Луи Пастер. Его жизнь и научная деятельность

ГЛАВА II. ПЕРВЫЙ ШАГ

Луи Пастер в возрасте 24 лет. Студенческие годы.

Пастер исходил из следующих соображений. Если растворы двух тел, химически одинаковых, состоящих из одних и тех же частиц, различно относятся к свету, то это можно объяснить только различной формой частиц, то есть различной группировкой атомов, составляющих частицу. Отклонение плоскости поляризации, оптическая неправильность, указывает на неправильность внутреннюю, на несимметричность в группировке атомов. Если это предположение верно, то и внешние формы двух тел, различно относящихся к свету, не могут быть одинаковы. Невидимая для нас диссимметрия частицы должна проявиться видимой неправильностью кристалла. Если один раствор отклоняет, а другой не отклоняет плоскость поляризации, то из них не должны получиться одинаковые кристаллы.

Это предположение опровергалось работой знаменитого немецкого химика Мичерлиха. Он изучил виноградную и винную кислоту и нашел следующее. Эти кислоты одинаковы по химическому составу, по основным оптическим свойствам, по кристаллической форме: стало быть, природа, число и распределение атомов в них одинаковы. Но раствор винной кислоты вращает плоскость поляризации, раствор же виноградной – нет.

То же утверждал французский ученый Провостэ.

Пастер этому не поверил. Тела различно относятся к поляризованному свету. Чем же это объяснить? Химическим составом? Он одинаков. Внешней формой? Но оптическая разница обнаруживается и в растворах. Различной группировкой атомов в частице? Но это должно отразиться на внешней форме, на кристаллах, которые не могут быть одинаковы у обеих кислот.

Этот вывод казался ему неопровержимым. Мичерлих как будто опровергал логику. Пастер – прежде всего мыслитель – скорее был склонен допустить ошибку в наблюдениях, неточность в исследовании, хоть и имел в лице Мичерлиха дело со знаменитым экспериментатором.

Быть может, именно потому, что идеи Пастера заставляли его обращать особенное внимание на кристаллические формы исследуемых веществ, ему вскоре удалось заметить подробность, ускользнувшую от Мичерлиха и Провостэ: кристаллы винной кислоты обладали так называемой гемиэдрией.

Это не были вполне симметричные кристаллы с одинаковым числом симметрично расположенных граней. У них оказались лишние площадки с одного “бока”.

Пастер уцепился за эту особенность. Нет ли связи между симметричностью кристаллов и вращением плоскости поляризации?

Продолжая свои исследования, он убедился, что кристаллы виноградной кислоты, которая не вращает плоскость поляризации, не обладают гемиэдрией: это вполне симметричные кристаллы.

Связь между гемиэдрией кристаллов и оптическими свойствами растворов окончательно подтвердилась, когда Пастер разложил виноградную кислоту на две винные, совершенно тождественные по составу. Но одна из них вращает плоскость поляризации вправо, другая – влево. И кристаллы одной обладают гемиэдрическими площадками на правом, другой – на левом “боку”.

Соединяясь, эти кислоты дают виноградную, раствор которой не отклоняет площадь поляризации: дисcимметрия частиц исчезла, что отражается на форме кристаллов виноградной кислоты – вполне симметричных, без гемиэдрических площадок.

Когда Пастер открыл свои “правую” и “левую” кислоты, он пришел в такое волнение, что не мог продолжать работу, выскочил, словно шальной, из лаборатории и накинулся на своего приятеля Бертрана:

– Милый Бертран, я сделал великое открытие! Не могу больше работать, идем в “Люксембург”, я вам расскажу, в чем дело…

Вряд ли читатель разделит эту радость. Открытие Пастера имело огромное значение, из него выросла – позднее, когда нашлись продолжатели пастеровских исследований в лице Вант-Гоффа, Лебеля и других – новая отрасль науки, так называемая стереохимия, “химия в пространстве”, учение о группировке атомов в частице и о законах, управляющих этой группировкой. Оно дало возможность глубже заглянуть в тайны строения материи.

Старик Био, который не поверил Пастеру и заставил его повторить опыты под своим контролем, дрожал, как в лихорадке, поздравляя молодого ученого. Госпожа Био даже просила Пастера не разговаривать с ее мужем об этих вещах, а то он заболеет от волнения.

Но это открытие имеет такой отвлеченный интерес, что мы, “большая публика”, более склонны повторять вслед за одним из недругов Пастера:

– Подумаешь, какой шум из-за каких-то площадок, едва видимых в лупу. Есть они, нет их, вертятся они вправо или влево, – нам-то какое дело!

