Страница 14 из 69
Совершенно интуитивно Пастер решил изучить кристаллы винной кислоты, не обладавшие способностью менять направление поляризации света. Конечно, интуитивная прозорливость сыграла тут свою роль, но только глубокое понимание предмета позволило Пастеру заметить, что в высушенной винной кислоте этой формы имелось два разных вида кристаллов. Разница между ними была очень невелика, но очевидна для зоркого наблюдателя. С помощью микропинцета Пастер собрал кристаллы обоих типов и поместил их в разные пробирки с водой. Поставив первую пробирку перед источником поляризованного света, он отметил поворот света вправо. Пробирка с водным раствором кристаллов второго типа поворачивала свет влево.
Тем самым Пастеру удалось сделать два важнейших открытия. Во-первых, он выделил ранее неизвестную форму винной кислоты, ту самую, которая поворачивала плоскость поляризации света влево. Во-вторых, что еще более важно, он установил, почему одна из форм винной кислоты была вообще не способна поворачивать плоскость поляризации света: она состояла из кристаллов, которые поворачивали эту плоскость в противоположных направлениях и тем самым нейтрализовали действие друг друга.
Это важнейшее открытие, описанное двадцатипятилетним химиком в докторской диссертации[18], сразу же принесло Пастеру признание и славу. Фактически его открытие заложило основы стереохимии. Вскоре после публикации Пастер получил должность профессора химии в Дижонском лицее. В 1849 году он стал профессором Страсбургского университета и женился на женщине, с которой и прожил всю оставшуюся жизнь.
Только в 1857 году Пастер перестал заниматься изучением безжизненных химических веществ и встал на путь познания невидимого, но живого мира крохотных растений и еще более мелких существ — мира Левенгука. Его внимание привлекли одновременно два аспекта этого экзотического микромира.
Во-первых, Пастер заинтересовался широко обсуждавшейся, но совершенно не раскрытой проблемой абиогенеза. Идея самозарождения живых существ из неживых субстанций казалась Левенгуку настолько смешной, что в 1702 году в одном из своих писем в Королевское общество он писал: «Наблюдая за удивительным промыслом Природы, благодаря которому возникают эти „маленькие зверушки“, способные жить и продолжать свой род, нам следует смутиться и задаться вопросом, неужели до сей поры есть люди, которые цепляются за старое убеждение, будто бы живые существа могут зарождаться в результате гниения?»
Хотя уже в начале XVIII века стало ясно, что вопрос о возможности самозарождения утратил свою актуальность, ученые то и дело возвращались к нему в течение более чем ста лет после смерти Левенгука. В 1765 году появился выдающийся труд Ладзаро Спалланцани, а в 1839 году — не менее достойная работа немецкого ученого Теодора Шванна, в которых доказывалось, что рост живых организмов, наблюдаемый в мясном бульоне, прекращается, если бульон прокипятить, а затем закрыть для доступа воздуха; но даже после этого отдельные исследователи настаивали на возможности абиогенеза, утверждая, что гниение всегда происходит благодаря организмам, самозарождающимся в разлагающихся тканях животных или растений.
Вряд ли Пастер слышал о Левенгуке, еще менее вероятно, что он читал его статью, опубликованную в 1702 году в «Transactions of the Royal Society». Ho он знал об экспериментах, проведенных Шванном в 1839 году. (Характерно, что ни в одной статье Пастера нет ссылок на работу немецкого коллеги, но в одном личном письме он признавал ее огромное новаторское значение.) Ему также было хорошо известно, какого рода возражения выдвигали критики работ Спалланцани и Шванна. Они утверждали, что, поместив смесь бульонов в герметичные сосуды после кипячения, оба ученых воспрепятствовали поступлению в бульон воздуха. По их мнению, именно в воздухе содержались некие газообразные неживые элементы, необходимые для зарождения живых организмов из неживых субстанций.
