Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

Хаутерманс проработал в Геттингене еще семь лет, переключившись на изучение естественной радиоактивности; однако тут его коснулись ограничения, введенные союзниками для ученых. Так, например, в лаборатории запрещалось использовать резисторы с сопротивлением больше 109 Ом. Обиженный Хаутерманс заявлял, что даже у обычного карандаша сопротивление выше. В 1962 году его позвали на физический факультет Бернского университета. Там он спланировал потрясающую программу исследований, однако уже через четыре года скончался в возрасте 63 лет от рака легких.

Отрывочные воспоминания о Хаутермансе и о его бурной научной биографии можно найти в книге мемуаров: Frisch Otto, What Little I Remember (Cambridge University Press, Cambridge, 1979J и еще в книге: Gamow George, My World Line (Viking Prress, New York, 1970), а также в автобиографии: Casimir Hendrik B.G., Haphazard Reality (Harper and Row, New York, 1983J. Любопытная биография Хаутерманса, написанная И.Б. Крипловичем, опубликована в Physics Today, 45, 29 (1992J.

Отшелушить и погибнуть

Впервые годы XX века диетологам стало ясно, что в нашей пище часто содержатся очень малые количества неких крайне важных для жизни веществ. Польский биохимик Казимир Функ назвал их витаминами, от слов vital (“жизненный”) и amine (“амин”). Это было ошибкой, поскольку, когда структуры некоторых витаминов удалось определить, они оказались никакими не аминами. Первым открыли вещество, которое сейчас известно как витамин B1, или тиамин, и открытие это случилось совершенно случайно.

Бери-бери — болезнь, от которой быстро умирают. Столетиями она истребляла целые народы и отдельные группы людей, а в конце XIX века эпидемия прокатилась по Голландской Восточной Индии. В 1886 году голландское правительство направило на расследование комиссию экспертов.

Двое ее членов были учеными — их звали Клеменс Винклер и Корнелис Пекельхаринг. Ученых сопровождал молодой армейский врач, Христиан Эйкман (1858–1930). В те времена господствовала микробная теория болезней, выдвинутая отцами — основателями микробиологии Луи Пастером и Робертом Кохом, и голландцы решили, что бери-бери вызывает микробная инфекция. Два года они бились над тем, чтобы выделить возбудителя болезни, и в конце концов пришли к выводу, что достигли желаемого. Винклер и Пекельхаринг вернулись домой, оставив Эйкмана доделывать опыты на месте. Тот работал в военном госпитале с цыплятами, пораженными, как казалось, тем же бери-бери, но все попытки заразить здоровых птиц биоматериалом больных или мертвых ни к чему не приводили, однако заболевали — сами — даже те, кого взяли в контрольную группу здоровыми, при этом анализы не выявляли у них ни бактерий, ни паразитов.

Эйкмана начали мучить подозрения, что и он, и его коллеги на ложном пути. И тут он случайно заметил: болезнь выкашивала птиц все лето, а осенью резко пошла на спад. Эйкман решил выяснить, что изменилось в условиях содержания птиц и узнал, что как раз в период перемен в госпиталь прибыл новый повар. Он отвечал за прокорм и цыплят, и людей, а поскольку ему не хотелось тратить на кур качественный рис, он закупил для них дешевый, шелушеный. Тогда Эйкман разделил цыплят на две группы: одну кормил шелушеным, другую нешелушеным рисом. Разгадка была найдена: первые быстро заболевали, однако поправлялись, когда им давали рисовую шелуху, а со вторыми вообще все было в порядке. Исследователь предположил, что шелушеный рис отравляет цыплят неизвестным токсическим веществом, а шелуха содержит противоядие. Правильный вывод сделал Пекельхаринг: в шелухе имеется “активный компонент”, который предотвращает болезнь. В 1912 году известный кембриджский биохимик Фредерик Гоуленд Хопкинс впервые выделил витамин. 17 лет спустя Хопкинс и Эйкман получат за свое открытие Нобелевскую премию.

Eijkman С., Nobel Prize Lectures in Physiology and Medicine, 1922–1944 (Elsevier, Amsterdam, 1965).

Табак и кванты

Хотя квантовая теория чрезвычайно важна для объяснения фотоэффекта (кстати, Нобелевской премией Эйнштейна наградили именно за это открытие), сам автор теории относительности никогда не мог принять неопределенностей, заложенных в нее. Эти его сомнения и выразились в знаменитой фразе “Бог не играет в кости”. “Если бы Вселенной управлял случай, — говорил Эйнштейн, — я предпочел бы быть крупье в казино, а не физиком”. Эйнштейн со своим эпистемологическим протестом был неодинок. В1913 году два будущих нобелевских лауреата, ассистент Эйнштейна Отто Штерн и Макс фон Лауэ, прогуливаясь по горе Утлиберг в окрестностях Цюриха, дали торжественную клятву (Вольфганг Паули с издевкой назвал ее “клятвой на Утли” — по аналогии с “клятвой на Рютли” Вильгельма Телля, которая привела к воссоединению швейцарских кантонов). В клятве физиков говорилось: “Если нелепица Бора в конце концов окажется верной, мы уйдем из физики” (Свое слово они, разумеется, не сдержали.)

