В 1836 году Ленц был приглашён в Петербургский университет и возглавил кафедру физики и физической географии. В 1840 году он был избран деканом физико-математического факультета, а в 1863 году — ректором университета. С середины тридцатых годов, наряду с исследованиями в области физики и физической географии Ленц вёл большую педагогическую работу: многие годы он заведовал кафедрой физики Главного педагогического института, преподавал в Морском корпусе, в Михайловском артиллерийском училище. В 1839 году он составил «Руководство к физике» для русских гимназий, выдержавшее одиннадцать изданий. Ленц существенно улучшил преподавание физических дисциплин в университете и других учебных заведениях. В числе его учеников были Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев, П. П. Семёнов-Тян-Шанский, Ф. Ф. Петрушевский, А. С. Савельев, М. И. Малызин, Д. А. Лачинов, М. П. Авенариус, Ф. Н. Шведов, Н. П. Слугинов.

В 1842 году Ленц открыл независимо от Джеймса Джоуля закон, согласно которому количество тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени. Он явился одной из важных предпосылок установления закона сохранения и превращения энергии.

Совместно с Борисом Семёновичем Якоби Ленц впервые разработал методы расчёта электромагнитов в электрических машинах, установил существование в последних «реакции якоря». Открыл обратимость электрических машин. Кроме того, он изучал зависимость сопротивления металлов от температуры.

Больших достижений добился Ленц и в исследованиях в области физической географии, главная задача которой, по его мнению, «заключается в определении: по каким именно физическим законам совершаются и совершались наблюдаемые нами явления».

В 1845 году по инициативе ряда выдающихся географов, в том числе адмиралов Ф. П. Литке, И. Ф. Крузенштерна. Ф. П. Врангеля, академиков К. М. Бэра, П. И. Кёппена, было создано Русское географическое общество. 7 октября на первом общем собрании действительных членов Академии наук был избран его Совет в составе семи человек, в который вошёл Ленц. До конца жизни Эмилий Христианович выполнял в Географическом обществе большую разностороннюю работу.

В 1851 году был опубликован фундаментальный труд Ленца «Физическая география», который в дальнейшем неоднократно переиздавался в России и за рубежом. Ленц рассмотрел строение земной коры, происхождение и перемещение образующих её пород и показал, что она непрерывно изменяется и что этот процесс влияет на рельеф материков. Он отметил три важнейших фактора, вызывающих непрерывное изменение поверхности суши: «вулканические силы, влияние вод при содействии атмосферы и, наконец, органические существа». Ленц убедительно показал, что для установления законов, управляющих атмосферными процессами, необходимы продолжительные метеорологические наблюдения в различных районах, производимые точными приборами по единой методике. Он открыл важные закономерности суточного и годового хода температуры и давления воздуха, ветровой деятельности, испарения воды, конденсации водяного пара и образования облаков, электрических и оптических явлений в атмосфере: объяснил происхождение голубого цвета неба, радуги, кругов около Солнца и Луны и ряда редких атмосферных явлений.

Русский учёный установил причину небольшого повышения температуры воды с глубиной в зоне к югу от 51 градуса южной широты и отметил, что подобная инверсия этой характеристики должна иметь место и в Северном Ледовитом океане. Тем самым он предвосхитил выдающееся открытие Ф. Нансена, обнаружившего во время экспедиции в 1893–1896 годах тёплые атлантические воды в глубинных слоях Арктического бассейна. Ленц установил, что солёность воды мало изменяется с глубиной, а в верхнем слое уменьшается с широтой. Однако наибольшая солёность наблюдается не в экваториальной зоне, а в районах близ тропиков, вследствие сильного испарения в этих районах. Плотность воды возрастает с широтой и с глубиной. Главная причина такого её изменения заключается в уменьшении температуры воды в этих направлениях.

Ленц пришёл к выводу, что из-за увеличения плотности воды с широтой в Мировом океане наряду с течениями, вызываемыми ветром и наклоном уровня, должно существовать общее и не менее сильное движение поверхностных вод из тропической зоны в области высоких широт и движение глубинных вод из этих областей в тропическую зону. Такая циркуляция, существование которой было подтверждено всеми последующими наблюдениями, представляет собой одну из важнейших причин водообмена между низкими и высокими широтами. Она, в частности, и обусловливает поступление холодных вод из Южного, а также из Северного Ледовитого океанов в глубинные слои умеренных и низких широт. Ленц дал ценные методические указания для определения скоростей течений навигационным способом, впервые высказал мысль о том, что орбиты частиц в ветровых ваннах представляют собой эллипсы.

Огромное значение для развития науки о Земле имеет положение Ленца, согласно которому главной причиной процессов, происходящих в атмосфере, является солнечная радиация.

Исследования, начатые Ленцем, позднее были продолжены А. И. Воейковым, М. Миланковичем и другими учёными. Они занимают одно из центральных мест в современной климатологии.

Ленц заключил, что наибольшая часть солнечной радиации поглощается Мировым океаном. Эта энергия расходуется в основном на испарение воды, вызывая её кругообращение в эпиогеосфере. Поэтому океаны, огромные резервуары тепла и влаги, играют гигантскую роль в формировании климата Земли. Ленц показал важность исследования процессов в Мировом океане во взаимной связи с процессами в других частях эпигеосферы. Наряду с американским учёным М. Ф. Мори, он был основоположником учения о взаимодействии океана с атмосферой.

Книга Ленца сыграла очень большую роль в развитии наук о Земле, в утверждении материалистического взгляда на природу. Сразу после выхода она получила высокую оценку в журналах «Современник» и «Отечественные записки». Выдающиеся географы С. О. Макаров, М. А. Рыкачёв, Ю. М. Шокальский, Л. С. Берг и другие неоднократно отмечали точность океанографических наблюдений, достоверность и большое значение научных результатов, полученных Ленцем.

«Наблюдения Ленца не только первые в хронологическом отношении, но первые и в качественном, и я ставлю их выше своих наблюдений и выше наблюдений „Челленджера“», — писал адмирал Макаров. «Таким образом, труды Коцебу и Ленца, — отмечал Ю. М. Шокальский, — представляют во многих отношениях не только важный вклад в науку, но и действительное начало точных наблюдений в океанографии, чем русский флот и русская наука могут гордиться».

Умер Э. Х. Ленц 29 января (10 февраля) 1865 года в Риме.

ЧАРЛЗ ДАРВИН

(1809–1882)

Чарлз Роберт Дарвин родился 12 февраля 1809 года в городе Шрусбери, где его отец занимался врачебной практикой. Он был младшим из двух сыновей в семье, и у него было ещё три сестры. Мать умерла, когда Чарлзу было восемь лет, о ней у него не осталось никаких воспоминаний.

Юный Чарлз был неспособен к школьному обучению и не чувствовал к нему никакой охоты. На девятом году его отдали в элементарную школу. Здесь он оставался год и значительно отставал в успехах от своей сестры Катерины; в следующем году Дарвин перешёл в гимназию доктора Батлера, где проучился семь лет.

Однако уже в восемь лет у Чарлза обнаружились любовь и интерес к природе. Он собирал растения, минералы, раковины, насекомых, даже печати, автографы, монеты и тому подобное, рано пристрастился к рыбной ловле и целые часы проводил с удочкой, но особенно полюбил охоту.

В 1825 году, убедившись, что из школьных занятий Чарлза не выйдет особенного толку, отец взял его из гимназии и отправил в Эдинбургский университет готовиться к медицинской карьере. Лекции казались ему нестерпимо скучными. Два года Дарвин оставался в Эдинбурге. Наконец, убедившись, что сын не имеет никакой склонности к медицине, отец предложил ему избрать духовное поприще. Дарвин подумал-подумал и согласился: в 1828 году поступил на богословский факультет Кембриджского университета, намереваясь принять сан священника.

Занятия его и здесь сохранили прежний характер: весьма посредственные успехи в школьных предметах и усердное собирание коллекций — насекомых, птиц, минералов, а также охота, рыбная ловля, экскурсии, наблюдения за жизнью животных.

В 1831 году Дарвин вышел из университета в числе «многих» — так назывались ученики, окончившие курс удовлетворительно, но без особенных отличий.

Сделать окончательный выбор Дарвину помог профессор ботаники Джон Хенслоу. Он заметил способности Дарвина и предложил ему место натуралиста в экспедиции в Южную Америку. Перед отплытием Дарвин прочёл труды геолога Чарлза Лайеля. Только что вышедшую книгу он захватил с собой в путешествие. Это была одна из немногих книг, имевших известное значение в его развитии. Лайель, величайший мыслитель того времени, оказался близок по духу Дарвину.

Экспедиция отплыла в 1831 году на корабле «Бигль» и продолжалась пять лет. За это время исследователи посетили Бразилию, Аргентину, Чили, Перу и Галапагосские острова — десять скалистых островков у побережья Эквадора в Тихом океане, на каждом из которых существует своя фауна.

Дарвин на подсознательном уровне выделял те факты и явления, которые находились в теснейшей связи с величайшими проблемами естествознания. Вопрос о происхождении органического мира ещё не возник перед ним в ясной форме, а между тем он уже обращает внимание на те явления, в которых находился ключ к решению этого вопроса.

Так, с самого начала путешествия он заинтересовался вопросом о способах переселения растений и животных. Фауна океанических островов, заселение новых земель занимали его в течение всего путешествия, и Галапагосские острова, особенно тщательно исследованные им в этом отношении, сделались классическою землёю в глазах натуралистов.

Большой интерес вызывали в его наблюдениях переходные формы, которые как раз были предметом досады и пренебрежения со стороны систематиков, отыскивающих «хорошие», то есть чётко определённые виды. Дарвин замечает по поводу одного из таких семейств переходного типа: «Оно принадлежит к числу тех, которые, соприкасаясь с другими семействами, в настоящее время только затрудняют натуралистов-систематиков, но в конце концов могут содействовать познанию великого плана, по которому были созданы организованные существа».

В пампасах Южной Америки он наткнулся на другой разряд фактов, лёгших в основу эволюционной теории — геологическую преемственность видов. Ему удалось найти много ископаемых остатков, и родство этой вымершей фауны с современными обитателями Америки (например, гигантских мегатериев с ленивцами, ископаемых броненосцев с ныне живущими), тотчас бросилось ему в глаза.

В этой экспедиции Дарвин собрал огромную коллекцию горных пород и окаменелостей, составил гербарии и коллекцию чучел животных. Он вёл подробный дневник экспедиции и впоследствии воспользовался многими материалами и наблюдениями, сделанными в экспедиции.

2 октября 1836 года Дарвин вернулся из путешествия. В это время ему было 27 лет. Вопрос о карьере решился сам собой, без долгих размышлений. Не то чтобы Дарвин уверовал в свою способность «двигать науку», но и рассуждать об этом было нечего: на руках оказались огромные материалы, богатые коллекции, у него уже были планы будущих исследований, оставалось, не мудрствуя лукаво, приниматься за работу. Дарвин так и сделал. Следующие двадцать лет он посвятил обработке собранных материалов.

Изданный им дневник путешествия имел большой успех. Безыскусная простота изложения — его главное достоинство. Дарвина нельзя назвать блестящим стилистом, но любовь к природе, тонкая наблюдательность, разнообразие и широта интересов автора искупают недостаток красоты изложения.

Несколько месяцев он прожил в Кембридже, а в 1837 году переселился в Лондон, где провёл пять лет, вращаясь, главным образом, в кругу учёных. Привыкнув жить среди вольной природы, он тяготился городской жизнью.

Из учёных он особенно близко сошёлся с Лайелем и с Гукером. Дружба их продолжалась до самой смерти Дарвина. Гукер много помогал ему своими огромными знаниями, находя, в свою очередь, источник дальнейших исследований в его идеях.

