Пастер

В дальнейшем при помощи поляризованной установки — поляриметра — было показано, что одни кристаллы отклоняют плоскость поляризации только влево, другие — только вправо. Так, например, Био нашел, что есть два вида горного хрусталя — лево- и правовращающий, причем на глаз никакой разницы между ними установить не удалось: кристаллы были абсолютно одинаковыми по своему строению, количеству и расположению граней и т. д.

Позже оказалось, что оптическая активность кварца связана с асимметрическим строением его кристаллов — те, которые вращали луч света вправо, имели на правой стороне дополнительную грань, те же, которые вращали плоскость света влево, имели такую грань с левой стороны кристалла.

Но почему же винная и виноградная кислоты, кристаллы которых совершенно одинаковы, по-разному относятся к поляризованному свету? В чем тут секрет?

Мысль о внутренней структуре, обусловливающей внешнюю форму тел, стала для Пастера чем-то вроде навязчивой идеи. Если раствор двух веществ, химически одинаковых, состоящих из одних и тех же частиц, различно относится к свету, это значит, что частицы в чем-то неодинаковы, рассуждал Пастер, химически однородные, они должны быть неоднородными по своей форме. А что такое неоднородность формы частицы? Различная группировка атомов, составляющих ее. Отклонение плоскости поляризации — оптическая неправильность — указывает на неправильность внутреннюю, на асимметричность в группировке атомов. Если эта гипотеза верна, то очевидно, что внутренняя, невидимая асимметрия частиц должна проявиться видимой неправильностью кристалла. Кристаллы должны быть различны.

Если эта гипотеза верна…

Пока что гипотеза явно расходилась с мнением столь маститых ученых, как Митчерлих и Провостэ, утверждавших, что кристаллы винной и виноградной кислот во всем схожи между собой. Смелость, с какой Пастер ринулся в бой с признанными авторитетами, поистине удивительна. Но тогда, когда перед ним вставали вопросы науки, авторитетов не существовало. И он, быть может по молодости, а может быть по строптивости характера, легко допускал, что и Митчерлих и Провостэ просто могли ошибиться. Ибо ученые — тоже люди, а всякому человеку свойственно ошибаться…

Он почти не встретил затруднений в определении неправильности строения оптически активных кристаллов винной кислоты и ее солей. Повторяя опыты Митчерлиха, он обнаружил то, что упустил маститый ученый: на кристаллах солей винной кислоты существуют маленькие дополнительные грани, доходящие только до половины ребер и создающие неправильность в строении кристалла; называется такая неправильность гемиэдрией (половинчатостью). Если положить такой кристалл перед зеркалом, то отражение будет неналожимо на него, то есть отражение не совпадет во всех точках с отражаемым предметом. Очень важным в этом опыте было то, что все гемиэдрические грани находились у кристаллов винной кислоты справа, и именно вправо вращался луч поляризованного света.

Прямая связь между гемиэдрией и оптической активностью, как и предполагал Пастер, была очевидной. Первая часть опыта закончилась благополучно.

С волнением приступил Пастер ко второй части, которая должна была подтвердить, что кристаллы оптически пассивной виноградной кислоты симметричны и гемиэдрическое построение им не свойственно.

Пастер исследует кристаллы солей виноградной кислоты и… Что это? Не может быть, вероятно он ошибается… Он снова и снова повторяет опыт и снова получает одни и те же результаты: кристаллы оптически пассивной виноградной кислоты тоже гемиэдричны!.. Вот это осечка! Все здание рушится сразу, вся стройная теория зависимости оптической активности вещества от его строения оказывается никуда не годной.

Очень экспансивный, легко меняющий настроения, Пастер впал в уныние — гипотеза не выдержала испытания опытом, надо все начинать сначала. Но чтобы начать заново, надо иметь новую гипотезу, а он ничего другого не может предложить! Вопреки эксперименту он продолжает верить в свою первоначальную догадку, ибо логика вещей говорит в ее пользу.