Тогда Пастер вытянул горлышки пробирок, содержавших бульонную смесь, и максимально сузил их диаметр. Узкие горлышки пробирок были направлены книзу таким образом, что воздух мог попадать внутрь, но вход любых тяжелых частиц, потенциально содержащихся в нем, был исключен. После этого бульон вскипятили, чтобы убить все живое, а потом подвергли инкубации. Ни в одной пробирке не удалось выявить ни гниения, ни какого-либо роста микроорганизмов.
Этот простой опыт Пастера вполне мог бы разрушить концепцию зарождения живой материи из неживой, однако она продолжала существовать в умах некоторых исследователей вплоть до публикации в 1876–1877 годах неоспоримых четких выводов английского физика Джона Тиндаля о наличии бактерий в воздухе.
Еще в тот период, когда Пастер занимался исследованиями в области абиогенеза, французские пивовары и виноделы обратились к нему с просьбой определить, чем вызвана порча их продукции — в стране, где оба напитка так популярны, эта проблема имела огромное значение. Занявшись ею, Пастер установил, что процесс ферментации, от которого зависит производство как пива, так и вина, вызывается различными видами дрожжей. Опять-таки нельзя не упомянуть, что за несколько десятилетий до него Теодор Шванн доказал существование живых и самовоспроизводящихся дрожжей и выразил уверенность в том, что они играют ведущую роль в производстве спирта из ячменя. Но еще за пятьдесят лет до открытия Шванна дрожжи и вырабатываемые ими шаровидные частицы были описаны стариной Левенгуком!
Впрочем, Пастер сделал нечто большее, чем простая констатация роли определенных видов дрожжей в ферментации пива и вина. Он обнаружил и описал методы предотвращения роста аэробных дрожжей, оказывавших столь неблагоприятное воздействие на производство вина и пива. Его исследования легли в основу идеи о необходимости осторожного нагревания жидкостей с целью разрушения потенциально болезнетворных дрожжей и бактерий; сегодня этот процесс, получивший название «пастеризация», повсеместно применяется для сохранения различных пищевых продуктов.
Пастер надеялся, что после спасения французской винодельческой промышленности он сможет вернуться к спокойным лабораторным исследованиям химических веществ и их реакций. Но этого не случилось. Один из его бывших преподавателей привлек Пастера к изучению заболевания, поражавшего шелковичных червей и, следовательно, наносившего ущерб еще одному из важнейших сельскохозяйственных производств во Франции. Может быть, Пастер смог бы отказаться от участия в работе, затрагивавшей совершенно неизвестную ему сферу, но еще с 1863 года он утверждал, что все процессы гниения вызываются микроорганизмами, а очевидной причиной гибели маленьких шелковичных червей как раз и было элементарное гниение.
Пастер посвятил болезни шелковичных червей пять лет, но ему так и не удалось выделить тот микроорганизм, который по его твердому убеждению ее вызывал. Зато ему удалось разработать методы ее быстрого распознавания, а затем с помощью тщательной изоляции и проведения определенных гигиенических мероприятий он смог предотвратить распространение этой болезни и в конечном итоге остановить эпидемию.
К 1870 году Пастер, спаситель виноделия, пивоварения и производства шелка, стал самым уважаемым ученым не только во Франции, но, наверное, и в мире. Трудно точно сказать, что именно занимало его после 1870 года, когда он спас шелкопрядильное производство. Но совершенно очевидно, что «мелкие зверушки» Левенгука теперь интересовали его куда больше, чем химия.
Не будучи врачом, Пастер тем не менее часто посещал больницы. Особенно его интересовали случаи смертей женщин в процессе родов или от родильной горячки (послеродовой лихорадки). Безусловно, Пастер знал о работах Игнаца Земмельвайса и Оливера Уэнделла Холмса, установивших заразный характер этой лихорадки. В отличие от обоих врачей Пастер догадался взять образцы маточной крови и экссудатов из тел парижанок, умерших от родильной горячки. Изучая под микроскопом эти образцы и некоторые культуры, он неизменно находил в них левенгуковских «зверушек» — микроорганизмы, словно бы состоявшие из нескольких крохотных телец (сегодня они известны под названием стрептококков).
18
L. Pasteur, Thèses de physique et de chimie, présentées à la faculté des sciences de Paris (Paris: Imprimeries de Bachelier, 1847).