Вообще, эти годы были самым деятельным периодом в жизни Дарвина. Он часто бывал в обществе, много работал, читал, делал сообщения в учёных обществах и в течение трёх лет состоял почётным секретарём Геологического общества.

В 1839 году он женился на своей кузине, мисс Эмме Вэджвуд. Между тем здоровье его становилось всё слабее и слабее. В 1841 году он писал Лайелю: «Мне горько было убедиться, что мир принадлежит сильным и что я не буду в состоянии делать ничего более, кроме как следить за успехами других в области науки». К счастью, эти печальные предчувствия не сбылись, но вся его остальная жизнь прошла в непрерывной борьбе с болезнью. Шумная городская жизнь становилась для него невыносимой, и в 1842 году он переселился в расположенное недалеко от Лондона имение Доун, купленное им для этой цели.

Поселившись в Доуне, Дарвин провёл в нём сорок лет спокойной, однообразной и деятельной жизни. Он вставал очень рано, отправлялся на коротенькую прогулку, затем около восьми часов завтракал и садился за работу часов до девяти — половины десятого. Это было его лучшее рабочее время. В половине десятого он принимался за чтение писем, которых получал очень много, с половины одиннадцатого до двенадцати или половины первого опять занимался. После этого он считал оконченным свой рабочий день и, если занятия шли успешно, говорил с удовольствием: «Сегодня я хорошо поработал». Затем отправлялся гулять в любую погоду в сопровождении любимой собаки, пинчера Полли. Собак он очень любил, они отвечали ему тем же. Отшельническая жизнь в Доуне разнообразилась время от времени поездками к родственникам, в Лондон, на морской берег.

В семейной жизни он был вполне счастлив. «В его отношениях к моей матери, — говорил сын учёного Фрэнсис Дарвин, — ярче всего сказывалась его симпатичная, чуткая натура. В её присутствии он чувствовал себя счастливым; благодаря ей его жизнь, которая иначе была бы омрачена тяжёлыми впечатлениями, имела характер спокойного и ясного довольства».

Книга «О выражении ощущений» показывает, как тщательно он наблюдал за своими детьми. Он интересовался мельчайшими подробностями их жизни и увлечений, играл с ними, рассказывал и читал, учил собирать и определять насекомых, но в то же время предоставлял им полную свободу и относился к ним по-товарищески.

В деловом отношении Дарвин был аккуратен до щепетильности. Счета свои он вёл очень тщательно, классифицировал их и в конце года подводил итоги, как купец. Отец оставил ему состояние, которого хватало на независимую и скромную жизнь.

Собственные книги давали ему значительный доход, чем Дарвин немало гордился не из любви к деньгам, а из-за сознания, что и он может зарабатывать свой хлеб. Дарвин нередко оказывал денежную помощь нуждающимся учёным, а в последние годы жизни, когда доходы его возросли, решил выделить часть своих денег на содействие развитию науки.

Терпение и упорство, с которыми Дарвин вёл свои работы, поразительны. Гипотеза «пангенезиса» — результат двадцатипятилетних размышлений над вопросом о причинах наследственности. Книгу «О выражении ощущений» он писал 33 года: в декабре 1839-го начал собирать материалы, а в 1872 году книга была напечатана. Один из опытов над земляными червями тянулся 29 лет. Двадцать один год, с 1837 по 1858 год, он разрабатывал вопрос о происхождении видов, прежде чем решился напечатать книгу.

Книга имела огромный успех и наделала много шума, так как противоречила традиционным представлениям о возникновении жизни на Земле. Одной из самых смелых мыслей было утверждение, что эволюция продолжалась многие миллионы лет. Это противоречило учению Библии о том, что мир был создан за шесть дней и с тех пор неизменен. В наши дни большинство учёных используют модернизированный вариант теории Дарвина для объяснения изменений в живых организмах. Некоторые же отвергают его теорию по религиозным мотивам.

Дарвин открыл, что организмы борются друг с другом за пищу и среду обитания. Он заметил, что даже в пределах одного вида есть особи с особыми признаками, увеличивающими их шансы на выживание. Потомство таких особей наследует эти признаки, и они постепенно становятся общими. Особи, не имеющие этих признаков, вымирают. Так, через много поколений весь вид приобретает полезные признаки. Этот процесс называют естественным отбором. Ему удалось решить величайшую проблему биологии: вопрос о происхождении и развитии органического мира. Можно сказать, что вся история биологических наук распадается на два периода: до Дарвина — бессознательное стремление к установке эволюционного принципа, и после Дарвина — сознательная разработка этого принципа, установленного в «Происхождении видов».

Одну из причин успеха теории нужно искать в достоинствах самой книги Дарвина. Недостаточно высказать идею, необходимо ещё и связать её с фактами, и эта часть задачи едва ли не самая трудная. Если бы Дарвин высказал свою мысль в общей форме, как Уоллес, она, конечно, не произвела бы и сотой доли своего действия. Но он проследил её до самых отдалённых последствий, связал с данными различных отраслей науки, подкрепил несокрушимой батареей фактов. Он не только открыл закон, но и показал, как этот закон проявляется в разнообразных сферах явлений.

Почти все исследования Дарвина, появившиеся после «Происхождения видов», представляют собой разработку тех или иных частных принципов его теории. Исключение составляют только книга о дождевых червях и несколько мелких заметок. Все остальные посвящены решению различных вопросов биологии — большею частью наиболее запутанных и сложных с точки зрения естественного отбора.

В 1862 году он опубликовал работу «Опыление орхидей», доказав, что растения приспосабливаются к окружающей среде не менее удивительным образом, чем животные.

На некоторое время он отдаёт свои научные пристрастия жизни растений, каждая из его последующих книг поражает коллег-ботаников. Труды «Насекомоядные растения» и «Карабкающиеся растения» появились одновременно в 1875 году.

Свой вклад Дарвин внёс и в будущую науку генетику, начав опыты по скрещиванию видов. Он доказал, что растения, которые получаются в результате скрещивания, оказываются более жизнеспособными и плодоносными, чем при простом самоопылении.

Практически каждая новая работа Дарвина становилась сенсацией в научном мире. Правда, не все они были приняты его современниками, как это случилось, например, с исследованием «Образование растительной почвы путём деятельности червей» (1881). В нём Дарвин объяснял пользу червей, которые перемешивают почву естественным путём. Сегодня, когда много размышляют о загрязнённости земли химическими удобрениями, эта проблема вновь приобрела свою актуальность.

Но его интересы не ограничивались только теоретическими исследованиями. В одной из своих работ он давал практические советы по выведению породистых английских боровов.

По мере того как его теория распространялась и результаты обнаруживались в бесчисленных работах, в быстром преобразовании всех отраслей знания, патентованные учёные, академические светила примирялись с заслугами великого натуралиста. В 1864 году он получил высшую награду, какой может удостоиться учёный в академии: Коплеевскую золотую медаль. В 1867 году Дарвину был пожалован прусский орден «Pour Ie merite», учреждённый Фридрихом Вильгельмом IV для награды за учёные и литературные заслуги. Боннский, Бреславльский, Лейденский университеты избрали его почётным доктором; Петербургская (1867), Берлинская (1878), Парижская (1878) академии — членом-корреспондентом.

Дарвин относился ко всем этим и другим официальным наградам с большим равнодушием. Он терял дипломы и должен был справляться у друзей, состоит ли он членом такой-то академии или нет.

Ум учёного не ослаб, не помрачился с годами, и лишь смерть прервала его могучую работу. Умер Дарвин 19 апреля 1882 года.

НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ПИРОГОВ

(1810–1881)

Будущий великий врач родился 13 (25) ноября 1810 года в Москве. Его отец служил казначеем. Иван Иванович Пирогов имел четырнадцать детей, большинство умерло в младенчестве; из шестерых оставшихся в живых Николай был самый юный.

Получить образование ему помог знакомый семьи — известный московский врач, профессор Московского университета Е. Мухин, который заметил способности мальчика и стал заниматься с ним индивидуально.

Когда Николаю исполнилось четырнадцать лет, он поступил на медицинский факультет Московского университета. Для этого ему пришлось прибавить себе два года, но экзамены он сдал не хуже своих старших товарищей. Пирогов учился легко. Кроме того, ему приходилось постоянно подрабатывать, чтобы помочь семье. Наконец, Пирогову удалось устроиться на должность прозектора в анатомическом театре. Эта работа дала ему бесценный опыт и убедила его в том, что он должен стать хирургом.

Закончив университет одним из первых по успеваемости, Пирогов направился для подготовки к профессорской деятельности в Дерптский университет. В то время этот университет считался лучшим в России. Здесь, в хирургической клинике, Пирогов проработал пять лет, блестяще защитил докторскую диссертацию и в двадцать шесть лет стал профессором хирургии.

Темой диссертации он избрал перевязку брюшной аорты, выполненную до того времени — и то со смертельным исходом — лишь однажды английским хирургом Эстли Купером. Выводы пироговской диссертации были одинаково важны и для теории, и для практики. Он первый изучил и описал топографию, то есть расположение брюшной аорты у человека, расстройства кровообращения при её перевязке, пути кровообращения при её непроходимости, объяснил причины послеоперационных осложнений. Он предложил два способа доступа к аорте: чрезбрюшинный и внебрюшинный. Когда всякое повреждение брюшины грозило смертью, второй способ был особенно необходим. Эстли Купер, в первый раз перевязавший аорту чрезбрюшинным способом, заявил, познакомившись с диссертацией Пирогова, что, доведись ему делать операцию вновь, он избрал бы уже иной способ. Это ли не высшее признание!

Когда Пирогов после пяти лет пребывания в Дерпте отправился в Берлин учиться, прославленные хирурги, к которым он ехал с почтительно склонённой головой, читали его диссертацию, поспешно переведённую на немецкий.

Учителя, более других сочетавшего в себе всё то, что искал в хирурге Пирогов, он нашёл не в Берлине, а в Гёттингене, в лице профессора Лангенбека. Гёттингенский профессор учил его чистоте хирургических приёмов. Он учил его слышать цельную и завершённую мелодию операции. Он показывал Пирогову, как приспосабливать движения ног и всего тела к действиям оперирующей руки. Он ненавидел медлительность и требовал быстрой, чёткой и ритмичной работы.

Возвращаясь домой, Пирогов тяжело заболел и был оставлен для лечения в Риге. Риге повезло: не заболей Пирогов, она не стала бы площадкой его стремительного признания. Едва Пирогов поднялся с госпитальной койки, он взялся оперировать. До города и прежде доходили слухи о подающем великие надежды молодом хирурге. Теперь предстояло подтвердить бежавшую далеко впереди добрую славу.

Он начал с ринопластики: безносому цирюльнику выкроил новый нос. Потом он вспоминал, что это был лучший нос из всех изготовленных им в жизни. За пластической операцией последовали неизбежные литотомии, ампутации, удаления опухолей. В Риге он впервые оперировал как учитель.

Из Риги он направился в Дерпт, где он узнал, что обещанную ему московскую кафедру отдали другому кандидату. Но ему повезло — Иван Филиппович Мойер передал ученику свою клинику в Дерпте.

Одно из самых значительных сочинений Пирогова — это завершённая в Дерпте «Хирургическая анатомия артериальных стволов и фасций». Уже в самом названии подняты гигантские пласты — хирургическая анатомия, наука, которую с первых, юношеских своих трудов творил, воздвигал Пирогов, и единственный камешек, начавший движение громад — фасции.

