Текст книги "100 великих учёных"

Автор книги: Дмитрий Самин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 25 (всего у книги 50 страниц)

АВГУСТ КЕКУЛЕ

(1829–1896)

Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц родился 7 сентября 1829 года в Германии. Мальчик оказался поразительно одарённым. Ещё в школе он мог свободно говорить на четырёх языках, обладал литературными способностями. По проекту гимназиста Кекуле было построено три дома! Однако за несколько недель до окончания Августом школы умер отец. После смерти отца вопрос об овладении доходной профессией встал с особой остротой. По совету родных Август уехал в Гисен, где уже год учился в университете его брат Эмиль.

В университете Август стал изучать геометрию, математику, черчение, рисование. Он обладал необыкновенным даром красноречия, умел увлекательно рассказывать, умел тактично дать нужный совет и вскоре стал всеобщим любимцем.

В университете Август впервые услышал имя Юстуса Либиха. Студенты произносили его почтительно, с восторгом. Август Кекуле решил посещать лекции прославленного учёного, хотя и не интересовался химией.

Весной 1848 года Кекуле впервые вошёл в лабораторию Либиха. Профессор с мировым именем произвёл на него неизгладимое впечатление. Уже после первой лекции Август решил, что будет постоянно ходить на занятия Либиха, и с каждым днём химия увлекала его всё больше и больше. Вскоре, забросив архитектуру, он твёрдо решил, что будет заниматься химией.

Но, приехав на летние каникулы, по настоянию родных, Август был вынужден остаться в Дармштадте и поступить в Высшее ремесленное училище. И всё же, убедившись, что Август не намерен отказаться от своего выбора, родные согласились отпустить его снова в Гисен. Весной 1849 года он продолжил свои занятия по аналитической химии.

Его первая научная работа об амилсерной кислоте получила высокую оценку профессора Билля. За неё в июне 1852 года Учёный совет университета присудил Кекуле степень доктора химии.

После окончания университета молодой учёный некоторое время работал в Швейцарии у Адольфа фон Планта, а затем переехал в Лондон, где ему рекомендовали лабораторию Джона Стенхауза.

Многочисленные и продолжительные анализы утомляли его и докучали своим однообразием. Удовлетворение после напряжённого дня он находил в вечерних беседах с коллегами-соотечественниками. Теоретические и философские проблемы органической химии были основным предметом их суждений. Такие понятия, как «соединительный вес», «атомный вес», «молекула», вызывали ещё много споров. Теория типов, созданная Жераром, доказывала, что замещение одного элемента другим имеет место и в тех случаях, когда в реакции участвует элемент, весовое количество которого в два, три или четыре раза больше соединительного веса. Франкланд ввёл понятие «атомность», то, что теперь называется валентностью. Идеи Франкланда развил Уильям Одлинг, предложивший валентность элементов обозначать чёрточкой у химического символа.

Вопрос о валентности чрезвычайно занимал Кекуле, и в его сознании постепенно назревали идеи экспериментальной проверки некоторых теоретических положений, которые он решил изложить в статье. В ней Кекуле сделал попытку обобщить и расширить теорию типов, разработанную Жераром. Кекуле сравнивал свои выводы с главными положениями теории Одлинга. Понятие «валентность» атомов можно использовать как основу новой теории! Атомы соединяются по какой-то простой закономерности. Он представил себе атомы элементов в виде маленьких сфер, которые отличаются друг от друга только по величине.

К сожалению, напряжённая и утомительная работа в лаборатории Стенхауза заполняла почти всё время, и Кекуле не имел возможности обдумать и проверить опытным путём мысли, которые не давали ему покоя. Нужно было искать другую работу. Весной 1855 года Кекуле покинул Англию и вернулся в Дармштадт. Он посетил университеты Берлина, Гисена, Гёттингена и Гейдельберга, но вакантных мест там не было. Тогда он решил просить разрешения определиться в качестве приват-доцента в Гейдельберге. Роберт Бунзен, профессор химии Гейдельбергского университета, одобрил эту идею. По его мнению, лекции Кекуле должны были привлечь слушателей, так как многие студенты интересовались органической химией. Получив разрешение, учёный снял помещение в большом трёхэтажном доме, принадлежавшем торговцу мукой. Одну комнату отвёл под аудиторию, а в другой устроил лабораторию. Места было мало, в лаборатории поместилось всего лишь два рабочих стола, но Кекуле был доволен.

Вначале лекции Кекуле по органической химии посещали только шесть человек, но постепенно аудитория заполнилась, и доходы Кекуле возросли – каждый слушатель вносил определённую сумму.

