahogy azt Malpighi (1686) korábbi végződéseinek ellenére feltételezték. Ez végérvényesen bebizonyította, hogy az emésztőnedvek a mirigyek sajátos termékei, amelyek a vér által hozott anyagból képződnek, és nem csak a vérplazmából különülnek el. Ez a felfedezés az élettani és kémiai kutatások új területét nyitotta meg Weber széleskörű kutatási és oktatási tapasztalata lehetővé tette, hogy megírja G. F. Hildebrandt Handbuch der Anatomie című művének átdolgozott kiadását. Első része, az Allgemeine Anatomie, teljesen átírva, értékes információforrássá vált, mert Weber gondosan elválasztotta a tényeket az elmélettől, és nem elégedett meg a struktúrák puszta leírásával; inkább hozzáadta, amit tudott fizikai tulajdonságaikról és kémiai összetételükről, valamint jelentőségük értékelését. Meg volt győződve arról, hogy az élet jelenségeinek megértéséhez számos körülmény ismerete szükséges, nem csupán az anatómiai szerkezet ismerete. Weber átdolgozott kiadásának hátránya az volt, hogy még a mikroszkopikus kutatások későbbi fejlődése és a sejtelmélet által hozott előrelépés előtt készült el. Ugyancsak ő dolgozta át J. C. Rosenmullerüller Handbuch der Anatomie (1840) című művét.
1821-ben bátyja, Wilhelm segítségével – akkor még csak tizenhét éves volt, és az egyetemi felvételi vizsgára készült – Weber hosszas fizikai tanulmányozásba kezdett a folyadékokban, különösen a rugalmas csövekben történő áramlásról és a hullámok lefolyásáról. Wellenlehre című művükben (1825) megfogalmazták a hidrodinamika alaptörvényeit, és elsőként alkalmazták a fizika ezen ágát a vér keringésére. Ernst tanulmányozta – először Wilhemmel, egy koraérett zsenivel együtt – az artériák mechanikai tulajdonságait, és úgy írta le őket, mintha egy technikai eszköz lenne, a rugalmasság hatására a vér lüktető mozgása a nagy artériákban folyamatos áramlássá alakul át a kis artériákba (18274). Azt is kimutatta, hogy a pulzus a szívműködés által okozott hullám az artériákban, és hogy terjedése – egy távolabbi artériában a pulzálás késleltetéséből számítva – sokkal gyorsabb, mint a vér áramlása (1834), és hogy az erek a rugalmas csőben a nyomás hatására bekövetkező tágulás mellett az izmok falára ható idegek hatására is változtatják átmérőjüket (1831). Eredményeit, a rugalmas csövekben lévő hullámok elméletét és a vér érben való mozgásának törvényszerűségeit 1850-ben foglalta össze.
Weber kimutatta a kapilláriságy ellenállását, a vér térfogatának fontosságát és a vér mozgására és eloszlására gyakorolt hatását a szervezetben. Munkája megalapozta a folyadékok rugalmas csövekben való mozgásának pontos elemzését; és bár a vérkeringést később alapos kutatásnak vetették alá, Weber munkája, néhány kiegészítéssel, de lényeges változtatás nélkül, megmaradt alapjának.
A vérkeringés fiziológiájához egy másik nagy hozzájárulás volt Eduard és Ernst Weber megdöbbentő felfedezése, hogy az agy egyes részeinek vagy a vagusideg perifériás végének elektromos ingerlése lelassítja a szívműködést, sőt meg is tudja állítani azt (1845). Ez volt az első példa arra, hogy az ideghatás egy vegetatív tevékenység gátlását okozta, nem pedig gerjesztését. Az élettan fejlődésének fontos mérföldkövévé vált nemcsak a keringés szempontjából betöltött jelentősége miatt, hanem azért is, mert felfedezése az idegműködés egy addig ismeretlen, de lényeges fajtáját hozta felszínre. Az ezt követő vizsgálatsorozat megmutatta, hogy a gátlás gyakori jelenség a központi idegrendszerben, és hogy a gerjesztés és a gátlás közötti megfelelő egyensúly elengedhetetlen a normális működéshez.