Фасциями до Пирогова почти не занимались: знали, что есть такие волокнистые фиброзные пластинки, оболочки, окружающие группы мышц или отдельные мышцы, видели их, вскрывая трупы, натыкались на них во время операций, рассекали ножом, не придавая им значения.

Пирогов начинает с очень скромной задачи: он берётся изучить направление фасциальных оболочек. Познав частное, ход каждой фасции, он идёт к общему и выводит определённые закономерности положения фасций относительно близлежащих сосудов, мышц, нервов, открывает определённые анатомические закономерности.

Всё, что открыл Пирогов, нужно ему не само по себе, всё это нужно ему, чтобы указать наилучшие способы производства операций, в первую очередь «найти правильный путь для перевязки той или иной артерии», как он говорит. Вот тут-то и начинается новая наука, созданная Пироговым — это хирургическая анатомия.

Зачем вообще хирургу анатомия, спрашивает он: только ли для того, чтобы знать строение человеческого тела? И отвечает: нет, не только! Хирург, объясняет Пирогов, должен заниматься анатомией не так, как анатом. Размышляя о строении человеческого тела, хирург ни на миг не может упускать из виду того, о чём анатом и не задумывается, — ориентиров, которые укажут ему путь при производстве операции.

Описание операций Пирогов снабдил рисунками. Ничего похожего на анатомические атласы и таблицы, которыми пользовались до него. Никаких скидок, никаких условностей — величайшая точность рисунков: пропорции не нарушены, сохранена и воспроизведена всякая веточка, всякий узелок, перемычка. Пирогов не без гордости предлагал терпеливым читателям проверить любую подробность рисунков в анатомическом театре. Он не знал ещё, что впереди у него новые открытия, высшая точность…

А пока он отправляется во Францию, куда пятью годами раньше, после профессорского института, его не пожелало отпустить начальство. В парижских клиниках он схватывает кое-какие занятные частности и не находит ничего неведомого. Любопытно: едва оказавшись в Париже, он поспешил к известному профессору хирургии и анатомии Вельпо и застал его за чтением «Хирургической анатомии артериальных стволов и фасций»…

В 1841 году Пирогов был приглашён на кафедру хирургии в Медико-хирургическую академию Петербурга. Здесь учёный проработал более десяти лет и создал первую в России хирургическую клинику. В ней он основал ещё одно направление медицины — госпитальную хирургию.

Он приехал в столицу победителем. В аудиторию, где он читает курс хирургии, набивается человек триста, не менее: теснятся на скамьях не только медики, послушать Пирогова являются студенты других учебных заведений, литераторы, чиновники, военные, художники, инженеры, даже дамы. О нём пишут газеты и журналы, сравнивают его лекции с концертами прославленной итальянки Анжелики Каталани, то есть с божественным пением сравнивают его речь о разрезах, швах, гнойных воспалениях и результатах вскрытий.

Николая Ивановича назначают директором Инструментального завода, и он соглашается. Теперь он придумывает инструменты, которыми любой хирург сделает операцию хорошо и быстро. Его просят принять должность консультанта в одной больнице, в другой, в третьей, и он опять соглашается.

Но не только благожелатели окружают учёного. Немало у него завистников и врагов, которым претит рвение и фанатизм врача. На втором году петербургской жизни Пирогов тяжело заболел, отравленный госпитальными миазмами и дурным воздухом мертвецкой. Полтора месяца не мог подняться. Он жалел себя, растравлял душу горестными раздумьями о прожитых без любви годах и одинокой старости.

Он перебирал в памяти всех, кто мог бы принести ему семейную любовь и счастье. Самой подходящей из них показалась ему Екатерина Дмитриевна Березина, девушка из родовитой, но развалившейся и сильно обедневшей семьи. Состоялось торопливое скромное венчание.

Пирогову было некогда — великие дела ждали его. Он попросту запер жену в четырёх стенах нанятой и, по советам знакомых, обставленной квартиры. В театр не возил, потому что допоздна пропадал в театре анатомическом, на балы с ней не ездил, потому что балы — безделье, отбирал у неё романы и подсовывал ей взамен учёные журналы. Пирогов ревниво отстранял жену от подруг, потому что она должна была всецело принадлежать ему, как он всецело принадлежит науке. А женщине, наверное, было слишком много и слишком мало одного великого Пирогова.

Екатерина Дмитриевна умерла на четвёртом году супружества, оставив Пирогову двух сыновей: второй стоил ей жизни.

Но в тяжкие для Пирогова дни горя и отчаяния случилось великое событие — высочайше был утверждён его проект первого в мире Анатомического института.

16 октября 1846 года произошло первое испытание эфирного наркоза. И он быстро стал завоёвывать мир. В России первую операцию под наркозом сделал 7 февраля 1847 года товарищ Пирогова по профессорскому институту, Фёдор Иванович Иноземцев. Он возглавлял кафедру хирургии Московского университета.

Николай Иванович первую операцию с применением обезболивания сделал на неделю позже. Но Иноземцев с февраля по ноябрь 1847 года сделал под наркозом восемнадцать операций, а Пирогов уже к маю 1847 года получил результаты пятидесяти. За год в тринадцати городах России было совершено шестьсот девяносто операций под наркозом. Триста из них пироговские!

Вскоре Николай Иванович принял участие в военных действиях на Кавказе. Здесь, в ауле Салты, он впервые в истории медицины начал оперировать раненых с эфирным обезболиванием. Всего великий хирург провёл около 10 000 операций под эфирным наркозом.

Как-то раз, проходя по рынку, Пирогов увидел, как мясники распиливают на части коровьи туши. Учёный обратил внимание на то, что на срезе хорошо видно расположение внутренних органов. Через некоторое время он испробовал этот способ в анатомическом театре, распиливая специальной пилой замороженные трупы. Сам Пирогов это называл «ледяной анатомией». Так родилась новая медицинская дисциплина — топографическая анатомия.

С помощью изготовленных подобным образом распилов Пирогов составил первый анатомический атлас, ставший незаменимым руководством для врачей-хирургов. Теперь они получили возможность оперировать, нанося минимальные травмы больному. Этот атлас и предложенная Пироговым методика стали основой всего последующего развития оперативной хирургии.

После смерти Екатерины Дмитриевны Пирогов остался один. «У меня нет друзей», — признавался он с обычной прямотой. А дома его ждали мальчики, сыновья, Николай и Владимир. Пирогов дважды неудачно пытался жениться по расчёту, чего он не считал нужным скрывать от себя самого, от знакомых, похоже, что и от девиц, намечаемых в невесты.

В небольшом кружке знакомых, где Пирогов иногда проводил вечера, ему рассказали про двадцатидвухлетнюю баронессу Александру Антоновну Бистром, восторженно читающую и перечитывающую его статью об идеале женщины. Девушка чувствует себя одинокой душой, много и серьёзно размышляет о жизни, любит детей. В разговоре её называли «девушкой с убеждениями».

Пирогов сделал баронессе Бистром предложение. Она согласилась. Собираясь в имение родителей невесты, где предполагалось сыграть незаметную свадьбу, Пирогов, заранее уверенный, что медовый месяц, нарушив привычные его занятия, сделает его вспыльчивым и нетерпимым, просил Александру Антоновну подобрать к его приезду увечных бедняков, нуждающихся в операции: работа усладит первую пору любви!

Когда в 1853 году началась Крымская война, Николай Иванович счёл своим гражданским долгом отправиться в Севастополь. Он добился назначения в действующую армию. Оперируя раненых, Пирогов впервые в истории медицины применил гипсовую повязку, которая позволила ускорить процесс заживления переломов и избавила многих солдат и офицеров от уродливого искривления конечностей.

Важнейшей заслугой Пирогова является внедрение в Севастополе сортировки раненых: одним операцию делали прямо в боевых условиях, других эвакуировали вглубь страны после оказания первой помощи. По его инициативе в русской армии была введена новая форма медицинской помощи — появились сёстры милосердия. Таким образом, именно Пирогов заложил основы военно-полевой медицины.

После падения Севастополя Пирогов вернулся в Петербург, где на приёме у Александра II доложил о бездарном руководстве армией князем Меншиковым. Царь не захотел прислушаться к советам Пирогова, и с этого момента Николай Иванович впал в немилость.

Он ушёл из Медико-хирургической академии. Назначенный попечителем Одесского и Киевского учебных округов, Пирогов пытается изменить существовавшую в них систему школьного образования. Естественно, его действия привели к конфликту с властями, и учёному пришлось оставить свой пост.

На некоторое время Пирогов поселился в своём имении Вишня неподалёку от Винницы, где организовал бесплатную больницу. Он выезжал оттуда только за границу, а также по приглашению Петербургского университета для чтения лекций. К этому времени Пирогов уже был членом нескольких иностранных академий.

В мае 1881 года в Москве и Петербурге торжественно отмечали пятидесятилетие научной деятельности Пирогова. С приветствием к нему обратился великий русский физиолог Сеченов. Однако в это время учёный уже был неизлечимо болен, и 23 ноября (5 декабря) 1881 года он умер в своём имении.

Значение деятельности Пирогова состоит в том, что своим самоотверженным и часто бескорыстным трудом он превратил хирургию в науку, вооружив врачей научно обоснованной методикой оперативного вмешательства.

Незадолго до смерти учёный сделал ещё одно открытие — предложил совершенно новый способ бальзамирования умерших. До наших дней в церкви села Вишня (ныне часть Винницы) хранится набальзамированное этим способом тело самого Пирогова.

Память о великом хирурге сохраняется и сейчас. Ежегодно в день его рождения присуждаются премия и медаль его имени за достижения в области анатомии и хирургии. В доме, где жил Пирогов, открыт музей истории медицины, кроме того, его именем названы некоторые медицинские учреждения и городские улицы.

НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ ЗИНИН

(1812–1880)

Основатель анилинокрасочной промышленности в Германии химик Август Гофман на заседании Немецкого химического общества 8 марта 1880 года заявил: «Если бы Зинин не научил нас ничему более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда его имя осталось бы записанным золотыми буквами в историю химии».

Николай Зинин родился 13 (25) августа 1812 года. Сначала он занимался в саратовской гимназии. Жаждущий знаний юноша читал всё, что попадалось ему под руку в провинциальном Саратове. После окончания гимназии он едет поступать в Казанский университет. Ректор университета Николай Иванович Лобачевский распорядился предоставить Зинину общежитие. И в тот же день ворота университета закрылись, был наложен строжайший карантин: грозная тень эпидемии уже нависла над городом.

Зинин блестяще выдержал приёмный экзамен и был зачислен на казённый счёт студентом на отделение физических и математических наук.

24 ноября 1830 года — первый учебный день в университете, который положил начало новой жизни — жизни, всецело отданной науке. Профессор математики Лобачевский и профессор астрономии Иван Михайлович Симонов в первые же дни занятий обратили внимание на способного юношу. В университете, как правило, учились дети обеспеченных родителей. Они стремились получить диплом, а наука их особенно не интересовала. Главным для них было сдать экзамен.

На фоне общей студенческой массы фигура Зинина резко выделялась. Такие работоспособные и стремящиеся к знаниям студенты встречались редко. Профессора всячески содействовали им; они старались оставлять таких студентов ассистентами в университете, поручив им разрабатывать какую-нибудь тему.

Получил диссертационную тему и Зинин: «Исследование возмущений правильного движения планет, комет и спутников под влиянием других небесных тел».

Три года учения в университете прошли незаметно. Зинин был введён в состав Академического совета «в силу исключительных способностей и вероятности стать отличным научным работником».

17 апреля 1835 года начались магистерские экзамены. Академический совет счёл все ответы Зинина удовлетворительными. Вскоре он получил тему магистерской диссертации. Николай никак не ожидал, что ему будет предложена тема по химии. Зинин встретил это сообщение с огорчением и явным недоумением: он считал себя математиком, но отнюдь не химиком.