Теперь Кекуле всё свободное время мог посвятить исследовательской работе. Своё внимание он сосредоточил на гремучей кислоте и её солях, строение которых оставалось ещё невыясненным.

Ему удалось расширить и дополнить теорию типов. К основным Кекуле добавил ещё один – тип метана. Свои выводы он изложил в статье «О конституции гремучей ртути». Увы, учёный не располагал средствами, чтобы снова приняться за опыты с гремучей кислотой. Он решил вплотную заняться теоретическими проблемами. В статье «О теории многоатомных радикалов» Кекуле сформулировал основные положения своей теории валентности. Он обобщил выводы Франкланда, Уильямсона, Одлинга и разработал вопрос о соединительной способности атомов. Число атомов одного элемента, связанных с одним атомом другого элемента, зависит от валентности, то есть от величины сродства составных частей. В этом смысле элементы делятся на три группы: одновалентные, двухвалентные и трёхвалентные.

В этой же статье Кекуле отмечал, что углерод занимает особое место среди всех элементов. В органических соединениях его валентность равна четырём, так как он соединяется с четырьмя эквивалентами водорода или хлора. Таким образом, органические соединения углерода требуют особого изучения.

В статье «О составе и превращениях химических соединений и о химической природе углерода» Кекуле обосновал четырёхвалентность углерода в органических соединениях. Он также отмечал, что попытка Жерара подвести все химические реакции под один общий принцип – двойной обмен – неоправданна, так как существуют реакции прямого соединения нескольких молекул в одну.

Рассматривая состав органических радикалов в новом свете, он писал: «Относительно веществ, содержащих несколько атомов углерода, нужно принять, что атомы других элементов задерживаются в органическом соединении за счёт сродства (валентности) углерода; сами углеродные атомы также соединяются друг с другом, причём часть сродства (валентности) одного углеродного атома насыщается таким же количеством сродства (валентности) другого углеродного атома». Это были совершенно новые идеи, идеи об углеродных цепях. Это была революция в теории органических соединений. Это были первые шаги в теории структуры органических соединений.

А. М. Бутлеров благодаря критическому разбору работ Кекуле и Купера сумел заложить основные положения теории химического строения органических соединений, которая была создана русским учёным спустя несколько лет.

Весной 1858 года умер Жозеф Мореска, преподаватель химии Гентского университета (Голландия). Было решено пригласить на вакантную должность химика из Германии. В конце 1858 года Кекуле вместе со своим помощником Адольфом Байером уехал в Гент.

Здесь учёный продолжил исследовательскую работу. Его по-прежнему занимал вопрос об углеродных цепях. Он считал, что при химических реакциях углеродная цепь остаётся неизменной. Настало время доказать это опытным путём. Постепенно набирая факты, он подтвердил свою точку зрения.

Во время строительства химической лаборатории в Генте, Кекуле познакомился с директором завода светильного газа. Господин Дрори, англичанин по происхождению, лично руководил монтажными работами. Он часто заходил к Кекуле отвести душу – поговорить с ним на родном языке, а учёный владел английским в совершенстве. Постепенно он сблизился с семьёй директора. Дочь директора, красавица Стефания, завладела сердцем Августа.

Девушка получила прекрасное образование. Красота её нежного, тонкого лица, гибкий и острый ум покорили Кекуле. Молодые люди полюбили друг друга с первого взгляда. Господин Дрори благосклонно отнёсся к предложению Кекуле, но посоветовал отложить свадьбу на лето следующего года, чтобы молодожёны смогли во время летнего отпуска Кекуле совершить свадебное путешествие. Кроме того, в ближайшее время Кекуле должен был ехать на съезд естествоиспытателей в Шпейер.

На одном из заседаний этого съезда 19 сентября 1861 года Бутлеров выступил с докладом «О химическом строении веществ». Кекуле весьма скептически отнёсся к новым структурным формулам, которые, по мнению Бутлерова, выражали не только расположение атомов в молекуле, но и показывали, каково их взаимное влияние. Разочаровавшись в теории типов, Кекуле не принимал и новую теорию Бутлерова.

Вернувшись в Гент, он продолжил исследования фумаровой и малеиновых кислот. Не было сомнений, что эти кислоты – изомерные соединения. Но как объяснить их изомерию. Немало бессонных ночей провёл учёный, но объяснения найти пока не мог.

