(född i Wittenberg, Tyskland, 24 juni 1795; död i Leipzig, Tyskland, 26 januari 1878). anatomi, fysiologi, psykofysik.
Weber var den äldsta av de tre bröderna Weber som under hela livet var nära förbundna i sin vetenskapliga verksamhet. Deras största bedrift låg i att tillämpa den matematiska fysikens moderna exakta metoder på studiet av hur olika system hos högre djur och människor fungerar. Ernst, som var ledande i denna strävan, uppmärksammade mycket tidigt fysikern Wilhelm Eduard på problemen med cirkulationens mekanik och påverkade senare Eduard Friedrichs inriktning mot teoretisk medicin, vilket hjälpte honom att få en tjänst vid Leipzigs medicinska fakultet och att stanna kvar där som hans nära medarbetare. Eduard fick senare stimulans och hjälp av Wilhelm i studiet av muskelmekanik.
Din far, Michael Weber, var professor i teologi i Wittenberg från 1789 och senare – efter att staden, som var ett napoleoniskt fäste, föll 1814 och universitetet evakuerades – i Halle. Ernst, det tredje av hans tretton barn, hade i hög grad påverkats av Ernst Chladni, som i tioårsåldern besökte familjen och väckte pojkarnas intresse för fysik som grund för alla naturvetenskaper Weber gick på gymnasiet i Meissen, där han skaffade sig utmärkta kunskaper i latin. År 1811 inledde han sina medicinska studier i Wittenberg, men kriget tvingade honom snart att åka till Leipzig. Han disputerade 1815 vid universitetet i Wittenberg, då tillfälligt evakuerad till Schmiedeberg, med en avhandling om jämförande anatomi. Han kunde dock inte stanna där eftersom universitetet inte hade några faciliteter för hans anatomiska arbete och dess status var osäker. I Leipzig blev Weber assistent vid den medicinska klinik som leddes av J. C. Clarus, kvalificerade sig till docent 1817 med ett arbete om den jämförande anatomin hos nervus sympaticus, och året därpå blev han extraordinär professor i jämförande anatomi. År 1821 nominerades han till professuren i mänsklig anatomi, som 1840 förenades med fysiologi. År 1865 gav han upp fysiologin och stödde utnämningen av Carl Ludwig, som inrättade ett oberoende fysiologiskt institut som lockade många utländska studenter. År 1871 drog sig Weber tillbaka från professuren i anatomi.
Weber började med att forska i anatomi och upptäckte flera viktiga strukturer, varav några fortfarande bär hans namn – till exempel Webers benhinnor, som bildar en kedja av små ben på vardera sidan av luftblåsan, och öronförmaket hos vissa fiskar (den weberska apparaten). Detta arbete markerade början på en serie jämförande embryologiska och paleontologiska studier som ledde till upptäckten av mellanstadierna mellan de primitiva strukturerna i splanchnocranium och däggdjurens hörselhörselhörnkroppar i mellanörat – ett lysande steg för att påvisa sambanden mellan isolerade fakta och kontinuiteten i utvecklingen av struktur och funktion. Webers injektion av kanalerna i vissa körtlar visade att deras finaste grenar slutar blint i acini och inte har någon direkt kommunikation med de omgivande små blodkärlen, vilket man hade antagit trots Malpighis (1686) tidigare finputsning. Detta bevisade definitivt att matsmältningssaften är specifika produkter från körtlar, som bildas av det material som blodet för med sig och inte bara separeras från blodplasman. Denna upptäckt öppnade ett nytt område för fysiologisk och kemisk forskning Webers breda erfarenhet av både forskning och undervisning gjorde det möjligt för honom att skriva en reviderad utgåva av G. F. Hildebrandts Handbuch der Anatomie. Dess första del, Allgemeine Anatomie, som var helt omskriven, blev en värdefull informationskälla eftersom Weber noggrant skiljde fakta från teori och inte nöjde sig med att bara beskriva strukturer, utan lade till vad man visste om deras fysikaliska egenskaper och kemiska sammansättning samt en bedömning av deras betydelse. Han var övertygad om att kunskap om många förhållanden, inte bara om den anatomiska strukturen, var nödvändig för att förstå livets fenomen. Nackdelen med Webers reviderade upplaga var att den färdigställdes före de framsteg som den efterföljande utvecklingen av den mikroskopiska forskningen och cellteorin medförde. Han reviderade också J. C. Rosenmullerüllers Handbuch der Anatomie (1840).