— У вас большие возможности, — убеждал его Лобачевский. — Если вы блестяще справляетесь с математикой, преуспеете и в химии. У нас большая потребность в химиках.

Железная логика Лобачевского поколебала сомнения Зинина. Николай Николаевич восхищался великим математиком. Зинин согласился и поехал учиться за границу.

Когда весной 1837 года Зинин приехал в Берлин, он уже свободно владел тремя европейскими языками. Здесь он слушал специальный курс физиологической химии, читаемый профессором Мюллером, посещал лекции по математике и лекции по медицине.

Затем Николай перебрался в Гессен к известному химику Либиху. В лаборатории Либиха царила атмосфера творчества и неустанного поиска. Все работали самоотверженно и увлечённо. Новое открытие радовало всех. Каждое утро Либих выслушивал отчёты сотрудников о работе за прошедший день, давал оценку результатам, но путь решения проблем стажёры должны были искать самостоятельно.

Работа с бензойной кислотой увлекла Зинина. Хотя научные исследования занимали его целиком, Зинин выкраивал время на посещение лекций Либиха по экспериментальной химии, а также занятий по аналитической химии. Через несколько месяцев Зинин познал радость первого успеха.

Изучая влияние различных реагентов на масло горького миндаля (бензальдегида), он открыл лёгкий и простой способ превращения этого вещества в бензоин. Описание этого исследования и явилось первой научной публикацией Зинина, которая была напечатана в издаваемых Либихом «Анналах» в 1839 году. В следующем году он опубликовал статью «О продуктах, полученных разложением масла горьких миндалей». Химия увлекала учёного всё больше и больше.

В сентябре 1840 года Зинин вернулся в Россию, а 30 января 1841 года в Петербурге Зинин защитил докторскую диссертацию и получил степень доктора естественных наук.

После защиты молодой учёный вернулся в Казань. В работе, в общении с друзьями текли дни, но, оставаясь наедине с собой, он остро ощущал одиночество. Квартирная хозяйка окружала его заботами, и часто по вечерам Зинин заходил в её комнату выпить чаю и поговорить. Постепенно привязанность росла, и мысль о женитьбе стала сама собой разумеющейся. С женитьбой жизнь Зинина упорядочилась, и заботы о быте уже не отвлекали его. Теперь всё своё время и силы учёный отдавал науке.

По утрам он работал в библиотеке, читал лекции, заканчивал неотложные дела. После обеда вёл занятия со студентами в лаборатории. В это время и производили «сжигания» — так называли анализ органических веществ, разработанный Либихом. В дни, отведённые для «сжиганий», слуга Фёдор с раннего утра закладывал в печи древесный уголь. Зинин появлялся в лаборатории около двух часов, студенты и помощники уже ждали его.

В то время его занимала одна проблема: какое вещество получается при обработке нитробензола сероводородом. Идея этих исследований родилась ещё в Гессене. Масло горького миндаля, нитробензол и ряд других производных бензола, как и сам бензол, — сильно реакционноспособные вещества. Зинин задался целью изучить возможности их взаимодействия с другими веществами. Подвергая их обработке сероводородом или раствором сульфида натрия, Зинин предполагал получить продукт, содержащий серу. Однако, к его удивлению, бесцветная жидкость, образовавшаяся после взаимодействия нитробензола с сероводородом, не содержала даже следов серы.

Зинин подошёл к шкафу, открыл склянку с жёлтой маслянистой жидкостью и осторожно понюхал. Странно… Запах напоминал ему жидкость, которую он уже видел в лаборатории Фрицше. Неужели это анилин? Но анилин, полученный Фрицше, был окрашен в тёмно-коричневый цвет…

Зинин поставил склянку в шкаф и отправился домой, но мысль о полученном веществе не покидала его. В статье, опубликованной в 1842 году в «Бюллетене Академии наук» в Петербурге, он изложил метод получения нового вещества, названного им «бензидам». Зинин послал Фрицше ампулу с полученной жидкостью для сравнения с веществом, которое выделил Фрицше. Через несколько недель пришёл ответ. Оба вещества идентичны. Зинин сделал большое открытие. До сих пор анилин получали как продукт разложения разнообразных природных веществ. Отныне доказано, что анилин можно получать простым способом — восстановлением нитробензола сероводородом.

Открытие Зинина вызвало большой интерес у учёных Европы, статью с изложением метода получения «бензидама» опубликовали многие европейские химические журналы. Ранее анилин не имел практического применения, но реакция, открытая Зининым, давала возможность широко использовать это вещество. Метод получения ароматических аминов восстановлением нитросоединений сероводородом сейчас называется «реакцией Зинина». Спустя несколько лет оба вещества, анилин и нафталидам (так Зинин назвал нафтиламин), описанные в этой статье, стали основой промышленного производства анилиновых красителей.

Зинин продолжал изучать возможности открытой им реакции, применив её к моно- и динитропроизводным бензола, к нитрокислотам. Во всех случаях исходное нитросоединение превращалось в аминопроизводное. Позже Зинин пытался распространить реакцию и на некоторые нитрированные ациклические углеводороды. В 1845 году Зинин синтезировал азоксибензол, затем гидразобензол, который в кислой среде превращается в бензидин.

За все годы, проведённые в Казани, Зинина не покидала мысль о переезде в Петербург. Он считал дни до истечения указанного в обязательстве срока его работы в Казанском университете. После неожиданного несчастья, постигшего Зинина, решение созрело окончательно. С некоторых пор жена его начала худеть, бледнеть и задыхаться в приступах сухого кашля. Диагноз не оставлял сомнений — чахотка. У тихой и слабой женщины не было воли бороться со страшным недугом, она сразу признала себя обречённой и угасла в течение нескольких недель.

Петербургские друзья пришли на помощь Николаю Николаевичу. Известный хирург П. А. Дубовицкий сообщил Зинину, что кафедра химии в Медико-хирургической академии в Петербурге вакантна. Подготовив необходимые документы, Зинин отправился в столицу. В конце января 1848 года он был назначен ординарным профессором химии.

Приступив к работе, Зинин сразу внёс большие изменения в учебные программы Медико-хирургической академии. По мнению учёного, физиологические процессы в организме — это процессы химические и физические и потому настоящий врач должен хорошо знать химию и физику. Этим предметам уделялось теперь столь значительное место в программе, что петербургские остряки стали называть Медико-хирургическую академию медико-химической.

Однажды в ложе петербургского оперного театра Зинин оказался рядом с молодой красивой дамой. Фрицше представил даме Николая Николаевича. Зинин учтиво поклонился, но улыбка соседки его несколько смутила. Встреча эта не прошла бесследно. Не решаясь признаться самому себе, что эта женщина произвела на него впечатление, Зинин постоянно возвращался мыслями к Елизавете Александровне… Через несколько месяцев она стала его женой.

С женитьбой жизнь в Петербурге стала для Зинина ещё более интересной и наполненной. Он продолжал исследования нитропроизводных. В этой работе ему помогал В. Ф. Петрушевский, преподававший химию в военных училищах Петербурга. В 1853–1854 годах они разработали способ пропитки чёрного пороха нитроглицерином. Позднее Петрушевский открыл динамит с углекислой магнезией, названный «русским динамитом Петрушевского».

Как член-корреспондент Академии наук (Зинин был избран 2 мая 1858 года) он употребил всё своё влияние на то, чтобы добиться выделения средств на строительство помещения и лаборатории для химического отделения в академии. Средства, в конце концов, были отпущены, и строительство пошло быстрыми темпами.

После тридцатилетия государственной службы Зинин по закону должен был выйти на пенсию. Вместо него с 1862 года начал читать лекции по органической химии Бородин, а Николай Николаевич ещё в течение двух лет продолжал выполнять обязанности секретаря Учёного совета. Затем Учёный совет освободил его от этой обязанности, но, для того чтобы Зинин мог остаться в академии, утвердил специальную должность директора химических работ. Спустя год Зинина избрали действительным членом Академии наук.

Большой вклад Зинина в развитие органической химии получил заслуженную оценку. Он был избран членом жюри международной выставки в Париже, куда ездил вместе с Фрицше и Якоби. Научная общественность Парижа тепло встретила русского учёного. Учёные многих стран искали с ним встречи, приходили познакомиться, пожать ему руку, поздравить. Знаменитая реакция, впервые осуществлённая Зининым, через два десятилетия дала невиданный толчок развитию анилинокрасочной промышленности.

В 1868 году по инициативе Николая Николаевича в Петербурге было основано Русское химическое общество, и Зинин был избран его председателем.

Зинин всячески стремился поддерживать и выдвигать способных учеников. Среди них были А. П. Бородин, Н. Н. Бекетов, А. Н. Энгельгардт, Л. Н. Шишков. Ещё работая в Казани, он заметил исключительные способности молодого учёного Александра Бутлерова и в дальнейшем сделал всё, чтобы его ученик был переведён в Петербург и получил место профессора. После смерти академика Фрицше, опять-таки по настоянию Зинина, на его место был назначен Бутлеров. По уставу академии Александр Михайлович даже занял квартиру Фрицше. Тесная дружеская связь между учителем и учеником помогала в работе обоим. Часто Зинин заходил в лабораторию Бутлерова посоветоваться, обменяться мнением.

Несмотря на преклонный возраст, Зинин продолжал работать с юношеским энтузиазмом. Теперь предметом его исследований были бензоин, бензамарон и амаровая кислота. Он подробно изучил свойства этих веществ, их производных, способы получения и реакции их превращения в другие вещества. Отдыхал Зинин необычно — он с наслаждением читал математические работы. Любовь к математике осталась на всю жизнь.

Как-то весной 1879 года, находясь в лаборатории Бутлерова, учёный почувствовал страшную боль в пояснице. Перехватило дыхание, закружилась голова, и Николай Николаевич рухнул на ступеньки.

Блуждающая почка, которая мучила его ещё со времени школьной травмы, теперь стала причинять невыразимые страдания. Лечил его Сергей Петрович Боткин и ассистент Боткина Александр Александрович Загумени, муж старшей дочери Зинина. Они рекомендовали полный покой, поскольку сильные боли могли оказаться роковыми.

Печальные прогнозы оправдались: во время одного из таких приступов сердце не выдержало… Это случилось 6 (18) февраля 1880 года.

ГЕРМАН ГЕЛЬМГОЛЬЦ

(1821–1894)

Герман Гельмгольц — один из величайших учёных XIX века. Физика, физиология, анатомия, психология, математика… В каждой из этих наук он сделал блестящие открытия, которые принесли ему мировую славу.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц родился 31 августа 1821 года в семье потсдамского учителя гимназии. По желанию отца, в 1838 году Герман поступил в военно-медицинский институт Фридриха Вильгельма для изучения медицины. Под влиянием знаменитого физиолога Иоганна Мюллера, Гельмгольц посвятил себя изучению физиологии и по прослушании курса института защитил в 1842 году докторскую диссертацию, посвящённую строению нервной системы. В этой работе двадцатидвухлетний врач впервые доказал существование целостных структурных элементов нервной ткани, получивших позднее название нейронов.

В том же году Герман назначается ординатором в больницу в Берлине. С 1843 года начался служебный путь Гельмгольца в качестве потсдамского военного врача. Жил он в казарме и вставал в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Но эскадронный хирург гусарского полка находил время и для занятий наукой. В 1845 году он прощается с военной службой и едет в Берлин для подготовки к государственным экзаменам на звание врача. Гельмгольц усердно занимается в домашней физической лаборатории Густава Магнуса.

