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

Процитированные отрывки взяты из книги: Payne-Gaposchkin Cecilia, ed. Katherine Harramundanis, An Authobiography and Other Recollections (Cambridge University Press, Cambridge, 1984). Cm. также: Greenstein George, Portraits of Discovery (Wiley, New York, 1998) (автор последней книги — астроном).

Дары моря

Открытие анафилаксии — поворотная точка в истории иммунологии. Это явление — отклик (часто в форме смертельного исхода) организма с повышенной чувствительностью на ничтожные дозы раздражителя (им может стать укус пчелы, укол пенициллина, мясо моллюска или орех) — связано с именем Шарля Рише (1850–1935), чьи исследования на эту тему начались на борту яхты принца Монако Альберта Первого.

Принц, монарх-реформатор, превративший убогий средиземноморский рыбный порт в процветающее демократическое государство, всерьез увлекался биологией моря. На яхте он организовал богато оборудованную биологическую лабораторию и потому часто приглашал друзей-биологов составить ему компанию в круизах. Одним из таких его ученых друзей и был Рише, в то время профессор физиологии в Сорбонне, который уже несколько лет занимался проблемой иммунизации. Он заметил, что собаки, если им несколько раз подряд ввести сыворотку чужой крови, заболевают и иногда гибнут. Еще тем летом на борту яхты присутствовал другой ученый, тоже друг принца Поль Портье — физиолог и впоследствии профессор Океанографического института в Париже. Во время круиза на яхте принца Монако Альберт и Г. Рикар предложили Рише и П. Портье заняться токсическими свойствами физалии (“португальского кораблика”, как ее называют биологи), обнаруженной в Южном море. Опыты, проведенные на борту яхты принца, показали, что водно-глицериновый экстракт из щупалец физалии чрезвычайно токсичен для уток и кроликов. По возвращении во Францию Рише не удалось добыть ни одной физалии, и он решил для сравнения исследовать щупальцы актиний — у них с физалиями много общего, а кроме того, их проще найти.

Рише, очевидно, впечатлила невероятная токсичность яда, полученного им и Портье из морских даров, и, вероятно, он задался вопросом, а не связано ли это с эффектом повышения чувствительности, который еще задолго до того привлек его внимание. Как бы там ни было, он решил иммунизовать животных токсином и посмотреть, что из этого выйдет. На этот раз они с Портье приготовили экстракт яда из щупалец морской анемоны и испытали его на собаках. Позже Рише рассказывал:

Пытаясь определить смертельную дозу, мы вскоре выяснили, что первые дни ее величина сильно колеблется, и только потом цифры становятся осмысленными. Некоторые собаки оставались живы на четвертый и даже на пятый день, а то и позднее. Тех, кого исходная доза не убила, мы решили оставить для повторных испытаний, но прежде дождаться, пока они полностью выздоровеют. И тут случилось непредвиденное: у выживших собак выработалась невероятная чувствительность к яду, и они погибали спустя считаные секунды после введения самых малых количеств препарата.

Рише и Портье описывают агонию несчастного пса по имени Нептун, который на 26-й день после прививки умер от укола через 25 минут. Поразивший экспериментаторов результат, как они догадались, объясняет происхождение аллергических реакций у человека. Продолжать эту работу Рише пришлось в одиночку, и Нобелевская премия 1913 года по физиологии и медицине досталась ему одному.

Удивительное дело — позже он увлекся парапсихологией, и мошенникам-медиумам, которые тогда наводнили Париж, ничего не стоило надуть этого нобелевского лауреата.

За подробностями стоит обратиться, например, к книге: Foster W.D., A History of Medical Bacteriology and Immunology (Heisemann, London, 1970).

Радон и алхимия

Эрнест Резерфорд, только получивший первое в своей жизни место профессора — в канадском Университете МакГилла — нанял на работу химика Фредерика Содди (Содди родился в Истбурне в 1877 году) в надежде, что тот поможет ему разобраться с анализом радиоактивных веществ. В1901 году они вместе совершили ошеломляющее открытие: радиоактивный металл торий при самопроизвольном распаде порождает радиоактивный газ — новый неизвестный элемент. Содди удалось собрать достаточное количество этого газа, чтобы сжижить его и показать, что тот своим поведением напоминает инертный газ аргон. Эту “эманацию тория” впоследствии назовут радоном.

