Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях
Шрифт:
Schuster Arthur, Nature 115,199 (1925).
Пастер и иммунизация
Вот как Луи Пастер (1822–1895) пришел к одному из главных принципов вакцинации. Этот случай блестяще иллюстрирует его максиму, которая гласит, что удача улыбается подготовленным умам.
В то время он изучал птичью холеру у кур. Уехав в отпуск, он прервал исследования, а вернувшись, проверил свои холерные культуры и обнаружил, что бактерии потеряли активность, то есть погибли: субкультуры (культуры, образованные высеиванием исходных в новой питательной среде) не развивались, а птицы, которых ими заражали, не проявляли признаков болезни. Пастер уже был готов начать все с новыми культурами, но тут, вместо того чтобы просто забыть о неудачном эксперименте, вдруг решил — что при этом им двигало, осталось непонятным ему самому, — ввести заново
Ко всеобщему изумлению — да и сам Пастер совсем не ожидал подобного успеха — практически все эти птицы пережили новую инфекцию, тогда как птицы из контрольной группы по истечении обычного инкубационного периода погибли.
В этом эксперименте был установлен принцип иммунизации ослабленными бактериями, что впоследствии оказалось невероятно важным в борьбе не только с холерой, но и с другими патогенами (в том числе и с вирусами).
Справедливости ради стоит добавить, что есть основания усомниться в достоверности этой истории, которая, вероятно, исходит от самого преданного из учеников Пастера, Эмиля Дюкло. По другим сведениям, пока Пастер был в отпуске, один из его младших коллег, Эмиль Ру, продолжал опыты с холерными бактериями и именно он разработал метод приготовления вакцины из ослабленных бактерий. Впоследствии и Дюкло, и Ру занимали кресло директора Института Пастера.
Beveridge W.IB., The Art of Scientific Investigation, 3rd edn (Heinemann, London, i960).
Искусство преподавать
Мало кто из великих ученых был еще и хорошим преподавателем. Невнятность публичных выступлений Нильса Бора вошла в легенды. Его друг Резерфорд блестяще говорил, однако когда дело доходило до алгебраических уравнений, начиналась полная неразбериха, при этом он не упускал случая пристыдить аудиторию: “Сидите тут олухи олухами, и никто не подскажет, где я ошибся”. Другим, более подкованным в теории, математические выкладки давались слишком легко, и ошарашенным студентам оставалось только смотреть, разинув рты, как преподаватель резво перепрыгивает от формулы к формуле, минуя промежуточные шаги доказательства.
Норберт Винер (1894–1964) — мечтатель, выдающийся математик, прославившийся пионерскими работами по кибернетике (кстати, само слово “кибернетика” придумал именно он). Он был профессором Массачусетского технологического института, где его невероятные математические и аналитические способности, тщеславие и рассеянность породили множество легенд. Однажды (и тому были свидетели) он доказывал перед студентами какое-то математическое утверждение, и, перескакивая с одной логической глыбы на другую, ничего не объяснял. Когда кто-то из сбитых с толку слушателей спросил Винера, не может ли он повторить все чуть медленней, тот любезно согласился, затем замер, молча и неподвижно, и, простояв так перед доской несколько минут, с довольной улыбкой добавил завершающий штрих к последней строке.
Сэр Джозеф (Джи-Джи) Томсон в мемуарах описывает лекции своего манчестерского преподавателя, Осборна Рейнольдса (1842–1912), видного физика и инженера (имя которого носит число Рейнольдса, характеристика течения жидкости):
Иногда он начисто забывал, что ему предстоит читать лекцию, и, прождав минут десять или около того, мы отправляли к нему вахтера. Он вваливался в аудиторию, снимая форменную шинель прямо в дверях, хватал со стола том Ранкина (стандартный учебник тех времен) и распахивал его, как казалось, на случайной странице. Тут ему на глаза попадалась та или иная формула, и он заявлял, что она неверна. Затем он выходил к доске, намереваясь это доказать. Повернувшись к нам спиной, он что-то писал мелом, разговаривал сам с собой и раз за разом стирал написанное, говоря, что и это неверно. Затем он начинал все сначала. Обычно к концу лекции он заканчивал писать какую-нибудь одну длинную строку, которую на этот раз не стирал, и заявлял, что Ранкин все же прав, и эта строка — тому доказательство. Пусть это и не приносило нам новых знаний, но выглядело весьма увлекательно: мы могли наблюдать, как невероятно острый ум борется с новой задачей.