А. Г. Столетов, чутко уловивший перелом в научном развитии Германии в сороковых годах, писал: «Домашняя лаборатория Магнуса — первый пример физической лаборатории — становится рассадником физиков-экспериментаторов». Впоследствии воспитанник этой лаборатории Гельмгольц становится преемником Магнуса и переносит лабораторию в здание Берлинского университета, где она превращается в мировой научный центр.

Другим учителем Гельмгольца в Берлине был Иоганн Мюллер. Много позднее 2 ноября 1871, на чествовании Гельмгольца по случаю его семидесятилетия он произнёс речь, в которой охарактеризовал свой научный путь. Он указал, что под влиянием Иоганна Мюллера заинтересовался вопросом о загадочном существе жизненной силы. Размышляя над этой проблемой, Гельмгольц в последний год студенчества пришёл к выводу, что теория жизненной силы «приписывает всякому живому телу свойства так называемого perpetuum mobile». Гельмгольц был знаком с проблемой вечного двигателя со школьных лет, а в студенческие годы «в свободные минуты… разыскивал и просматривал сочинения Даниила Бернулли, Даламбера и других математиков прошлого столетия». «Таким образом, я, — говорил Гельмгольц, — натолкнулся на вопрос: „Какое отношение должно существовать между различными силами природы, если принять, что perpetuum mobile вообще невозможен?“ — и далее: „Выполняются ли в действительности все эти отношения?“»

В журнале Мюллера Гельмгольц опубликовал в 1845 году работу «О расходовании вещества при действии мышц». В том же 1845 году молодые учёные, группировавшиеся вокруг Магнуса и Мюллера, образовали Берлинское физическое общество. В него вошёл и Гельмгольц. С 1845 года общество, превратившееся в дальнейшем в Немецкое физическое общество, стало издавать первый реферативный журнал «Успехи физики».

Научное развитие Гельмгольца происходило, таким образом, в благоприятной обстановке возросшего интереса к естествознанию в Берлине. Уже в первом томе «Успехов физики, 1845», вышедшем в Берлине в 1847 году, был напечатан обзор, выполненный Гельмгольцем по теории физиологических тепловых явлений. 23 июля 1847 года он сделал на заседании Берлинского физического общества доклад «О сохранении силы». В том же году он был опубликован отдельной брошюрой.

Авторитеты в то время «были склонны отвергать справедливость закона; среди той ревностной борьбы, какую они вели с натурфилософией Гегеля, и моя работа была сочтена за фантастическое умствование…». Однако Гельмгольц не был одинок, его поддержала научная молодёжь, и, прежде всего, будущий знаменитый физиолог Дюбуа Реймон и молодое Берлинское физическое общество.

Что же касается отношения его к работам предшественников Майера и Джоуля, то Гельмгольц неоднократно признавал приоритет Майера и Джоуля, подчёркивая, однако, что с работой Майера он не был знаком, а работы Джоуля знал недостаточно.

В отличие от своих предшественников он связывает закон с принципом невозможности вечного двигателя. Материю Гельмгольц рассматривает как пассивную и неподвижную. Для того чтобы описать изменения, происходящие в мире, её надо наделить силами как притягательными, так и отталкивательными. «Явления природы, — говорит Гельмгольц, — должны быть сведены к движениям материи с неизменными движущими силами, которые зависят только от пространственных взаимоотношений».

Таким образом, мир, по Гельмгольцу, — это совокупность материальных точек, взаимодействующих друг с другом с центральными силами. Силы эти консервативны, и Гельмгольц во главу своего исследования ставит принцип сохранения живой силы. Принцип Майера «из ничего ничего не бывает» Гельмгольц заменяет более конкретным положением, что «невозможно при существовании любой произвольной комбинации тел получать непрерывно из ничего движущую силу».

Принцип сохранения живой силы в его формулировке гласит: «Если любое число подвижных материальных точек движется только под влиянием таких сил, которые зависят от взаимодействия точек друг на друга или которые направлены к неподвижным центрам, то сумма живых сил всех взятых вместе точек останется одна и та же во все моменты времени, в которые все точки получают те же самые относительные положения друг по отношению к другу и по отношению к существующим неподвижным центрам, каковы бы ни были их траектории и скорости в промежутках между соответствующими моментами».

Сформулировав этот принцип, Гельмгольц рассматривает его применения в различных частных случаях. Рассматривая электрические явления, Гельмгольц находит выражение энергии точечных зарядов и показывает физическое значение функции, названной Гауссом потенциалом. Далее он вычисляет энергию системы заряженных проводников и показывает, что при разряде лейденских банок выделяется теплота, эквивалентная запасённой электрической энергии. Он показал при этом, что разряд является колебательным процессом и электрические колебания «делаются всё меньше и меньше, пока наконец живая сила не будет уничтожена суммой сопротивлений».

Затем Гельмгольц рассматривает гальванизм. Гельмгольц разбирает энергетические процессы в гальванических источниках, в термоэлектрических явлениях, положив начало будущей термодинамической теории этих явлений. Рассматривая магнетизм и электромагнетизм, Гельмгольц, в частности, даёт свой известный вывод выражения электродвижущей силы индукции, исходя из исследований Неймана и опираясь на закон Ленца.

В своём сочинении Гельмгольц в отличие от Майера уделяет главное внимание физике и лишь очень бегло и сжато говорит о биологических явлениях. Тем не менее именно это сочинение открыло Гельмгольцу дорогу к кафедре физиологии и общей патологии медицинского факультета Кёнигсбергского университета, где он в 1849 году получил должность экстраординарного профессора.

Эту должность Гельмгольц занимал до 1855 года, когда он перешёл профессором анатомии и физиологии в Бонн. В 1858 году Гельмгольц становится профессором физиологии в Гейдельберге, где он много и успешно занимался физиологией зрения. Эти исследования существенно обогатили область знания и практическую медицину. Итогом этих исследований явилась знаменитая «Физиологическая оптика» Гельмгольца, первый выпуск которой вышел в 1856 году, второй — в 1860 году, а третий — в 1867 году.

Глаз — один из замечательнейших органов нашего тела. О его работе знали и раньше, сравнивали её с работой фотографического аппарата. Но для полного выяснения даже только физической стороны зрения мало грубого сравнения с фотокамерой. Нужно решить ряд сложных задач из области не только физики, но и физиологии и даже психологии. Разрешать их приходилось на живом глазу, и Гельмгольц сумел сделать это. Он построил особый, изумительный по своей простоте аппарат (офтальмометр), который позволял измерять кривизну роговой оболочки задней и передней поверхности хрусталика. Так было изучено преломление лучей в глазу.

Мы видим предметы окрашенными в тот или иной цвет, наше зрение цветное. Что лежит в его основе? Изучение глаза показало, что сетчатка имеет три основных светоощущающих элемента: один из них сильнее всего раздражается красными лучами, другой — зелёными, третий — синими. Любой цвет вызывает более сильное раздражение одного из элементов и более слабое остальных. Комбинации раздражений создают всю ту игру цветов, которую мы видим вокруг себя.

Чтобы исследовать дно живого глаза, Гельмгольц изготовил особый прибор: глазное зеркало (офтальмоскоп). Этот прибор давно уже стал обязательным снаряжением каждого глазного врача.

Гельмгольц сделал очень много для изучения глаза и зрения: создал физиологическую оптику — науку о глазе и зрении.

Здесь же, в Гейдельберге, Гельмгольц проводил свои классические исследования по скорости распространения нервного возбуждения. Лягушки для препарирования много раз побывали на лабораторном столе учёного. Он изучал на них скорость распространения возбуждения по нерву. Нерв получал раздражение током, вызванное возбуждение достигало мышцы, и она сокращалась. Зная расстояния между этими двумя точками и разницу во времени, можно высчитать скорость распространения возбуждения по нерву. Она оказалась совсем небольшой, всего от 30 до 100 м/с.

Как будто совсем простой опыт. Он и выглядит простым теперь, когда Гельмгольц его разработал. А до него утверждали, что измерить эту скорость нельзя: она есть проявление таинственной «жизненной силы», не поддающейся измерениям.

Не меньше Гельмгольц сделал и для изучения слуха и уха (физиологическая акустика). В 1863 году вышла его книга «Учение о звуковых ощущениях как физиологическая основа акустики».

И здесь до исследований Гельмгольца многое, связанное со слухом, было изучено очень слабо. Знали, как возникает и распространяется звук, но очень мало было известно о тех воздействиях, которые оказывают звуки на способные колебаться предметы. Гельмгольц раньше всех занялся этим сложным явлением. Создав теорию резонанса, он создал затем на её основе учение о слуховых ощущениях, о нашем голосе, о музыкальных инструментах. Изучая явления колебаний, Гельмгольц разработал и ряд вопросов, имеющих огромное значение для теории музыки, дал анализ причин музыкальной гармонии.

На примере Гельмгольца видно, какое огромное значение имеет широта кругозора учёного, богатство и разнообразие его знаний и интересов. Там же, в Гейдельберге, вышли его классические работы по гидродинамике и основаниям геометрии.

С марта 1871 года Гельмгольц становится профессором Берлинского университета. Он создаёт физический институт, в который приезжали работать физики всего мира.

С переездом в Берлин Гельмгольц посвящает себя исключительно физике, причём изучает её наиболее сложные области: электродинамику, в которой, исходя из идей Фарадея, разрабатывает собственную теорию, затем гидродинамику и явления электролиза в связи с термохимией. Особенно замечательны его работы по гидродинамике, начатые ещё в 1858 году, в которых Гельмгольц даёт теорию вихревого движения и течения жидкости и в которых ему удаётся решить несколько весьма трудных математических задач. В 1882 году Гельмгольц формулирует теорию свободной энергии, в которой решает вопрос о том, какая часть полной молекулярной энергии некой системы может превратиться в работу. Эта теория имеет в термохимии то же значение, что принцип Карно в термодинамике.

В 1883 году император Вильгельм жалует Гельмгольцу дворянское звание. В 1884 году Гельмгольц публикует теорию аномальной дисперсии, а немного позже несколько важных работ по теоретической механике. К этому же времени относятся работы по метеорологии.

В 1888 году Гельмгольц назначается директором вновь учреждённого правительственного физико-технического института в Шарлотенбурге — Центра немецкой метрологии, в организации которого он принимал самое активное участие. В то же время учёный продолжает читать лекции теоретической физики в университете.

У Гельмгольца было много учеников; его лекции слушали тысячи студентов. Поработать в его лаборатории, поучиться искусству эксперимента приезжали многие молодые учёные. Его учениками могут считаться многие русские учёные — физиологи Е. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварыкин, И. Сеченов, физики П. Лебедев, П. Зидов, Р. Колли, А. Соколов, Н. Шиддер.

К сожалению, не только радостные события ждали Гельмгольца в старости. Его сын Роберт, подававший большие надежды молодой физик безвременно скончался в 1889 году, оставив работу о лучеиспускании горящих газов.

Самые последние работы учёного, написанные в 1891–1892 годах, относятся к теоретической механике.

Умер Гельмгольц 8 сентября 1894 года.

ГРЕГОР МЕНДЕЛЬ

(1822–1884)

Основоположником науки о наследственности — генетики по праву считается австро-венгерский учёный Грегор Мендель. Работа исследователя, «переоткрытая» только в 1900 году, принесла посмертную славу Менделю и послужила началом новой науки, которую несколько позже назвали генетикой. До конца семидесятых годов XX века генетика в основном двигалась по пути, проложенному Менделем, и только когда учёные научились читать последовательность нуклеиновых оснований в молекулах ДНК, наследственность стали изучать не с помощью анализа результатов гибридизации, а опираясь на физико-химические методы.