Мной овладело нечто большее, чем радость, — я не могу это толком выразить: нечто вроде экзальтации, смешанной с чувством гордости, что именно я, единственный из химиков всех времен, был избран открыть естественную трансмутацию.

Хорошо помню, как застыл на месте, будто меня пригвоздило, от осознания колоссальной важности произошедшего, и выкрикнул — или это мне только померещилось? — “Резерфорд, это же трансмутация: торий распадается и трансмутирует в аргон!”

Слова, казалось, вырывались мгновенно и сами собой, как если бы приходили откуда-то извне.

Резерфорд только прикрикнул на меня с обычной для него беззаботностью: “Ради всех святых, Содди, не называй это трансмутацией. Нас примут за алхимиков и оторвут нам головы. Ты ведь знаешь, что это за люди".

Вслед за этим он принялся вальсировать по лаборатории, распевая громоподобным голосом: “Впееред, солдаты-хо-хо-христиане!”, и песню ту было проще угадать по словам, чем по мелодии.

Предупреждение было мудрым: публичное заявление первооткрывателей стало сенсацией. По свидетельству другого сотрудника Резерфорда, A.C. Рассела, в Глазго вскоре объявилась компания, которая обещала заняться превращением свинца в ртуть и в золото. Содди позже писал:

Природа время от времени коварно подшучивает над нами: когда задумываешься о сотнях и тысячах алхимиков прошлого, корпевших годами над своими печами, дабы превратить один элемент в другой, неблагородный металл в благородный, и умиравших, так и не дождавшись награды за свои труды, понимаешь, что это истинное чудо — то, что случилось тогда, в Мак-Гилле. Ведь уже во время первого моего эксперимента мы были удостоены чести увидеть на примере тория, как процесс трансмутации происходит сам собой, не встречая сопротивления, безостановочно и неизменно! С этим ничего нельзя поделать. Человек не в силах повлиять на силы Природы.

За открытие радиоактивных превращений Резерфорда в 1908 году наградили Нобелевской премией по химии, что изрядно его позабавило, поскольку, как он едко отмечал, его собственное превращение из физика в химика произошло мгновенно. Содди же, в отличие от Резерфорда настоящий химик, навсегда остался обижен тем, что его обошли — и вниманием, и наградой.

Впоследствии были найдены и другие радиоактивные эманации: все они обладали похожими свойствами, но слегка отличались атомным весом. Разумеется, это был один и тот же элемент, у которого варьировалось только число нейтронов в ядре — и, как следствие, вес. Существование нескольких разновидностей одного и того же элемента, с разным атомным весом, но одинаковыми химическими свойствами прояснило некоторые загадки, над которыми билось не одно поколение химиков. Содди назвал эти разновидности изотопами, и за их открытие все-таки был награжден Нобелевской премией по химии. Случилось это в 1921 году. Что удивительно, награда эта не сильно умерила его горечь по поводу выказанного ему прежде пренебрежения. К тому времени его назначили главой кафедры физической химии в Оксфорде, но на этом посту он вовсе не благоденствовал. Его планы реформировать исследовательскую работу и преподавание натолкнулись на сопротивление преподавателей колледжа. Содди овладели хандра и глубокое уныние. Он больше не занимался научной работой, и его кафедра теряла свои позиции в университете. Тогда Содди увлекся построением универсальной теории денег и другими столь же бесплодными делами. Наконец в 59-летнем возрасте он покинул университет и, окончательно превратившись в ожесточенного параноика, провел остаток жизни в безвестности. Умер Фредерик Содди в 1956 году, когда о нем все уже почти забыли.

Howorth Muriel, Pioneer Research on the Atom: The Life of Frederick Soddy (New World Publications, London, 1958). См. также более современную и менее льстивую биографию: Merricks Linda, The World Made New: Frederick Soddy — Science, Politics and the Environment (Oxford University press, Oxford, 1996).

Бизнес на числе тг

На протяжении многих веков число л, удивительное и непостижимое, то вдохновляло, то ввергало в отчаяние математиков и философов.

Сравнив длину окружности с периметром вписанного и описанного вокруг нее квадратов, легко понять, что л больше двух и меньше четырех. Куда менее очевидно, что л иррационально, — иначе говоря, его нельзя записать в виде простой дроби. Современные мощные компьютеры вычислили уже миллиарды[22] десятичных знаков числа л, но никакой закономерности или неожиданных повторов в этой последовательности не обнаружили.