Разрядкой огромного душевного напряжения явилась долгожданная свадьба, которая состоялась летом 1862 года. Сколько радости и счастья принесла ему Стефания! Силы его будто удвоились – вернувшись из свадебного путешествия, он работал с ещё большим энтузиазмом: проводил опыты с ненасыщенными кислотами, заканчивал рукопись учебника органической химии. Но этот счастливый период оказался недолгим: грядущее материнство Стефании принесло тревогу за её здоровье. Кекуле был очень обеспокоен состоянием жены. И самые худшие опасения подтвердились – рождение сына стоило жизни матери. Кекуле был безутешен в горе.

Кекуле в поиске утешения в работе принялся за изучение структуры бензола и его производных. Атомы в молекуле взаимно влияют друг на друга, и свойства молекулы зависят от расположения атомов. Кекуле представлял себе углеродные цепи в виде змей. Они извивались, принимали самые различные положения, отдавали или присоединяли атомы, превращаясь в новые соединения. Он был близок к разгадке, и всё-таки представить структуру бензола ему не удавалось. Как расположены шесть углеродных и шесть водородных атомов в его молекуле? Кекуле делал десятки предположений, но, поразмыслив, отбрасывал.

Есть несколько версий, как открыл Кекуле формулу бензола. По одной из них она ему приснилась. Проснувшись, учёный поспешно набросал на листке бумаги новую форму цепи. Так появилась первая кольцевая формула бензола…

Идея бензольного кольца дала новый толчок для экспериментальных и теоретических исследований. Статью «О строении ароматических соединений» Кекуле послал Вюрцу, который представил её Парижской академии наук. Статья была напечатана в «Бюллетене академии» в январе 1865 года. Наука обогатилась ещё одной новой, исключительно плодотворной теорией строения ароматических соединений.

Дальнейшие исследования в этой области привели к открытию различных изомерных соединений, многие учёные стали проводить опыты по выяснению строения ароматических веществ, предлагали другие формулы бензола… Но теория Кекуле оказалась наиболее правомерной и вскоре утвердилась повсеместно. На основе своей теории Кекуле предсказал возможность существования трёх изомерных соединений (орто, мета и пара) при наличии двух заместителей в бензольном кольце. Перед учёными открылось ещё одно поле деятельности, появилась возможность синтеза новых веществ.

В 1867 году Кекуле был назначен директором нового химического института Боннского университета. В лаборатории вместе с Кекуле работали О. Баллах, Л. Кляйзен, Г. Шультц, Р. Аншютц и другие. Многие из них впоследствии стали известными учёными.

Слава Кекуле как одного из самых выдающихся учёных была общепризнанной. Его избрали почётным членом многие академии мира, с его мнением считались не только учёные, но и промышленники.

До самого преклонного возраста Кекуле продолжал работать с неослабевающей энергией: проводил опыты, читал доклады.

Весной 1896 года в Берлине вспыхнула эпидемия гриппа. Болезнь сильно подорвала здоровье Кекуле, давно страдавшего хроническим бронхитом. 13 июля 1896 года великий учёный скончался.

ИВАН МИХАЙЛОВИЧ СЕЧЕНОВ

(1829–1905)

Вклад этого учёного в науку метко охарактеризовал И. П. Павлов, назвавший Сеченова «отцом русской физиологии». Действительно, с его именем физиология не только вошла в мировую науку, но и заняла в ней одно из ведущих мест.

Иван Михайлович Сеченов родился 1 (13) августа 1829 года в селе Тёплый Стан Курмышского уезда Симбирской губернии. Его отец, Михаил Алексеевич, в молодости был военным, служил в Преображенском гвардейском полку, но затем вышел в отставку в чине секунд-майора и поселился в деревне. Мать, Анисья Егоровна, была крестьянкой, которую только замужество (она вышла замуж за своего барина) освободило от крепостной зависимости.

Детство будущего учёного-физиолога прошло в деревне, до четырнадцати лет он не покидал Тёплого Стана. После смерти отца материальное положение семьи ухудшилось, и мальчику пришлось азы науки познавать дома.

Затем Ивана определили в военное училище с тем, чтобы он стал учиться на инженера. В 1843 году Иван отправился в Петербург, где за несколько месяцев он подготовился и успешно сдал вступительные экзамены в Главное инженерное училище.

Однако Сеченов не ладил с начальством и не был допущен в старший класс училища, чтобы стать военным инженером. В чине прапорщика он был выпущен и направлен в обычный сапёрный батальон. Через два года Сеченов подал в отставку, ушёл с военной службы и поступил на медицинский факультет Московского университета.

Вдумчивый и старательный студент, Сеченов поначалу учился очень прилежно. Интересно, что на младших курсах он мечтал, по его собственному признанию, не о физиологии, а о сравнительной анатомии.