Грегор Иоганн Мендель родился в Гейнцендорфе, что в Силезии, 20 июля 1822 года в семье крестьянина. В начальной школе он обнаружил выдающиеся математические способности и по настоянию учителей продолжил образование в гимназии небольшого, находящегося поблизости городка Опава. Однако на дальнейшее обучение Менделя денег в семье недоставало. С большим трудом их удалось наскрести на завершение гимназического курса. Выручила младшая сестра Тереза: она пожертвовала скоплённым для неё приданым. На эти средства Мендель смог проучиться ещё некоторое время на курсах по подготовке в университет. После этого средства семьи иссякли окончательно.

Выход предложил профессор математики Франц. Он посоветовал Менделю вступить в августинский монастырь города Брно. Его возглавлял в то время аббат Кирилл Напп — человек широких взглядов, поощрявший занятия наукой. В 1843 году Мендель поступил в этот монастырь и получил имя Грегор (при рождении ему было дано имя Иоганн). Через четыре года монастырь направил двадцатипятилетнего монаха Менделя учителем в среднюю школу. Затем с 1851 по 1853 год он изучал естественные науки, особенно физику, в Венском университете, после чего стал преподавателем физики и естествознания в реальном училище города Брно.

Его педагогическую деятельность, продолжавшуюся четырнадцать лет, высоко ценили и руководство училища, и ученики. По воспоминаниям последних, он считался одним из любимейших учителей. Последние пятнадцать лет жизни Мендель был настоятелем монастыря.

С юности Грегор интересовался естествознанием. Будучи скорее любителем, чем профессиональным учёным-биологом, Мендель постоянно экспериментировал с различными растениями и пчёлами. В 1856 году он начал классическую работу по гибридизации и анализу наследования признаков у гороха.

Мендель трудился в крохотном, менее двух с половиною соток, монастырском садике. Он высевал горох на протяжении восьми лет, манипулируя двумя десятками разновидностей этого растения, различных по окраске цветков и по виду семян. Он проделал десять тысяч опытов. Своим усердием и терпением он приводил в немалое изумление помогавших ему в нужных случаях партнёров — Винкельмейера и Лиленталя, а также садовника Мареша, весьма склонного к выпивке. Если Мендель и давал пояснения своим помощникам, то вряд ли они могли его понять.

Неторопливо текла жизнь в монастыре Святого Томаша. Нетороплив был и Грегор Мендель. Настойчив, наблюдателен и весьма терпелив. Изучая форму семян у растений, полученных в результате скрещиваний, он ради уяснения закономерностей передачи лишь одного признака («гладкие — морщинистые») подверг анализу 7324 горошины. Каждое семя он рассматривал в лупу, сравнивая их форму и делая записи.

С опытов Менделя начался другой отсчёт времени, главной отличительной чертой которого стал опять же введённый Менделем гибридологический анализ наследственности отдельных признаков родителей в потомстве. Трудно сказать, что именно заставило естествоиспытателя обратиться к абстрактному мышлению, отвлечься от голых цифр и многочисленных экспериментов. Но именно оно позволило скромному преподавателю монастырской школы увидеть целостную картину исследования; увидеть её лишь после того, как пришлось пренебречь десятыми и сотыми долями, обусловленными неизбежными статистическими вариациями. Только тогда буквенно «помеченные» исследователем альтернативные признаки открыли ему нечто сенсационное: определённые типы скрещивания в разном потомстве дают соотношение 3:1, 1:1, или 1:2:1.

Мендель обратился к работам своих предшественников за подтверждением мелькнувшей у него догадки. Те, кого исследователь почитал за авторитеты, пришли в разное время и каждый по-своему к общему заключению: гены могут обладать доминирующими (подавляющими) или рецессивными (подавляемыми) свойствами. А раз так, делает вывод Мендель, то комбинация неоднородных генов и даёт то самое расщепление признаков, что наблюдается в его собственных опытах. И в тех самых соотношениях, что были вычислены с помощью его статистического анализа. «Проверяя алгеброй гармонию» происходящих изменений в полученных поколениях гороха, учёный даже ввёл буквенные обозначения, отметив заглавной буквой доминантное, а строчной — рецессивное состояние одного и того же гена.

Мендель доказал, что каждый признак организма определяется наследственными факторами, задатками (впоследствии их назвали генами), передающимися от родителей потомкам с половыми клетками. В результате скрещивания могут появиться новые сочетания наследственных признаков. И частоту появления каждого такого сочетания можно предсказать.

Обобщённо результаты работы учёного выглядят так:

• все гибридные растения первого поколения одинаковы и проявляют признак одного из родителей;

• среди гибридов второго поколения появляются растения как с доминантными, так и с рецессивными признаками в соотношении 3:1;

• два признака в потомстве ведут себя независимо и во втором поколении встречаются во всех возможных сочетаниях;

• необходимо различать признаки и их наследственные задатки (растения, проявляющие доминантные признаки, могут в скрытом виде нести задатки рецессивных);

• объединение мужских и женских гамет случайно в отношении того, задатки каких признаков несут эти гаметы.

В феврале и марте 1865 года в двух докладах на заседаниях провинциального научного кружка, носившего название Общества естествоиспытателей города Брно, один из рядовых его членов, Грегор Мендель, сообщил о результатах своих многолетних исследований, завершённых в 1863 году. Несмотря на то что его доклады были довольно холодно встречены членами кружка, он решился опубликовать свою работу. Она увидела свет в 1866 году в трудах общества под названием «Опыты над растительными гибридами».

Современники не поняли Менделя и не оценили его труд. Для многих учёных опровержение вывода Менделя означало бы ни много ни мало, как утверждение собственной концепции, гласившей, что приобретённый признак можно «втиснуть» в хромосому и обратить в наследуемый. Как только не сокрушали «крамольный» вывод скромного настоятеля монастыря из Брно маститые учёные, каких только эпитетов не придумывали, дабы унизить, высмеять. Но время решило по-своему.

Да, Грегор Мендель не был признан современниками. Слишком уж простой, бесхитростной представилась им схема, в которую без нажима и скрипа укладывались сложные явления, составляющие в представлении человечества основание незыблемой пирамиды эволюции. К тому же в концепции Менделя были и уязвимые места. Так, по крайней мере, представлялось это его оппонентам. И самому исследователю тоже, поскольку он не мог развеять их сомнений. Одной из «виновниц» его неудач была ястребинка.

Ботаник Карл фон Негели, профессор Мюнхенского университета, прочитав работу Менделя, предложил автору проверить обнаруженные им законы на ястребинке. Это маленькое растение было излюбленным объектом Негели. И Мендель согласился. Он потратил много сил на новые опыты. Ястребинка — чрезвычайно неудобное для искусственного скрещивания растение. Очень мелкое. Приходилось напрягать зрение, а оно стало всё больше и больше ухудшаться. Потомство, полученное от скрещивания ястребинки, не подчинялось закону, как он считал, правильному для всех. Лишь спустя годы после того, как биологи установили факт иного, не полового размножения ястребинки, возражения профессора Негели, главного оппонента Менделя, были сняты с повестки дня. Но ни Менделя, ни самого Негели уже, увы, не было в живых.

Очень образно о судьбе работы Менделя сказал крупнейший советский генетик академик Б. Л. Астауров, первый президент Всесоюзного общества генетиков и селекционеров имени Н. И. Вавилова:

«Судьба классической работы Менделя превратна и не чужда драматизма. Хотя им были обнаружены, ясно показаны и в значительной мере поняты весьма общие закономерности наследственности, биология того времени ещё не доросла до осознания их фундаментальности. Сам Мендель с удивительной проницательностью предвидел общезначимость обнаруженных на горохе закономерностей и получил некоторые доказательства их применимости к некоторым другим растениям (трём видам фасоли, двум видам левкоя, кукурузе и ночной красавице). Однако его настойчивые и утомительные попытки приложить найденные закономерности к скрещиванию многочисленных разновидностей и видов ястребинки не оправдали надежд и потерпели полное фиаско. Насколько счастлив был выбор первого объекта (гороха), настолько же неудачен второй. Только много позднее, уже в нашем веке, стало понятно, что своеобразные картины наследования признаков у ястребинки являются исключением, лишь подтверждающим правило. Во времена Менделя никто не мог подозревать, что предпринятые им скрещивания разновидностей ястребинки фактически не происходили, так как это растение размножается без опыления и оплодотворения, девственным путём, посредством так называемой апогамии. Неудача кропотливых и напряжённых опытов, вызвавших почти полную потерю зрения, свалившиеся на Менделя обременительные обязанности прелата и преклонные годы вынудили его прекратить любимые исследования.

Прошло ещё несколько лет, и Грегор Мендель ушёл из жизни, не предчувствуя, какие страсти будут бушевать вокруг его имени и какой славой оно, в конце концов, будет покрыто. Да, слава и почёт придут к Менделю уже после смерти. Он же покинет жизнь, так и не разгадав тайны ястребинки, не „уложившейся“ в выведенные им законы единообразия гибридов первого поколения и расщепления признаков в потомстве».

Менделю было бы значительно легче, знай он о работах другого учёного Адамса, опубликовавшего к тому времени пионерскую работу о наследовании признаков у человека. Но Мендель не был знаком с этой работой. А ведь Адамс на основе эмпирических наблюдений за семьями с наследственными заболеваниями фактически сформулировал понятие наследственных задатков, подметив доминантное и рецессивное наследование признаков у человека. Но ботаники не слышали о работе врача, а тому, вероятно, выпало на долю столько практической лечебной работы, что на абстрактные размышления просто не хватало времени. В общем, так или иначе, но генетики узнали о наблюдениях Адамса, только приступив всерьёз к изучению истории генетики человека.

Не повезло и Менделю. Слишком рано великий исследователь сообщил о своих открытиях научному миру. Последний был к этому ещё не готов. Лишь в 1900 году, переоткрыв законы Менделя, мир поразился красоте логики эксперимента исследователя и изящной точности его расчётов. И хотя ген продолжал оставаться гипотетической единицей наследственности, сомнения в его материальности окончательно развеялись.

Мендель был современником Чарлза Дарвина. Но статья брновского монаха не попалась на глаза автору «Происхождения видов». Остаётся лишь гадать, как бы оценил Дарвин открытие Менделя, если бы ознакомился с ним. Между тем великий английский натуралист проявлял немалый интерес к гибридизации растений. Скрещивая разные формы львиного зева, он по поводу расщепления гибридов во втором поколении писал: «Почему это так. Бог знает…»

Умер Мендель 6 января 1884 года, настоятелем того монастыря, где вёл свои опыты с горохом. Не замеченный современниками, Мендель, тем не менее, нисколько не поколебался в своей правоте. Он говорил: «Моё время ещё придёт». Эти слова начертаны на его памятнике, установленном перед монастырским садиком, где он ставил свои опыты.

Знаменитый физик Эрвин Шрёдингер считал, что применение законов Менделя равнозначно внедрению квантового начала в биологии.

Революционизирующая роль менделизма в биологии становилась всё более очевидной. К началу тридцатых годов нашего столетия генетика и лежащие в её основе законы Менделя стали признанным фундаментом современного дарвинизма. Менделизм сделался теоретической основой для выведения новых высокоурожайных сортов культурных растений, более продуктивных пород домашнего скота, полезных видов микроорганизмов. Менделизм дал толчок развитию медицинской генетики…

В августинском монастыре на окраине Брно сейчас поставлена мемориальная доска, а рядом с палисадником воздвигнут прекрасный мраморный памятник Менделю. Комнаты бывшего монастыря, выходящие окнами в палисадник, где Мендель вёл свои опыты, превращены теперь в музей его имени. Здесь собраны рукописи (к сожалению, часть их погибла во время войны), документы, рисунки и портреты, относящиеся к жизни учёного, принадлежавшие ему книги с его пометками на полях, микроскоп и другие инструменты, которыми он пользовался, а также изданные в разных странах книги, посвящённые ему и его открытию.