Как бы то ни было, эта работа сразу доставила Пастеру не только известность, а знаменитость в ученом мире. Этот первый шаг вывел его из учеников в ряды учителей.

Но то, что мы изложили в нескольких строчках, потребовало нескольких лет. Учение о “молекулярной диссимметрии”, о связи между группировкой атомов в частице, оптическими свойствами и кристаллической формой Пастер изложил в целом ряде работ (более 20-ти) между 1848-м и 1854 годами, устраняя противоречия – результат неточных исследований, – разъясняя темные детали, по-видимому, не очень вязавшиеся с основным принципом, распространяя и подтверждая свой основной вывод на различных солях винной и других кислот.

Он пришел между прочим к важному выводу: органические соединения, продукты жизненных сил, дucсимметричны (вращают плоскость поляризации); неорганические, продукты мертвой природы, а равно и органические, полученные искусственно в лаборатории, симметричны (не вращают плоскость поляризации). Иными словами, распределение и перераспределение атомов в живом веществе – результат иной комбинации сил, чем в процессах мертвой природы. Там и здесь – одни и те же силы, но их действие неодинаково, потому что неодинаково их сочетание и взаимоотношение. Изучить законы действия молекулярных сил – значит овладеть этими силами, что открывает самые широкие перспективы: возможность искусственного воспроизведения органических тел, органических превращений… Пастер не проводил в этом отношении никакой демаркационной линии, никакой искусственной границы, которую наука будто бы никогда не перешагнет.

Но он придавал слишком абсолютное значение установленному им различию между продуктами жизни – органическими соединениями – и неорганическими, или искусственно получаемыми веществами. Он думал, что искусственным путем в лаборатории не удастся получить оптически деятельных веществ; однако это удалось еще при его жизни. Химик получает теперь органические соединения (между прочим и обе винные кислоты со всеми их свойствами, впервые полученные искусственно Юнгфлейшем) из неорганических в лаборатории, действуя совершенно иным путем, чем работают силы организма: применяя высокие температуры, сильнодействующие кислоты и т. п. Синтез (создание сложных веществ из более простых) в лаборатории химика и синтез внутри организма совершаются различно, но продукты получаются одни и те же.

Пастер думал, что для получения органических соединений придется воспроизвести искусственно тот самый процесс, который совершается в организме, для чего прежде всего требуется изучение молекулярных сил.

Такие надежды или мечты соединял он со своими исследованиями. Во всяком случае предстоял еще длинный путь. Он только начал, проторил дорожку в неизведанную область, где на каждом шагу возникают новые и неожиданные препятствия, но зато открываются новые и грандиозные перспективы.

В этих первых работах проявились основные черты, которые еще ярче выступят в дальнейших исследованиях Пастера: смелость мыслителя, который делает вывод из основного принципа, не смущаясь кажущимися противоречиями, мнением авторитетнейших ученых, данными, с виду незыблемыми, и строгость экспериментатора, подвергающего выводы беспощадной опытной проверке.

Он проявил в этой кропотливой, трудной, шестилетней работе то же терпение, ту же власть над собой, о которых много позднее говорил своим ученикам:

“Не высказывайте ничего, что не может быть доказано простыми и решительными опытами.

Чтите дух критики. Сам по себе он не пробуждает новых идей, не толкает к великим делам. Но без него все шатко. За ним всегда последнее слово. То, чего я требую от вас, и чего вы в свою очередь потребуете от ваших учеников, – самое трудное для исследователя.

Думать, что открыл важный научный факт, томиться лихорадочной жаждой возвестить о нем – и сдерживать себя днями, неделями, годами, бороться с самим собою, стараться разрушить собственные опыты и не объявлять о своем открытии, пока не исчерпал всех противоположных гипотез, – да, это тяжкая задача!

Но когда, после стольких усилий, достигнешь уверенности, то испытываешь величайшую радость, какая только доступна душе человеческой”.

Луи Пастер в возрасте 28 лет. Год профессорства в Страсбурге.

Первые работы принесли Пастеру докторский диплом и в 1849 году профессуру в Страсбурге. Тут он женился на Мари Лоран, дочери ректора Страсбургской Академии. Рассказывают, будто в день свадьбы его пришлось извлекать из лаборатории и напоминать, что сегодня он женится. Кажется, впрочем, что это – ходячий анекдот: его рассказывают о многих знаменитостях науки и литературы, так что может быть он и выдуман; хотя Пастер, отдаваясь работе с энтузиазмом, который сказывается в цитированных выше словах, действительно проявлял иногда анекдотическую рассеянность. Так, однажды, в разгаре своих работ над микробами, он сидел как-то вечером с домашними и ел вишни, полоща их в воде с такой сосредоточенной тщательностью, что окружающие не могли удержаться от смеха. Пастер заметил это. “Чему вы смеетесь? Знаете ли вы, что на этих вишнях могут находиться зародыши опаснейших болезней?” – тут последовала целая лекция о микробах, в заключение которой лектор взял стакан с водой, в которой только что полоскал вишни, и – осушил его залпом со всеми “зародышами опаснейших болезней”…

Брак его оказался вполне счастливым: в семье находил он отдых после изнурительной лабораторной работы и жестоких баталий с противниками, недругами, завистниками и хулителями, число которых, как водится, росло по мере роста его славы и значения.