År 1821 påbörjade Weber, med hjälp av sin bror Wilhelm – då endast sjutton år gammal och förberedde sig för inträdesprovet till universitetet – en lång fysikalisk studie av flödet och vågornas utveckling i vätskor, särskilt i elastiska rör. I sin Wellenlehre (1825) formulerade de hydrodynamikens grundläggande lagar och var de första att tillämpa denna gren av fysiken på blodcirkulationen. Ernst studerade – först tillsammans med Wilhemm, ett tidigt geni – artärernas mekaniska egenskaper och beskrev dem som en teknisk anordning, där effekten av elasticitet omvandlar blodets pulserande rörelse i de stora artärerna till ett kontinuerligt flöde i de små artärerna (18274). Han visade också att pulsen är en våg i artärerna som orsakas av hjärtats verkan och att dess utbredning – beräknad utifrån fördröjningen av pulsen i en mer avlägset belägen artär – är mycket snabbare än blodflödet (1834) och att blodkärlen, förutom att de utvidgas på grund av trycket inne i ett elastiskt rör, också ändrar sin diameter under påverkan av nerver på muskelväggen (1831). Han sammanfattade sina upptäckter, teorin om vågor i elastiska rör och de lagar för blodets rörelse i kärlen 1850.
Weber påvisade också motståndskraften hos kapillärbädden, blodvolymens betydelse och dess påverkan på blodets rörelse och fördelning i kroppen. Hans arbete lade grunden för den exakta analysen av vätskors rörelse i elastiska rör; och även om blodcirkulationen senare har utsatts för en grundlig forskning har Webers arbete, med vissa tillägg men utan väsentliga förändringar, förblivit dess grund.
Ett annat stort bidrag till blodcirkulationens fysiologi var Eduard och Ernst Webers häpnadsväckande upptäckt att elektrisk stimulering av vissa delar av hjärnan eller av vagusnervens perifera ände bromsar upp hjärtats rörelse och kan till och med få det att stanna upp (1845). Det var det första exemplet på att en nervverkan orsakade en hämning av en autonom aktivitet, snarare än att den stimulerade den. Det blev en viktig milstolpe i fysiologins utveckling, inte bara på grund av dess betydelse för cirkulationen utan också för att upptäckten avslöjade en hittills okänd men viktig typ av nervverkan. Den efterföljande kedjan av undersökningar visade att hämning är ett vanligt fenomen i det centrala nervsystemet och att en adekvat balans mellan excitering och hämning är oumbärlig för dess normala funktion.
Omkring 1826 inledde Weber en lång rad anmärkningsvärda systematiska studier av sensoriska funktioner, särskilt av de ”lägre sinnena”, som dittills hade varit ett av de mest försummade områdena inom fysiologin. Fysiologerna hade huvudsakligen studerat problemen med synen och hörseln, som verkade mer intressanta och lovande. I sina studier av andra fysiologiska problem följde Weber, en framstående anatom, vanligtvis funktionen i nära relation till strukturen. På detta område fanns det dock ingen anatomisk grund eftersom hud-, muskel- och visceralreceptorer inte upptäcktes förrän senare (Meissner, 1852; Krause, 1860). Trots detta ledde hans fysiska tillvägagångssätt och försök att fastställa kvantitativa relationer mellan stimulus och dess effekt, känslan, till anmärkningsvärda resultat trots de mycket enkla metoder som användes i hans observationer och experiment. Ett viktigt inslag i Webers undersökningar och jämförelser var användningen av begreppet tröskelvärde (även om denna term egentligen inte användes). Han var väl medveten om betydelsen av dess exakt bestämda värden för att uppskatta och jämföra hudens och andra sinnesorgans prestanda. En markant större förmåga att urskilja två mycket lite olika vikter när de lyfts från handen, snarare än när de läggs på handen, förklaras av det speciella muskelsinnet. Weber undersökte beröringssinnet i detalj, särskilt den lokala känslan och den differentiella tröskeln med en kompass, och fastställde egenskaperna hos tryck- och temperaturkänslor – positiva (varma) och negativa (kalla) – och betonade betydelsen av anpassning och lokala skillnader. På så sätt gav han den sensoriska fysiologin en ny inriktning mot kvantitativa tillvägagångssätt och metoder och satte både fakta (mestadels hans egna upptäckter) och problem i förgrunden. Han samlade inte bara systematiskt in fakta utan drog också rationella slutsatser om de fysiologiska grunderna för de observerade fenomenen. Han utgick från isolerad ledning i nervfibrer och formulerade teorier om projektion och objektifiering. Uppdelningen av varje nervfiber i en liten cirkel av nervändar var bakgrunden till den lokala diskrimineringen och skillnaderna i dess limen som bestämdes av en kompass.
I samband med att han använde sina fysikaliska överväganden som grund för att undersöka de olika tröskelvärdena för hud- och muskelsensationer fann Weber att två förnimmelser bara skiljer sig märkbart åt så länge som förhållandet mellan styrkorna i varje par av stimuli förblir konstant. Till exempel är den minsta märkbara skillnaden mellan två vikter eller längder (vanligen kallad ”just noticeable difference” eller ”Weber-fraktion”) en konstant bråkdel av själva vikterna, ungefär 1/30 (ett just diskriminerbart intensitetssteg).