ЛУИ ПАСТЕР

(1822–1895)

Наиболее вдохновенные слова о нём принадлежат замечательному русскому учёному К. А. Тимирязеву. О смерти Пастера он писал: «И вот перед нами картина, до сих пор невиданная. Сходит в могилу простой учёный, и люди — не только ему близкие, не только земляки, но представители всех стран и народов, всех толков, всех степеней развития, правительства и частные лица — соперничают между собой в стремлении отдать успокоившемуся работнику последнюю почесть, выразить чувства безграничной, неподдельной признательности».

Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года. Он был сыном отставного французского солдата, владельца небольшого кожевенного завода в местечке Доль. Луи вырос в большой дружной семье. Отец Пастера, не получивший никакого образования, почти неграмотный, мечтал видеть сына образованным человеком и старался развить в нём стремление к знаниям. Сын радовал его своими успехами в учении и необыкновенным прилежанием. Он много читал, любил рисовать, но, пожалуй, ничем особенно не выделялся из среды своих сверстников. И только исключительная точность, наблюдательность и способность работать с огромным увлечением позволяли предвидеть в нём будущего учёного.

Несмотря на слабое здоровье и недостаток средств, Пастер с успехом завершил обучение сначала в колледже в Арбуа, а затем в Безансоне. Окончив здесь курс со степенью бакалавра, он поступил в 1843 году в Высшую нормальную школу, готовящую учителей для средней школы Луи особенно увлёкся химией и физикой. В школе он слушал лекции Балара. А знаменитого химика Дюма ходил слушать в Сорбонну. Работа в лаборатории захватила Пастера. В своём увлечении опытами он часто забывал об отдыхе.

Закончив школу в 1847 году, Пастер сдал экзамены на звание доцента физических наук. А спустя год защитил докторскую диссертацию. Тогда Пастеру ещё не было и двадцати шести лет, но он уже приобрёл известность своими исследованиями в области строения кристаллов. Молодой учёный дал ответ на вопрос, который до него оставался нерешённым, несмотря на усилия многих крупнейших учёных. Он открыл причину неодинакового влияния луча поляризованного света на кристаллы органических веществ. Это выдающееся открытие привело в дальнейшем к возникновению стереохимии — науки о пространственном расположении атомов в молекулах.

В том же 1848 году Пастер стал адъюнкт-профессором физики в Дижоне. Через три месяца он занимает новую должность адъюнкт-профессора химии в Страсбурге. Пастер принимал активное участие в революции 1848 года и даже вступил в Национальную гвардию.

В 1849 году Пастер женился на Мари Лаурен. У них родились четверо детей. Но двое их них, к сожалению, умерли совсем маленькими. Их семейные отношения были образцом для подражания. Луи и Мари уважали друг друга, ценили юмор.

В 1854 году его назначают деканом факультета естественных наук в Лилле. Со свойственной ему острой наблюдательностью Пастер заметил, что асимметричные кристаллы встречаются в веществах, образующихся при брожении. Он заинтересовался явлениями брожения, стал изучать их, и эти занятия привели его к необыкновенным открытиям. Так Пастер — химик и физик — впервые прикоснулся к увлекательной области биологии.

Явления брожения заинтересовали Пастера не случайно. Он никогда не был кабинетным учёным, отгораживающимся от требований жизни. Пастер хорошо понимал, какую огромную роль в экономической жизни Франции играло виноделие, а оно целиком основано на явлениях брожения виноградного сока.

В маленькой скромной лаборатории в Лилле в 1857 году Пастер сделал замечательное открытие. Он доказал, что брожение — не химический процесс, как принято было тогда думать, а биологическое явление. Оказалось, что всякое брожение (спиртовое, уксуснокислое и др.) есть результат жизнедеятельности особых микроскопических организмов — дрожжевых грибков.

В это же время Пастер сделал ещё одно важное открытие. Он нашёл, что существуют организмы, которые могут жить без кислорода. Для них кислород не только не нужен, но и вреден. Такие организмы называются анаэробными. Представители их — микробы, вызывающие масляно-кислое брожение. Размножение таких микробов вызывает прогорклость вина и пива.

В 1857 году Пастер вернулся в Париж в качестве вице-директора Высшей нормальной школы. Он не имел первое время самостоятельной кафедры и лаборатории для работы, вследствие чего вынужден был устроить лабораторию на собственные скромные средства на чердаке школы. Из этой небольшой лаборатории вышли крупнейшие его работы по микробиологии.

В 1862 году его выбрали членом «института» по отделению минералогии, а через несколько лет постоянным секретарём института. В 1867–1876 годах он занимал кафедру химии Парижского факультета.

Пастер охотно занимался изучением практических проблем. Когда французские виноделы обратились к нему с просьбой помочь им в разработке средств и методов борьбы с болезнями вина, он в 1864 году приступил к изучению этого вопроса. Результатом его исследований явилась монография, в которой Пастер показал, что болезни вина вызываются различными микроорганизмами, причём каждая болезнь имеет особого возбудителя. Для уничтожения вредных «организованных ферментов» он предложил прогревать вино при температуре 50–60 градусов. Этот метод, получивший название пастеризации, нашёл широкое применение и в лабораториях, и в пищевой промышленности.

Разгадка явлений брожения не только имела огромное значение для французского виноделия, терпевшего огромные убытки от «болезней вина», но и сыграла исключительную роль в развитии биологической науки, практики сельского хозяйства и промышленности. Глубокое познание природы брожений даёт возможность управлять их процессами. Это очень важно для хлебопечения, виноделия, изготовления многих пищевых веществ.

В середине XIX века эпидемия, поразившая шелковичных червей в южных районах Франции, приняла огромные размеры и угрожала подорвать шелководство. Пастер после некоторых колебаний принял предложение изучить болезни шелковичных червей. В период 1865–1869 годов он уезжал каждое лето в Але и работал здесь над этим вопросом в маленьком домике, где у него была устроена червоводня. В работе ему помогали жена, дочь и ученики по Нормальной высшей школе: Дюкло, Жерне, Мальо и Ролент…

Исследования Пастера позволили установить, что эпидемия была вызвана двумя различными болезнями. Первая, наиболее опасная из них, пебрина, характеризуется наличием в организме насекомых на всех стадиях их развития особых телец, являющихся возбудителями заболевания. Эти тельца могут попасть из материнского организма в яйца, и таким образом болезнь передаётся потомству. Пастер разработал очень эффективный способ борьбы с этим заболеванием, заключающийся в отборе для разведения потомства бабочек, не поражённых возбудителем. Вторая болезнь — фляшерия была побеждена значительно легче. Благодаря работам учёного было спасено шелководство на юге Франции и в Италии.

Пастер изучал также болезни пива и установил, что порча пива также происходит вследствие попадания микроорганизмов, уничтожить которые можно нагреванием до температуры 50–55 градусов.

Вследствие многолетней упорной работы с микроскопом при изучении болезней шелковичного червя, Пастер был поражён в 1869 году апоплексическим ударом и параличом половины тела. Последствия этой болезни у него остались на всю жизнь.

Война 1870 года между Германией и Францией произвела на Пастера удручающее впечатление: он долго не мог вернуться к нормальной спокойной работе. После этой войны он послал энергичный отказ медицинскому факультету боннского университета, который за несколько лет перед тем в уважение его научных заслуг присудил ему степень доктора медицины.

В 1874 году палата депутатов в признание выдающихся заслуг перед родиной назначила ему пожизненную пенсию в 12 000 франков, увеличенную в 1883 году до 26 000 франков. В 1881 году Пастер был избран в члены французской академии.

Начав с разгадки «болезней» вина и пива, гениальный учёный всю свою дальнейшую жизнь посвятил изучению микроорганизмов и поискам средств борьбы с возбудителями опасных заразных болезней животных и человека.

Все существующие достижения в борьбе с заразными болезнями человека, животных и растений были бы невозможны, если бы Пастер не доказал, что эти болезни вызываются микроорганизмами. Но, чтобы доказать это, надо было сначала опровергнуть гипотезу самозарождения, господствовавшую в науке до работ Пастера. Пастер сделал это блестяще. В своём научном споре с известным французским учёным Пуше Пастер многочисленными опытами неопровержимо доказал, что все микроорганизмы могут возникать только путём размножения. Там, где микроскопические зародыши убиты и проникновение их из внешней среды невозможно, нет и не может быть микробов, нет ни брожения, ни гниения.

Эти работы Пастера обнаружили ошибочность распространённого в медицине того времени взгляда, по которому любые болезни возникают либо внутри организма, либо под влиянием испорченного воздуха («миазмы»). Пастер показал, что болезни, которые теперь называют заразными, могут возникать только в результате заражения, т. е. проникновения в организм из внешней среды микробов. На этом принципе и в наше время основана вся теория и практика борьбы с заразными болезнями человека, животных и растений.

В 1880 году Пастер выделил культуру возбудителя холеры кур, которую поддерживали частыми пересевами на мясном бульоне. Случай позволил сделать ему одно из величайших открытий. Однажды культура возбудителя холеры кур была оставлена в термостате в течение нескольких недель без пересева на новые среды. Эта культура потеряла способность даже в высоких дозах убивать кур, и Пастер предположил, что введение таких ослабленных культур микробов может создать невосприимчивость у животных к данному заболеванию, подобно тому, как прививка коровьей оспы предохраняет человека от заболевания оспой. Это предположение блестяще подтвердилось на опыте. Так был найден способ предохранения от заразных заболеваний введением ослабленных возбудителей, который оказался применимым ко многим инфекционным болезням и сыграл громадную роль в борьбе с ними.

Публичная проверка эффективности вакцинации против сибирской язвы, проведённая в 1881 году, блестяще подтвердила ценность метода, предложенного Пастером.

В 1882 году Пастер со своими сотрудниками начал изучение краснухи свиней. Выделив возбудителя, учёный получил ослабленные культуры этого микроба, с успехом использованные им в качестве вакцины.

Но, прежде чем метод прививок получил полное признание, Пастеру пришлось выдержать нелёгкую борьбу. Чтобы доказать правильность своего открытия, Пастер решил произвести массовый публичный опыт. Он ввёл нескольким десяткам овец и коров микробы сибирской язвы, смертельного для этих животных заболевания. Половине подопытных животных Пастер предварительно ввёл свою вакцину. На второй день все невакцинированные животные погибли от сибирской язвы, а все вакцинированные остались живы и не заболели этой болезнью. Этот опыт, протекавший на глазах у многочисленных свидетелей, был триумфом учёного. С тех пор прививки, предложенные Пастером, спасают тысячи сельскохозяйственных животных от сибирской язвы.

Всё дальше и дальше проникая в неизученный мир болезнетворных микробов, Пастер поставил перед собой труднейшую задачу — найти способ борьбы с бешенством. Возбудитель этой опаснейшей болезни в то время был неизвестен. Теперь известно, что это мельчайший микроорганизм — вирус; он виден только при огромных увеличениях в электронный микроскоп. Пастер разработал способ прививок против бешенства, употребляя для этого особым образом высушенный мозг заражённых бешенством кроликов.

Многие опыты на животных дали положительные результаты, но испытать это средство на людях учёный не решался. А что если оно окажет губительное действие на человека?