На старших курсах после знакомства с главными медицинскими предметами Сеченов разочаровался в медицине того времени.

«Виной моей измены медицине, – писал он впоследствии, – было то, что я не нашёл в ней, чего ожидал – вместо теорий голый эмпиризм… Болезни, по их загадочности, не возбуждали во мне ни малейшего интереса, так как ключа к пониманию их смысла не было…»

Сеченов увлёкся психологией и философией. В эти годы Сеченов вошёл в кружок прогрессивной московской молодёжи, группировавшейся вокруг известного писателя Аполлона Григорьева.

Жил Сеченов в студенческие годы очень скромно – снимал небольшие комнатки. Денег, которые присылала ему из деревни мать, едва хватало на пропитание, а ведь нужно было ещё вносить плату за обучение.

На старших курсах, окончательно убедившись, что медицина – это не его призвание, Сеченов стал мечтать о физиологии. Окончив курс обучения, Сеченов, в числе трёх наиболее способных студентов, сдавал не обычные лекарские, а более сложные – докторские экзамены. Успешно выдержав их, он получил право готовить и защищать докторскую диссертацию.

После успешной защиты Сеченов отправился за границу «с твёрдым намерением заниматься физиологией». С этого времени физиология стала делом всей его жизни. Начиная с 1856 года он несколько лет проводит за границей, работая у крупнейших физиологов Европы – Гельмгольца, Дюбуа-Реймона, Бернара. Там же он пишет докторскую диссертацию «Материалы к физиологии алкогольного опьянения», опыты для которой ставит на себе!

Возвратившись в Россию после защиты диссертации 8 марта 1860 года, он становится профессором Петербургской медицинской академии. Уже первые лекции тридцатилетнего профессора физиологии привлекли всеобщий интерес. Его выступления отличались не только и не столько простотой и наглядностью изложения, сколько новизной, необычностью содержания, насыщенностью, фактами последних достижений науки. Сеченовские лекции по электрофизиологии вызвали такой широкий интерес, что редакция «Военно-медицинского журнала» решила опубликовать их.

С самого начала работы на кафедре физиологии Сеченов возобновил интенсивные научные исследования.

«Лабораторию мне дали в нижнем этаже надворного флигеля, рядом с анатомическим театром, – вспоминал Сеченов. – Она состояла из двух больших комнат, служивших некогда химической лабораторией».

В этих-то невзрачных комнатах с ледяным погребом под ногами были выполнены замечательные исследования по физиологии нервной системы – исследования, сделавшие имя Сеченова знаменем прогрессивного русского естествознания.

Уже первые научные труды Сеченова, выполненные в то время, и его лекции по электрофизиологии, удостоенные высшей награды Академии наук, ясно показали, что в русскую науку вошёл большой, самобытный талант. И отнюдь не случайно группа учёных решила выдвинуть Ивана Михайловича в действительные члены Академии наук.

Осенью 1861 года Сеченов познакомился с Марией Александровной Боковой и её подругой Н. П. Сусловой. Обе молодые женщины хотели получить высшее образование, стать врачами. Но поступить в университет они не могли – в то время в России путь к высшему образованию для женщин был закрыт. Тогда Бокова и Суслова стали посещать в качестве вольнослушательниц лекции в Медико-хирургической академии и, невзирая на трудности, изучать медицину.

Сеченов горячо сочувствовал стремлению русских женщин к высшему образованию и поэтому с большой охотой помогал им в учении. Более того, в конце академического года он дал обеим своим ученицам темы для научных исследований. Обе ученицы Сеченова под его руководством выполнили докторские диссертации и защитили их в Цюрихе.

Впоследствии Мария Александровна Бокова стала женой Сеченова, его неизменным другом.

Осенью 1862 года учёный получил годовой отпуск и отправился в Париж. В столицу Франции его привело желание поближе познакомиться с исследованиями знаменитого Клода Бернара и самому поработать в его лаборатории. Это ему удалось. Сверх того, в знаменитом Коллеж де Франс он прослушал курс лекций по термометрии.

Самым значительным результатом исследований, проведённых Сеченовым в Париже, было открытие так называемого центрального торможения – особых механизмов в головном мозге лягушки, подавляющих или угнетающих рефлексы. Об этом Сеченов сообщил в работе, опубликованной в 1863 году сначала на французском, а затем на немецком и русском языках.