Det antogs att Webers lag var generellt giltig, men många diskussioner och kritik ledde till den mer moderata uppfattningen att den för de flesta modaliteter endast gäller inom ett begränsat intervall av intensiteter. Fechner, som antog att diskriminerbara steg är lika stora enheter av förnimmelse, härledde ändå formeln
S = K log I + C,
där förnimmelsens intensitet (S) är en linjär funktion av logaritmen av stimulusets intensitet (I) och där K och C är konstanter. Fechners härledning har kritiserats främst på grund av att stimulus – en fysisk faktor – lätt kan mätas, medan sensation – ett subjektivt intryck – inte kan uttryckas i fysiska termer. Kvantitativa jämförelser blev dock möjliga när moderna elektrofysiologiska metoder gjorde det möjligt att följa responsen hos enskilda sinnesfibrer – det vill säga frekvensen av meddelanden från en enskild receptor. Inom ett visst intervall av intensiteter är det faktiskt en linjär funktion av stimulusets logaritm, vilket har visats för muskelspindeln av B. H. Matthews och för Limulus-ögat av H. K. Hartline och C. H. Graham. Det går inte att säga om den passar för responsen hos alla former av sinnesorgan, men det verkar som om Fechners ekvation motsvarar ett grundläggande drag i sinnesorganens beteende.
Weber var den förste som uppmärksammade fysiologerna på att huden är sätet för differentierade sinnesorgan som är riktade mot den yttre världen, i likhet med andra sinnesorgan, i motsats till den gemensamma känsligheten (Gemeingefühl) som är riktad mot vår egen kropp. Hans forskning hade många filosofiska implikationer och en stor inverkan på fysiologers och psykologers fortsatta studier av hudens sinnen och vissa allmänna problem med förnimmelser. Han inledde en mycket fruktbar period inom forskningen om sinnen och betraktas med rätta som en av psykofysikens grundare. Hans arbete om taktila förnimmelser har blivit en klassiker.
BIBLIOGRAFI
I. Original Works. En partiell förteckning över Webers skrifter publicerades i Almanach der K. Akademie der Wissenschaften in Wien, 2 (1852), 203-211; och, på senare tid, av P. M. Dawson (se nedan), 110-113. De omfattar Anatomia comparata nervi sympatiici (Leipzing, 1817); De aure et auditu hominis et animalium (Leipzing, 1820); Wellenlehre, auf Experimenten be gründet (Leipzing, 1825), skriven tillsammans med Eduard Weber; Zusätze zur Lehre von Bau und Verrichtungen der Geschlechtsorgane (Leipzig, 1846); ”Tastsinn och Gemeingefühl”, i R. Wagner, Handwörterbuch der Physiologie, III, pt. 2 (Brunswick, 1846, repr. separat 1851), dvs. Ostwalds Klassiker der Exakten Wissenschaften nr 149 (Leipzing, 1905); Ueber die Anwendung der Wellenlehre auf die Lehre vom Kreislauf des Blutes und insbesondere auf die Pulslehre (Leipzing, 1850); och ”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 viktigaste artikel om projektion och cirkellära.
Webers artiklar publicerades huvudsakligen i Deutsches Archiv für die Physiologie och Meckel’s Archiv für Anatomie und Physiologie (1820-1828), Müller’s Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche medizin (1835-1846) och Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig (1846-1850). Avhandlingar som skrevs under hans ledning samlades i Annotationes anatomicae et physiologicae (Programata collecta), 2 fascs. (Leip-zing, 1827-1834, 1836-1848), båda rörblad. (1851) med fasc. 3, som innehåller flera av hans egna viktiga artiklar.
II. Sekundärlitteratur. En uppskattning av Webers vetenskapliga prestationer finns i C. Ludwig, Rede zum Gedächtniss an Ernst Heinrich Weber (Leipzig 1878). En ganska detaljerad redogörelse på engelska finns i P. M. Dawson, ”The Life and Work of Ernest Heinrich Weber”, i Phi Beta Pi Quarterly, 25 (1928), 86-116. Med tanke på betydelsen och genomslagskraften av hans arbete är det ganska sällsynt med artiklar om Weber. Se även 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 Webers Annotationes anatomicae et physiologicae”, i Medizinische Klinik, 30 (1934), 1250. Det finns många hänvisningar till Webers arbeten om sensorisk fysiologi i E. G. Boring, A History of Experimental Psychology, 2nd ed. (New York, 1950) och Sensation and Perception in the History of Experimental Psychology (New York, 1942).
Vladislav Kruta