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

Синтез меченой мочевины был первым примером использования изотопа 15N. Этот эксперимент открыл новую главу в биохимии.

Со временем поведение Рудольфа Шёнхеймера становилось все более странным. Приступы глубокой подавленности следовали один за другим, и однажды ночью в 1941 году, на пике блестящей карьеры, он покончил с жизнью.

Девитт Штеттен излагает свою историю про синтез мочевины в книге: Perspectives in Biology and Medicine, 25, 354 (1982).

Ученые и шовинисты

Планета Уран, открытая Уильямом Гершелем в 1781 году, в XIX веке вдруг стала вызывать у астрономов беспокойство. Алексис Бувар обнаружил, что траектория ее движения по орбите отклоняется от предсказанного — хотя расчеты, основанные на законах Ньютона, учитывали и притяжение Солнца, и влияние других планет. Не вкралась ли ошибка в сами законы Ньютона? Или, возможно, на Уран влияет еще одна, неучтенная, планета?

Орбиту такой гипотетической планеты впервые попробовал вычислить в 1843 году юный Джон Коуч Адамс, недавний выпускник Кембриджа. Задача представлялась нелегкой, однако после трех лет упорной работы Адамс смог предъявить предварительные результаты. Когда Адамс решился показать их почтенному профессору Джеймсу Челлису, директору Кембриджской обсерватории (который единолично распоряжался тамошним телескопом и никого к нему не подпускал без веских оснований), тот от него просто отмахнулся, посоветовав обратиться к королевскому астроному сэру Джорджу Эйри. Сэр Джордж тоже не сильно помог: он сообщил Адамсу, что поиски новой планеты стоит начинать только после более детальных расчетов. На них у раздосадованного Адамса ушел еще год.

Тем временем Урбен Жан Жозеф Леверье (1811–1877) из парижской Политехнической школы проделал те же расчеты и в 1846 году опубликовал свои прогнозы относительно положения и вероятных размеров загадочной планеты. Пытаясь увлечь этой идеей французских звездочетов, Леверье тоже столкнулся с трудностями — его отправили к директору Берлинской обсерватории. Письмо Леверье пришло в Берлин 23 сентября, и той же ночью помощник директора обсерватории, Иоганн Готтфрид Галле, приступил к поискам. По счастливому стечению обстоятельств, как раз перед тем обсерватория получила недавно заказанную превосходную карту неба. Благодаря ей неуловимое небесное тело было найдено Галле всего за несколько часов. Взволнованный, он написал Леверье: “Планета, расположение которой Вы указали, действительно существует. В тот же день, когда я получил Ваше письмо, я обнаружил звезду восьмой величины, которой нет на превосходной Carta Horta XXГ.

Едва вышла статья Леверье, Эйри, вероятно, испытал угрызения совести и немедленно обратился к Челлису с просьбой начать поиски неизвестной планеты. Однако карта звездного неба, которая имелась у Челлиса, не могла сравниться с Carta Horta XXI. Только когда Галле сообщил о своих успехах, Адамс понял, что тоже видел новую планету.

Адамс, человек скромный и молчаливый, не выказывал зависти к удачливому конкуренту. Когда они с Леверье познакомились в Кембридже, он даже с ним подружился.

Открытие Нептуна — так назвали планету в парижском Бюро долгот, хотя Эйри и настаивал, чтобы, не нарушая традиции, планету назвали именем греческого бога Океана, а Галле предпочел бы Нептуну и Океану Януса, — стало сенсацией. Во-первых, законы Ньютона и модель планетарной системы Кеплера с триумфом продемонстрировали свою мощь. Но, что еще важнее, наблюдения эффектно подтвердили теоретический прогноз! Последнее поразило воображение как широкой публики, так и политиков, которым впервые представился шанс воочию убедиться в важности научных изысканий. Говорят, что именно тогда правительства европейских стран начали всерьез интересоваться наукой.

Сэр Джон Гершель, сын Уильяма Гершеля, написал популярную статью об открытии Нептуна для журнала The Athenaeum, где лестно отозвался о работе Адамса. В прессе заговорили об ущемленной национальной гордости. Однако расчеты Адамса так и не были опубликованы, и во Франции начали всерьез подозревать коварного англичанина в плагиате. Английские газеты в ответ обвинили французов, что те искажают истину и на самом деле это они воры — украли британское открытие. Леверье с горечью сетовал Эйри на то, что Гер-шель пытается лишить его права на первоклассное достижение: расчеты Леверье были точнее расчетов Адамса и при этом заняли вдвое меньше времени. Эйри отвечал примирительно:

Дорогой сэр, я получил ваше письмо от 16 числа (октября 1846 года), и мне жаль, что статья сэра Джона Гершеля так вас огорчила. Убежден, что сэр Джон Гершель тоже бы расстроился — этот добрейший человек щепетильнее всех, с кем я знаком, в своем стремлении быть справедливым ко всем и никого при этом не обидеть.