Непрерывные попытки Нильса Бора (1885–1962) переубедить Эйнштейна (это тянулось десятилетиями) были похожи на то, как священники уговаривали еретиков спасти свою душу. Абрахам Пайс — друг, последователь и биограф Бора — вспоминает одну такую показательную их встречу в кабинете Бора:

Когда мы вошли, Бор пригласил меня сесть (“В любой системе координат мне нужна точка отсчета”), а сам вскоре начал в раздражении ходить вокруг длинного стола в центре комнаты. Затем он попросил меня записать несколько фраз, которые он, возможно, произнесет в процессе ходьбы. Стоит пояснить, что в подобных обстоятельствах Бор никогда не оперировал целыми предложениями. Обычно он цедил по слову и повторял это слово то с лаской, то с угрозой, пока не придумывал, чем продолжить. Это могло занять несколько минут. На сей раз он выбрал слово “Эйнштейн”. Он едва ли не вприпрыжку носился вокруг стола и повторял: “Эйнштейн… Эйнштейн…“ Незнакомому с Бором человеку это наверняка показалось бы забавным. Чуть позже он переместился к окну и выглянул туда, не переставая бормотать “Эйнштейн… Эйнштейн…”.

Тут дверь неслышно приоткрылась, и тихо, на цыпочках, вошел Эйнштейн.

Он приложил палец к губам, призывая меня помолчать, и заговорщицки улыбнулся. Несколько минут спустя он объяснил свое странное поведение. Врач запретил Эйнштейну покупать табак. Однако врач не запрещал ему табак красть, а как раз это он и собирался сделать сейчас. Все еще на цыпочках он прокрался к банке с табаком Бора — та находилась на столе, за которым я сидел. Тем временем Бор, ничего не замечая у своего окна, по-прежнему бормотал “Эйнштейн… Эйнштейн… Я был в полной растерянности, не зная, что предпринять, поскольку совершенно не представлял, что собирается предпринять Эйнштейн.

Затем Бор, отрывисто выдохнув: “Эйнштейн!” — повернулся. Так они и застыли, лицом к лицу, как если бы Бор поймал Эйншейна на месте преступления. Мало сказать, что на мгновение Бор лишился речи. Даже я, хотя и видел, как Эйнштейн вошел, на секунду испытал странное чувство. Минуту спустя зловещие чары рассеялись: Эйнштейн признался, в чем был его замысел, и мы еще долго оглушительно хохотали.

Pais Abraham, Niels Bohr’s Times (Oxford University Press, Oxford, 1991).

Сельский врач, столичный профессор и адреналин

История физиологии — и, разумеется, медицины — полна примеров смелых опытов на себе. Реже бесстрашные экспериментаторы делают невольными “подопытными кроликами” членов своей семьи. Эдвард Дженнер — сельский врач, который придумал прививки от оспы, — наверное, самый известный из людей, поступивших столь сомнительным образом. Вот еще пример безрассудного поступка, когда научное любопытство взяло верх над родительскими чувствами. В 1894-м этот поступок привел к решающему открытию в области физиологии:

Доктор Джордж Оливер, врач из Харрогейта, потратил свой зимний отпуск на опыты над домашними, в которых для клинических испытаний использовал самодельные приборы. В одном из таких опытов применялся инструмент для замера толщины лучевой артерии. Введя своему маленькому сыну (который заслуживает отдельного памятника) вытяжку из надпочечников (биоматериалами его снабжал местный мясник), Оливер решил, что наблюдает сжатие или, по версии других рассказчиков, расширение артерии. Как бы там ни было, он отправился в Лондон рассказать о своих результатах профессору физиологии Шаферу и застал того в лаборатории. Опыты были в самом разгаре — Шафер измерял кровяное давление у собаки. Профессор не поверил Оливеру, что, в общем, неудивительно, и был весьма раздосадован, что его отвлекли от работы. Однако Оливер никуда не спешил и настаивал только на том, чтобы вытяжку надпочечников (пузырек с нею он тут же извлек из кармана) ввели в его вену, когда профессор Шафер закончит свой опыт. Чтобы убедить настырного посетителя, что тот несет чушь, Шафер все же сделал укол — и с удивлением увидел, как ртуть в артериальном манометре ползет вверх, едва не выплескиваясь наружу.