Уже безо всякого энтузиазма Пастер снова — в который раз! — рассматривает под микроскопом крохотные кристаллики таинственной виноградной кислоты и — стоп! — замечает в них нечто новое, отличное от первоначальных наблюдений. Оказывается, гемиэдрия тут есть, но не такая, как в первом случае: если у винных кристаллов все дополнительные грани расположены справа, то тут они на некоторых кристаллах справа, а на других слева… Еще неясно, что это может дать, но это уже какая-то зацепка. Надо все как следует обдумать.

Обдумать — это не значит сидеть сложа руки. Обдумывать надо, действуя. И Пастер с завидным терпением принимается за кропотливейшую работу: отбирает из всех осевших на дне раствора кристаллов те, у которых дополнительные грани находятся справа, и отделяет их от тех, у которых грани слева. Огромный труд! Но к каким же замечательным результатам он привел.

Когда, закончив эту сумасшедшую сортировку, Пастер снова приготовил растворы — на этот раз отдельно из левых кристаллов и отдельно из правых — и при помощи поляризатора исследовал их, он увидел то, что единственно и ожидал увидеть: «левый» раствор отклонял луч света влево, «правый» — вправо. Налицо два вида винной кислоты, оптически активной, состоящей из одинаковых кристаллов с одинаковыми свойствами, только одни являются зеркальным отражением других, как левая и правая рука. А смешение их — это и есть таинственная виноградная кислота, оптически совершенно недеятельная…

Позвольте — смешение?! Да, но не просто смешение: нужно взять равные количества левых и правых кристаллов, равные объемы их растворов так, чтобы они взаимно нейтрализовали друг друга в поляриметре, вот тогда-то и получится пресловутая пассивная виноградная кислота! Понятно же, что если один вид гемиэдрии отклоняет луч вправо, а другой — влево, то в результате такого взаимодействия луч никуда не будет отклоняться…

Когда поляриметр подтвердил его догадку и он понял, наконец, что проник в тайну, над которой ломали голову такие светила, как Митчерлих, Провостэ и сам Био, он выскочил из лаборатории — ему необходимо было с кем-нибудь поделиться своей первой победой.

И все-таки Пастер не до конца понимал цену своему открытию. Оно не только установило, что таинственная виноградная кислота не что иное, как смесь двух разновращающих кислот, взятых в равных количествах; это была только частность. Его открытие положило начало новой науке — стереохимии, химии в пространстве, учению о группировке атомов в молекуле и о законах, управляющих этой группировкой.

Предсказание старого Био подтвердилось. Но сам Био этому не поверил…

Семидесятипятилетний патриарх науки Био был уже слишком немощен для таких потрясений — увидеть на склоне лет, как новое, молодое поколение осуществляет его мечты. Он отнесся с сомнением к рассказу Балара об открытии его ученика, едва успевшего сойти со школьной скамьи и с такой поразительной легкостью преодолевшего то, что казалось неразрешимым для самого Митчерлиха.

Хитро, по-стариковски подмигивая, Био спрашивал Балара:

— А вы уверены, что все это так? Вы сами видели?

Но чем больше рассказывал Балар о Пастере и о его работе, тем серьезней становился Био. Под конец он совсем разволновался и, проворчав: «Надо будет познакомиться с работой, сделанной этим молодым человеком», — махнул рукой и вышел из библиотеки.

В тот же вечер он написал Пастеру письмо, от которого тот пришел в неописуемый восторг: «Я с удовольствием займусь проверкой полученных Вами результатов, когда они будут Вами вполне сформулированы и если Вы захотите доверить их мне. Прошу Вас верить, что я с громадным интересом отношусь ко всем тем молодым людям, которые работают настойчиво, упорно и точно».

Свидание должно было состояться в Коллеж де Франс, где жил Био. Но состоялось оно только через несколько недель: Пастера вызвали в Арбуа к умирающей матери.

Все это было так внезапно и так горестно, что любящий, впечатлительный Пастер сразу перестал быть ученым-химиком и почувствовал себя ребенком, так рано и так несправедливо теряющим мать.