Сэр Артур Шустер, другой выпускник Манчестерского университета, так вспоминает лекции Рейнольдса:
Зачастую предмет, которому Осборн Рейнольдс посвящал лекцию, слишком его увлекал, а это создавало известные трудности. Рассказывают про несколько таких курьезов — но прежде всего обращают внимание на то, как он из них выкарабкивался. Однажды он объяснял ученикам принцип действия логарифмической линейки; держа ее в руках, он в подробностях излагал каждый шаг, который следует проделать, желая перемножить пару чисел. “Возьмем для примера три и четыре, — произнес он, и после небольшой паузы продолжил: —
А вот и результат: трижды четыре будет ii,8". Студенты заулыбались. “И это примерно то, что нам нужно”, — подытожил Рейнольдс.Heims Steve J.,John von Neumann and Norbert Wiener: From Mathematics to the Technology of Life and Death (MIT Press, New York, 1980); Thomson Recollections and Reflections (GBell, London, 1936); Sir Arthur Schuster, Nature 115, 232 (1925).
Багровое облако
Заметную роль в гибели французского флота во время египетской кампании Наполеона сыграла морская блокада средиземных портов, устроенная британцами. Прежде всего у французов стали истощаться запасы нитрата калия (селитры, основного компонента пороха), который обычно доставляли морем в южные порты Франции. Получали это вещество, сбраживая (при помощи бактерий) содержимое североафриканских выгребных ям. (Во время Первой мировой войны примерно по тем же причинам нехватку селитры испытывала Германия, которая до того добывала ее в шахтах Чили. Тогда помог прославленный химик Фриц Габер, придумавший химический, а не биологический, способ “фиксации азота”.) Французы решили сбраживать собственные выгребные ямы, а также отходы скотных дворов, боен и наносной мусор с побережья. К этой важнейшей государственной задаче подключили химиков. Одним из них был Бернар Куртуа (1777–1838): он, однако, предпочел другой путь и попробовал добывать калийные соли из водорослей.
Он сжигал водоросли, промывал золу водой, а затем выпаривал раствор и экспериментировал с сухим остатком. Однажды в 1811 году, добавив туда серной кислоты, Куртуа увидел, как над разогретой реакционной смесью поднялись облака багрового дыма, который сконденсировался в блестящие черные кристаллы. Так Куртуа открыл йод. Обстоятельно изучать его свойства пришлось уже другим химикам, но сам Куртуа успел открыть еще и реакцию йода с аммиаком, продукт которой — трехйодистый азот, вещество, взрывающееся от малейшего прикосновения.
Открытие Куртуа, как оказалось, представляло особый интерес для медиков: еще в древности (упоминания имеются в китайских источниках двухтысячелетней давности) люди знали, что можно избавиться от симптомов зоба, сжигая водоросли или морские губки. В1820 году в Швейцарии раствором йода попробовали лечить больных, страдающих зобом, и хотя, конечно, не обошлось без побочных эффектов, некий успех несомненно присутствовал. Действенный способ обеспечивать организм йодом (в форме смеси с хлористым натрием) придумали впоследствии в Клевеленде, штат Огайо. К тому времени присутствие производных йода в щитовидной железе уже было доказано, причем вот каким способом: экспериментатор случайно пролил на извлеченную из тела железу немного концентрированной кислоты и увидел облако багрового дыма.
Emsley John, Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (Oxford University Press, Oxford, 2001).
Дыра в желудке
Это удивительное происшествие, случившееся в первой половине XIX века, впервые дало возможность напрямую пронаблюдать за пищеварительными процессами в человеческом желудке, а воспользовался этой возможностью молодой американец, военный хирург и физиолог Уильям Бомон (1785–1853).
Господствовавшая в те времена система медицинского образования предполагала, что подающие надежды врачи совершенствуют свои умения не в медицинских школах, а в помощниках у практикующего терапевта или хирурга.
Бомону пришлось отправиться практиковаться в далекий форт в Массачусетс. Однажды утром его вызвали к жертве несчастного случая, который произошел у близлежащего пункта заготовки меха. Юного канадца с Крайнего Севера по имени Алексис Сент-Мартин ранили выстрелом из ружья в упор, и Бомон, когда прибыл, застал несчастного без сознания, в луже крови. Сам заряд, пыж и обрывки одежды пробили грудную клетку и желудок — в рану вполне мог уместиться человеческий кулак. Ко всеобщему изумлению, раненый выжил, но был, разумеется, слишком слаб, чтобы вернуться к работе. Распорядители пункта заготовки, в планы которых де входило поддерживать инвалида, решили отослать его домой, в Канаду. Бомон усомнился, что тот сможет пережить дорогу в две тысячи миль, и потому взял его к себе, “обихаживал, кормил, обеспечил крышей над головой, окружил всеми удобствами и ежедневно (а чаще — дважды в день) перевязывал его рану”. Сент-Мартин, окончательно поправившись, вернулся на прежнее место работать столяром. Однако на левой части его туловища по-прежнему оставалась дыра, ведущая в желудок. Бомон мог вводить ему лекарства таким способом, “каким ни одно лекарство прежде, от Сотворения мира и до наших дней, не поступало в человеческий организм. Я заливал лекарство через щель между ребрами в дыру в желудке”.