6 июля 1885 года к Пастеру привели ребёнка, искусанного два дня назад бешеной собакой. После мучительных колебаний учёный решил применить для спасения пострадавшего свой метод вакцинации. В результате мальчик, несмотря на тяжесть укусов, остался здоров. Несколько месяцев спустя вакцина против бешенства была введена молодому пастуху, сильно искусанному бешеной собакой. Несмотря на то что вакцинацию начали только спустя шесть дней после укусов, и в этом случае заболевание не наступило.

Вскоре после опубликования первых сообщений Пастера о предохранительных прививках против бешенства к нему начали стекаться из всех стран люди, пострадавшие от укусов бешеных животных. Уже к 1 марта 1886 года в Париже было с успехом вакцинировано 350 человек.

В разных странах появились пастеровские станции, делающие прививки против бешенства. В России первая такая станция была организована в 1886 году по инициативе выдающихся русских учёных И. И. Мечникова и Н. Ф. Гамалеи.

Но Пастеру и его последователям пришлось вести тяжёлую борьбу за признание нового способа предупреждения заразных болезней. Какие только нападки не пережил Пастер! Реакционные учёные и журналисты говорили, что он без диплома врача не имеет права заниматься медициной. Учёного упрекали в том, что он опровергает научные взгляды, существовавшие столетиями, подвергали сомнению его опыты. Достаточно было одной неудачи, чтобы Пастера обвинили в том, что он своими прививками заражает и убивает людей. Великому учёному, облагодетельствовавшему человечество, одно время грозило обвинение в убийстве!

В 1889 году Пастер сложил с себя все обязанности, чтобы отдаться организации и заведованию института его имени. Научные заслуги Пастера неоднократно оценивались при его жизни; так, Лондонское королевское общество присудило ему две золотых медали в 1856 и 1874 годах; Французская академия наук присудила ему премию за работу над вопросом о самозарождении.

Пастер создал мировую научную школу микробиологов, многие из его учеников впоследствии стали крупнейшими учёными. Пастер был убеждённым другом России и находился в близких отношениях со многими русскими учёными. Почти все русские микробиологи того времени ездили работать к Пастеру, а позже в его институт в Париже. Вот что говорил Пастер своим ученикам: «Быть уверенным, что открыл важный научный факт, гореть лихорадочным желанием оповестить о том весь свет и сдерживать себя днями, неделями, порою годами; вступать в борьбу с самим собой, напрягать все силы, чтобы самому разрушить плоды своих трудов и не провозглашать полученного результата, пока не испробовал всех ему противоречащих гипотез — да, это тяжёлый подвиг».

В 1892 году торжественно праздновалась семидесятилетняя годовщина рождения учёного, а 28 сентября 1895 года Пастер скончался в Марн-ла-Кокет, около Парижа.

Когда Пастер был уже всемирно известным учёным, он сказал: «В жизни нужно посвятить все усилия, чтобы лучше всего делать то, на что способен… позвольте сообщить вам секрет моей удачи. Моя единственная сила — это моё упорство».

АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ БУТЛЕРОВ

(1828–1886)

Александр Бутлеров родился 3 (15) сентября 1828 года в Чистополе. Детство его прошло в Бутлеровке — небольшой деревушке неподалёку от Казани, где находилось имение отца. Матери своей Саша не помнил, она умерла через одиннадцать дней после его рождения. Воспитанный отцом, человеком образованным, Саша хотел во всём походить на него.

Сначала он ходил в пансион, а затем поступил в Первую казанскую гимназию, учителя которой были очень опытные, хорошо подготовленные, они умели заинтересовать учеников. Саша легко усваивал материал, так как с раннего детства его приучили к систематической работе. Особенно привлекали его естественные науки.

После окончания гимназии, вопреки желанию отца, Саша поступил на естественно-научное отделение Казанского университета, правда, пока только как слушатель, так как он был ещё несовершеннолетним. Лишь в следующем, 1845 году, когда юноше исполнилось 17 лет, фамилия Бутлерова появилась в списке принятых на первый курс.

В 1846 году Александр заболел тифом и чудом выжил, а вот заразившийся от него отец скончался. Осенью вместе с тётей они переехали в Казань. Постепенно молодость брала своё, к Саше вернулись и здоровье, и веселье. Молодой Бутлеров занимался с исключительным усердием, но, к своему удивлению, заметил, что самое большое удовольствие доставляют ему лекции по химии. Лекции профессора Клауса его не удовлетворяли, и он стал регулярно посещать лекции Николая Николаевича Зинина, которые читались для студентов физико-математического отделения. Очень скоро Зинин, наблюдая за Александром во время лабораторных работ, заметил, что этот светловолосый студент необыкновенно одарён и может стать хорошим исследователем.

Бутлеров занимался успешно, но всё чаще задумывался над своим будущим, не зная, что ему, в конце концов, выбрать. Заняться биологией? Так много неизученного в этой области! Но, с другой стороны, разве отсутствие ясного представления об органических реакциях не предлагает бесконечные возможности для исследований?

Чтобы получить учёную степень кандидата, Бутлеров должен был представить диссертацию по окончании университета. К этому времени Зинин уехал из Казани в Петербург и ему не оставалось ничего иного, как заняться естественными науками. Для кандидатской работы Бутлеров подготовил статью «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». Однако обстоятельства сложились так, что Александру всё-таки пришлось вернуться к химии.

После утверждения Советом его учёной степени Бутлеров остался работать в университете. Единственный профессор химии Клаус не мог все занятия вести сам и нуждался в помощнике. Им стал Бутлеров. Осенью 1850 года Бутлеров сдал экзамены на учёную степень магистра химии и немедленно приступил к докторской диссертации «Об эфирных маслах», которую защитил в начале следующего года. Параллельно с подготовкой лекций Бутлеров занялся подробным изучением истории химической науки. Молодой учёный усиленно работал и в своём кабинете, и в лаборатории, и дома.

По мнению его тёток, их старая квартира была неудобной, поэтому они сняли другую, более просторную, у Софьи Тимофеевны Аксаковой, женщины энергичной и решительной. Она приняла Бутлерова с материнской заботой, видя в нём подходящую партию для дочери. Несмотря на постоянную занятость в университете, Александр Михайлович оставался весёлым и общительным человеком. Он отнюдь не отличался пресловутой «профессорской рассеянностью», а приветливая улыбка и непринуждённость в обращении делали его желанным гостем повсюду. Софья Тимофеевна с удовлетворением замечала, что молодой учёный был явно неравнодушен к Наденьке. Девушка и в самом деле была хороша, высокий умный лоб, большие блестящие глаза, строгие правильные черты лица и какое-то особое обаяние. Молодые люди стали добрыми друзьями, а со временем начали всё чаще ощущать необходимость быть вместе, делиться самыми сокровенными мыслями. Вскоре Надежда Михайловна Глумилина — племянница писателя С. Т. Аксакова стала женой Александра Михайловича.

Бутлеров был известен не только как незаурядный химик, но и как талантливый ботаник. Он проводил разнообразные опыты в своих оранжереях в Казани и в Бутлеровке, писал статьи по проблемам садоводства, цветоводства и земледелия. С редкостным терпением и любовью наблюдал он за развитием нежных камелий, пышных роз, выводил новые сорта цветов. Уходя домой, он никогда не забывал срезать лучшие цветы для жены.

4 июня 1854 года Бутлеров получил подтверждение о присуждении ему учёной степени доктора химии и физики. События разворачивались с невероятной быстротой. Сразу же после получения докторской степени Бутлеров был назначен исполняющим обязанности профессора химии Казанского университета. В начале 1857 года он стал уже профессором, а летом того же года получил разрешение на заграничную командировку.

Бутлеров прибыл в Берлин в конце лета. Затем он продолжил поездку по Германии, Швейцарии, Италии и Франции. Конечной целью его путешествия был Париж — мировой центр химической науки того времени. Его влекла, прежде всего, встреча с Адольфом Вюрцем. Бутлеров работал в лаборатории Вюрца два месяца. Именно здесь он начал свои экспериментальные исследования, которые в течение последующих двадцати лет увенчались открытиями десятков новых веществ и реакций. Многочисленные образцовые синтезы Бутлерова этанола и этилена, динзобутилена, третичных спиртов, уротропина, триоксиметилена, полимеризации этиленовых углеводородов лежат у истоков ряда отраслей промышленности и, таким образом, оказали на неё самое непосредственное стимулирующее влияние.

Занимаясь изучением углеводородов, Бутлеров понял, что они представляют собой совершенно особый класс химических веществ. Анализируя их строение и свойства, учёный заметил, что здесь существует строгая закономерность. Она и легла в основу созданной им теории химического строения.

Его доклад в Парижской академии наук вызвал всеобщий интерес и оживлённые прения. Бутлеров говорил:

«Способность атомов соединяться друг с другом различна. Особенно интересен в этом отношении углерод, который, по мнению Августа Кекуле, является четырёхвалентным. Если представить валентность в виде щупальцев, с помощью которых атомы связываются между собой, нельзя не заметить, что способ связи отражается на свойствах соответствующих соединений.

Может быть, настало время, когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений».

Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.

Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере. Съезд состоялся в сентябре 1861 года.

Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел».

Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ. Его доклад вызвал небывалый интерес.

«Каждый химический атом, входящий в состав тела, участвует в его образовании и действует с определёнными силами. Эти силы влияют на окружающие его атомы, вследствие чего последние связываются в химическую частицу молекулу. Распределение действия этих сил, ведущее к связи атомов в определённом порядке, я называю химическим строением. Отсюда следует, что химическая природа сложных частиц определяется природой элементарных её составных частей, их количеством и химическим строением».

Термин «химическое строение» встречался в литературе и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах. Теория химического строения служит теперь принципиальной основой всех без исключения современных разделов синтетической химии; категориями структурной химии мыслят, создают новые производства, конструируют все инженеры и техники.

Итак, теория заявила своё право на существование. Она требовала дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься, ведь там родилась новая теория, там работал её создатель. Для Бутлерова ректорские обязанности оказались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворёнными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Он не уставал любоваться камелиями и розами, выращенными собственными руками. Часто вместе с ним в саду работал его сын Миша; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, рассказывал любопытные подробности о цветах.

Наступил 1863 год — самый счастливый год в жизни великого учёного. Бутлеров был на правильном пути. Действуя диметилцинком на хлористый ацетил, ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт — третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно проведённом синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.

Учёным был известен изобутиловый спирт ещё с 1852 года, когда он был впервые выделен из природного растительного масла. Теперь уже ни о каком споре и речи быть не могло, так как существовало четыре различных бутиловых спирта, и все они — изомеры.

Какой это был триумф структурной теории! И как счастлив был её автор. Триумфом теории химического строения органических соединений Бутлерова явилось правильное объяснение на основе этой теории явлений изомерии. В статье «О различных способах объяснения некоторых случаев изомерии», опубликованной в 1863 году на немецком и в 1864 году на французском языках, Бутлеров сделал вывод: «Если при одинаковом составе вещества отличаются свойствами, то они должны также отличаться и своим химическим строением». Лучшим подтверждением учения Бутлерова об изомерии послужил синтез теоретически предсказанных изомеров изобутана и изобутилена.

В 1862–1865 годах Бутлеров высказал основное положение теории обратимой изомеризации таутомерии, механизм которой, по Бутлерову, заключается в расщеплении молекул одного строения и соединении их остатков с образованием молекул другого строения. Это была гениальная мысль. Великий учёный утверждал необходимость динамического подхода к химическим процессам, то есть необходимость рассматривать их как равновесные. Приоритет Бутлерова как автора теории таутомерии не отрицал даже немецкий химик Петер Лаар, введший в оборот термин «таутомерия».

Успех принёс учёному уверенность, но в то же время поставил перед ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления рассматривались бы с точки зрения новой теории строения.