Последовали новые контробвинения и перепалки в том же духе, однако Адамс никогда и ни в чем не обвинял Леверье, равно как и Леверье — Адамса, поскольку и тот и другой признавали, что их расчеты были проделаны независимо друг от друга.

Впоследствии оба ученых удостоились множества почестей: Адамс стал следующим после Эйри королевским астрономом, а Леверье сменил Араго на посту директора Парижской обсерватории.

Об открытии Нептуна рассказывается во многих источниках; см., например: Hoyle Fred, Astronomy (Macdonald, London, 1962) и Leverington David, A History of Astronomy from 1890 to the Present (Springer, London, 1995J.

Поникшие уши кроликов

Льюис Томас — выдающийся ученый-медик. Многие годы он возглавлял Раковый центр Слоуна-Кеттеринга в Нью-Йорке. Томас широко известен своими яркими и изящными эссе о науке, медицине и вообще о жизни.

Одно из первых его приключений, связанных с наукой, случилось в 1936 году, когда он был еще только жаждущим славы студентом-медиком. Томаса заинтриговало так называемое явление Шварцмана. Ученый, именем которого оно названо, заметил, что, если кролику ввести подкожно бактериальный эндотоксин (то есть умеренно токсичную секрецию некоторых бактерий), возникнет небольшое местное воспаление; однако, если эту процедуру повторить, причем через промежуток времени от 18 до 24 часов, появятся обширные поражения кожи и кровоизлияния. При введении второй дозы токсина в вену ничего не происходило. Напротив, итоги двух внутривенных инъекций подряд были катастрофическими: все заканчивалось отказом почек.

Прочитав статью про реакцию Шварцмана (где были изображены почки кролика, пораженные некрозом), Томас пришел на семинар по медицинской патологии, который каждую неделю проходил в кабинете его профессора.

Не помню, о чем там говорили, однако помню, как, наклонившись, ударился головой о тяжелую стеклянную банку на полке с препаратами тканей и уронил ее на пол. Я подобрал ее, чтобы поставить на место, и обнаружил внутри пару человеческих почек с точно такими же повреждениями, как и у кроличьих почек на снимке, помещенном в статье о работах Шварцмана. Этикетка гласила, что почки принадлежат женщине, умершей от эклампсии (повышения давления при токсикозе во время беременности) в сочетании с серьезным бактериальным заражением.

Томас решил докопаться до сути странной аномалии, и вместе с коллегами потратил на ее изучение ю лет. Они так и не разобрались со всеми нюансами, однако выяснили, отчего перед гибелью ткани прекращается приток крови к ней, и показали, что главные виновники разрушительного процесса — белые кровяные тельца. Удаляя эти клетки из кровотока или подавляя свертывание крови, Томасу и его друзьям удавалось излечить кроликов от реакции Шварцмана. Однако в ходе своих исследований они наткнулись на другое интересное явление.

Нам пришло в голову, что выброс поврежденными клетками ткани протеолитического фермента (который атакует и расщепляет белки) может быть одной из причин разрыва микроскопических сосудов, и мы догадались, что такой фермент будет активней всего в кислой среде, которая, как было известно, характерна для обработанной [препаратом] кожи кролика. Недолго думая, мы ввели в кожу кролика немного папаина, растительного фермента-протеолитика из млечного сока папайи, и уже через час смогли наблюдать точно такой же геморрагический некроз, как и в случае местного эффекта Шварцмана.

Теперь, решили мы, ясно, что делать дальше. Следующим шагом было ввести папаин внутривенно, чтобы воспроизвести реакцию в общем случае — с отказом почек и всем прочим. Мы сделали это, и ничего не произошло. Животные по-прежнему пребывали в хорошей форме, были активны и голодны, а их почки работали как ни в чем не бывало. Тогда мы повторили опыт с различными дозами папаина, но результат был тот же. Однако теперь мы заметили, что кролики, хотя и абсолютно здоровы на вид, все же выглядят как-то иначе — и при этом довольно забавно. Их уши, вместо того чтобы торчать, как-то размягчились и спустя несколько часов обвисли, как у спаниелей. Впрочем, уже на следующий день они торчали снова.