Луи Пастер. Его жизнь и научная деятельность

Лет двадцать назад Био указал на свойство некоторых тел вращать плоскость поляризации и высказал мысль, что изучение этих свойств в связи с кристаллическими формами бросит свет на молекулярное строение материи. Но возможность так и оставалась возможностью в течение двадцати лет; ни сам Био, ни другие исследователи не двинулись дальше по этому пути; напротив, работы Мичерлиха и Провостэ опровергали мнение Био.

Словом, вопрос, заинтересовавший Пастера, казался таким темным и неприступным, что, по-видимому, должен был бы испугать начинающего. Начинающий в большинстве случаев делает работу под руководством или по указанию профессора и во всяком случае выбирает вопрос, в котором путь исследования более или менее намечен, так что заранее можно быть уверенным в результатах. Зато и результаты не производят никакого “… Чтобы добиться bouleversement” [1] в науке и, принеся своему автору диплом, не приносят громкой славы громкой славы, надо “дерзать” – в науке, как и везде.

Но тут сказалась в Пастере черта, свойственная тем редким людям, инициатива которых определяет движение человечества в области мысли и практической деятельности, – страсть к неизведанному, к распутыванию неразрешимых проблем, к прокладыванию новых путей.

Мысль о внутренней структуре, обусловливающей внешнюю форму тел, овладела им с назойливостью неотвязного мотива.

Он решил взяться за работу при первой возможности. Эта возможность появилась, когда он сделался препаратором и получил место в лаборатории Балара.

ГЛАВА II. ПЕРВЫЙ ШАГ

Луи Пастер в возрасте 24 лет. Студенческие годы.

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

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

То же утверждал французский ученый Провостэ.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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