1826 körül Weber megkezdte az érzékszervi funkciók, különösen az “alsó érzékszervek” hosszú, szisztematikus tanulmánysorozatát, amely addig az élettan egyik legelhanyagoltabb területe volt. A fiziológusok eddig főként a látás és a hallás problémáit tanulmányozták, amelyek érdekesebbnek és ígéretesebbnek tűntek. Más fiziológiai problémák tanulmányozásában Weber, a kiváló anatómus,általában a funkciót a szerkezettel szoros összefüggésben követte. Ezen a területen azonban nem volt anatómiai alapjuk, mert a bőr-, izom- és zsigeri receptorokat csak később fedezték fel (Meissner, 1852; Krause, 1860). Ennek ellenére fizikai megközelítése és az inger és hatása, az érzés kvantitatív viszonyának meghatározására tett kísérletei figyelemre méltó eredményekhez vezettek, annak ellenére, hogy megfigyelései és kísérletei során igen egyszerű módszereket alkalmazott. Weber vizsgálatainak és összehasonlításainak fontos jellemzője volt a küszöb fogalmának használata (bár ezt a kifejezést valójában nem használta). Tisztában volt annak pontosan meghatározott értékeinek jelentőségével a bőr és más érzékszervek teljesítményének becslése és összehasonlítása szempontjából. A különleges izomérzékeléssel magyarázható az a feltűnően nagyobb képesség, amellyel két, egymástól nagyon kis mértékben eltérő súlyt meg tudunk különböztetni, amikor azokat a kézről emeljük le, mint amikor a kézre helyezzük. A tapintási érzéket, különösen a helyi érzékelést és a differenciálküszöböt iránytűvel részletesen vizsgálva Weber meghatározta a nyomás- és a hőmérséklet-érzés – pozitív (meleg) és negatív (hideg) – jellemzőit, és hangsúlyozta az alkalmazkodás és a helyi különbségek szerepét. Ezzel új irányt adott az érzékszervi fiziológiának a kvantitatív megközelítés és módszerek felé, előtérbe helyezve mind a tényeket (többnyire saját eredményeit), mind a problémákat. Nemcsak szisztematikusan gyűjtötte a tényeket, hanem racionális következtetéseket is levont a megfigyelt jelenségek fiziológiai alapjairól Feltételezte az izolált vezetést az idegrostokban, és megfogalmazta a projekció és a tárgyiasítás elméleteit. Az egyes idegrostoknak az idegvégződések kis körére való felosztása volt a helyi megkülönböztetés és az iránytűvel meghatározott határértékkülönbségek háttere.
A fizikai megfontolások alapján Weber a bőr- és izomérzetek küszöbkülönbségeit vizsgálva megállapította, hogy két érzet csak addig különbözik egymástól érezhetően, amíg az egyes ingerpárokban az erősségek közötti arány állandó marad. Például két súly vagy hossz közötti legkisebb érzékelhető különbség (általában “éppen érzékelhető különbségnek” vagy “Weber-frakciónak” nevezik) maguknak a súlyoknak egy állandó töredéke, körülbelül 1/30 (az intenzitás éppen megkülönböztethető növekménye).
A Weber-törvényt általános érvényűnek vélték, de számos vita és kritika vezetett ahhoz a mérsékeltebb nézethez, hogy a legtöbb modalitás esetében csak az intenzitások korlátozott tartományában érvényes. Mindazonáltal Fechner, feltételezve, hogy a megkülönböztethető növekmények az érzékelés egyenlő egységei, levezette a képletet
S = K log I + C,
ahol az érzékelés intenzitása (S) az inger intenzitása (I) logaritmusának lineáris függvénye, K és C pedig konstansok. Fechner’;s levezetését főként azért kritizálták, mert az inger – egy fizikai tényező – könnyen mérhető, míg az érzés – egy szubjektív benyomás – nem fejezhető ki fizikai kifejezésekkel. A kvantitatív összehasonlítások azonban lehetővé váltak, amikor a modern elektrofiziológiai módszerek lehetővé tették az egyes érzékszálak válaszának követését – azaz az egyes receptoroktól érkező üzenetek frekvenciáját. Az intenzitások egy bizonyos tartományában ez valóban az inger logaritmusának lineáris függvénye, amint azt B. H. Matthews az izomorsó esetében és H. K. Hartline és C. H. Graham a Limulus-szem esetében kimutatta. Nem lehet kijelenteni, hogy ez az érzékszervek minden formájának válaszára illik-e, de úgy tűnik, hogy Fechner egyenlete megfelel az érzékszervek viselkedésének egy alapvető jellemzőjének.