Установив основной принцип – учение о молекулярной диссимметрии, проторив тропинку, он, однако, не пошел по ней. Он оставил путь, на который вступил с таким блеском, и свернул совсем в другую сторону.

Иной подумал бы, что его научный кругозор внезапно сузился. От абстрактных вопросов о внутренней структуре материи он перешел к узкоспециальным, по-видимому, темам: к исследованию брожения молочнокислого, уксусного, спиртового и тому подобных процессов, тесно связанных с практикой, с техникой пивоварения, виноделия, фабрикации уксуса. С высот отвлеченной мысли спустился в “низменность” прикладных наук, “общеполезных сведений”.

Такого перехода в действительности не было. Пастер заинтересовался брожением с чисто отвлеченной точки зрения. Он заметил, что брожение, вызываемое плесневым грибком в растворе, содержащем две кислоты, “правую” и “левую”, уничтожает одну из них, другую– не трогает. Очевидно, есть какая-то связь между микроскопическим организмом и окружающей средой. Пастер заинтересовался этим. Чутье, инстинкт ученого подсказывали ему, что ближайшее знакомство с процессом брожения может открыть много нового и любопытного. Но он боялся разбрасываться. Он колебался: присоединить ли эту новую тему к начатым уже исследованиям?.. Чисто внешнее обстоятельство пришпорило его решимость. В 1853 году он был назначен деканом Лилльского университета. Лилль славится производствами, основанными на брожении: фабрикацией спирта и уксуса. Пастер подумал, что исследование процесса брожения может привести и к практическим приложениям, которые поднимут престиж университета в глазах лилльских тузов. Это соображение прекратило его колебания. Он решил посвятить часть своего времени новой теме.

Только часть времени! Еще около трех лет он продолжал работы по молекулярной физике. Но уже изучение одного частного случая – молочнокислого брожения – заставило его бросить прежний путь и бесповоротно вступить на новую дорогу.

Тут был несомненный поворот, перелом,– и напрасно биографы Пастера стараются усмотреть в его научной деятельности логическое развитие одного основного принципа.

Идея, лежащая в основе его первых работ – связь между группировкой атомов, внешней формой и оптическими свойствами,– всецело относится к области молекулярной физики. Прямое продолжение этих работ – открытия Лебеля, Вислиценуса, Вант-Гоффа.

Идея, лежащая в основе работ о брожении – роль микроорганизмов в природе, – чисто биологическая.

Работы первого периода – с 1848-го по 1856 год – представляют логическое развитие одной основной мысли; работы второго – с 1856-го по 1887-й – тоже; но между этими двумя периодами есть перерыв.

Пастер бросил начатые исследования и перешел на новый путь, потому что на этом пути открывалось более грандиозное поприще.

Продолжая свои работы по молекулярной физике, он без сомнения упредил бы Лебеля и других и, создав новую отрасль науки, завоевал бы себе почетное и завидное место в кругу ученых.

Но, перейдя к изучению молочнокислого и других брожений, он пересоздал все науки, связанные с изучением жизни, открыл и исследовал новый мир, изменил наши взгляды на природу, преобразовал хирургию, гигиену, терапию – сделал для медицины больше, чем все медики от Гиппократа до наших дней.

Книги, учебники – например, курсы патологии, агрономии, технологии, – написанные тридцать лет тому назад, кажутся нам теперь чуть ли не средневековыми произведениями: от них веет древностью, детством человеческих знаний. Их авторы не знали микробов, не имели понятия о существовании целого мира, который окружает нас со всех сторон, действует на нас ежечасно, ежеминутно, – мира, с которым нам приходится считаться на каждом шагу, на всех путях и с которым мы можем теперь считаться, потому что Пастер раскрыл его тайны.

Он знал и видел – мы убедимся в этом ниже, – знал и видел уже в то время, куда приведет его новый путь, оттого и бросил свои прежние работы, всецело отдался новым и явился в конце концов в глазах ученого и неученого мира таким колоссом, в сравнении с которым даже великаны кажутся пигмеями.