Weber volt az első, aki felhívta a fiziológusok figyelmét a bőrre mint a differenciált érzékszervek székhelyére, amely a többi érzékszervhez hasonlóan a külvilág felé irányul, szemben a saját testünk felé irányuló közös érzékenységgel (Gemeingefühl). Kutatásainak számos filozófiai következménye volt, és nagy hatással voltak a bőrérzékelés további vizsgálataira, valamint az érzékelés néhány általános problémájára a fiziológusok és a pszichológusok részéről. Az érzékszervek kutatásában nagyon gyümölcsöző időszakot indított el, és joggal tekintik a pszichofizika egyik megalapítójának. A tapintásérzékeléssel kapcsolatos munkái klasszikussá váltak.
BIBLIOGRÁFIA
I. Eredeti művek. Weber írásainak részleges listáját az Almanach der K. Akademie der Wissenschaften in Wien, 2 (1852), 203-211; és újabban P. M. Dawson (lásd alább), 110-113. közölte. Ezek közé tartoznak: Anatomia comparata nervi sympathici (Leipzing, 1817); De aure et auditu hominis et animalium (Leipzing, 1820); Wellenlehre, auf Experimenten be gründet (Leipzing, 1825), amelyet Eduard Weberrel írt; Zusätze zur Lehre von Bau und Verrichtungen der Geschlechtsorgane (Leipzig, 1846); “Tastsinn and Gemeingefühl”, in R. Wagner, Handwörterbuch der Physiologie, III, pt. 2 (Brunswick, 1846, repr. külön 1851), azaz Ostwald’s Klassiker der Exakten Wissenschaften no. 149 (Leipzing, 1905); Ueber die Anwendung der Wellenlehre auf die Lehre vom Kreislauf des Blutes und különösen auf die Pulslehre (Leipzing, 1850); és “Ueber den Raumsinn und die Empfindungskreise in der Haut und im Auge”, in Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften, Math.-phys. KI. (1852), 85-164, a vetületről és a körök elméletéről szóló fő tanulmánya.
Weber tanulmányai főleg a Deutsches Archiv für die Physiologie és Meckel’s Archiv für Anatomie and Physiologie (1820-1828), Müller’s Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche medizin (1835-1846), valamint a Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig (1846-1850) című lapokban jelentek meg. Az ő irányítása alatt írt disszertációkat az Annotationes anatomicae et physiologicae (Programata collecta), 2 fasc. (Leip-zing, 1827-1834, 1836-1848), mindkettő nádas. (1851) a fasc. 3, amely számos saját fontos tanulmányát tartalmazza.
II. Másodlagos irodalom. Weber tudományos teljesítményének méltatása: C. Ludwig, Rede zum Gedächtniss an Ernst Heinrich Weber (Lipcse, 1878). Meglehetősen részletes angol nyelvű beszámoló P. M. Dawson: “The Life and Work of Ernest Heinrich Weber”, in Phi Beta Pi Quarterly, 25 (1928), 86-116. Tekintettel munkásságának fontosságára és hatására, a Weberről szóló tanulmányok meglehetősen ritkák. Lásd még 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”, 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. Weber érzékszervi fiziológiával kapcsolatos munkáira számos utalás található E. G. Boring, A History of Experimental Psychology, 2nd ed. (New York, 1950); and Sensation and Perception in the History of Experimental Psychology New York, 1942).
Vladislav Kruta