В том же году российский журнал «Медицинский вестник» опубликовал статью Сеченова «Рефлексы головного мозга». Учёный впервые показал, что вся сложная психическая жизнь человека, его поведение зависят от внешних раздражителей, а не от некоей загадочной «души». Всякое раздражение вызывает тот или иной ответ нервной системы – рефлекс. Рефлексы бывают простые и сложные. В ходе опытов Сеченов установил, что мозг может задерживать возбуждение. Это было совершенно новое явление, которое получило название «сеченовского торможения».

Открытое Сеченовым явление торможения позволило установить, что вся нервная деятельность складывается из взаимодействия двух процессов – возбуждения и торможения. Сеченов экспериментально доказал, что если у собаки выключить обоняние, слух и зрение, то она будет всё время спать, поскольку в её мозг не будет поступать никаких сигналов из внешнего мира.

Эта статья сразу же, как свидетельствуют современники, стала известной в самых широких кругах русского общества.

«Мысли, изложенные в „Рефлексах“, были так смелы и новы, анализ натуралиста проник в тёмную область психических явлений и осветил её с таким искусством и талантом, что потрясающее впечатление, произведённое „Рефлексами“ на всё мыслящее общество, становится вполне понятно», – писал видный русский физиолог Н. М. Шатерников.

Неудивительно, что материалистические взгляды Сеченова вызвали преследование со стороны властей. Он подвергся судебному преследованию.

Сеченов чрезвычайно спокойно встретил известие о попытке возбуждения против него судебного дела. На вопросы друзей об адвокате, который будет защищать его на суде, Сеченов ответил: «Зачем мне адвокат? Я возьму с собой в суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты: пускай тогда прокурор опровергает меня».

Очевидно, боязнь окончательно оскандалиться в глазах русского общества, да и всей Европы, вынудила царское правительство отказаться от судебного процесса над автором «Рефлексов» и, скрепя сердце, разрешить издание книги. Однако великий физиолог, краса и гордость России, на всю жизнь остался для царского правительства «политически неблагонадёжным».

В 1866 году выходит из печати классический труд Сеченова «Физиология нервной системы». В предисловии к этой книге он коротко, в нескольких фразах, изложил своеобразное кредо физиолога-экспериментатора: «Написать физиологию нервной системы побудило меня главнейшим образом то обстоятельство, что во всех, даже лучших учебниках физиологии в основу частного описания нервных явлений кладётся чисто анатомическое начало… я же с первого года преподавания нервной системы стал следовать другому пути, именно описывал на лекциях нервные акты так, как они происходят в действительности».

Особую важность в «Физиологии нервной системы», как считает известный советский психолог М. Г. Ярошевский, имеет высказанная здесь идея о саморегуляции и обратных связях, одна из генеральных сеченовских идей, развитая в дальнейшем кибернетикой. Эта идея привела Сеченова к понятию о сигнале и об уровне организации сигналов как регуляторов поведения.

Нервную систему изучал Сеченов и во время годичного отпуска в 1867 году; большую часть этого отпуска он провёл в Граце, в лаборатории своего старого друга профессора Роллета. Даже отпуск Иван Михайлович всегда использовал для работы.

После десяти лет труда он ушёл из академии и некоторое время работал в лаборатории, которой руководил Д. И. Менделеев. Затем в течение ряда лет был профессором Новороссийского университета.

Не переставая заниматься физиологией нервной системы, Сеченов заинтересовался новой, чрезвычайно важной и малоизученной проблемой – состоянием углекислого газа в крови. «Этот, с виду простенький вопрос, – писал Сеченов, – потребовал для своего решения не только опытов со всеми главными составными частями крови порознь и в различных сочетаниях друг с другом, но в ещё большей мере опытов с длинным рядом соляных растворов». Стремясь раскрыть секреты важнейшего физиологического процесса поглощения кровью из тканей и отдачи углекислоты, Сеченов глубоко изучал его физико-химическую сущность, а затем, расширив рамки исследования, делает в дальнейшем крупные открытия в области теории растворов.

В сентябре 1869 года он стал членом-корреспондентом Императорской Санкт-Петербургской академии наук.

Весной 1876 года Сеченов вновь приехал в город на Неве и вступил в должность профессора кафедры физиология физико-математического факультета Петербургского университета.

Невзирая, однако, на эти трудности, Сеченов развернул здесь разнообразные физиологические исследования и получил ценные результаты. Он в основном завершил свои работы, связанные с физико-химическими закономерностями распределения газов в крови и искусственных солевых растворах, а в 1889 году ему удалось сформулировать «уравнение Сеченова» – эмпирическую формулу, которая связывает растворимость газа в растворе электролита с его концентрацией. Это уравнение и сейчас находится на вооружении науки.

К этому времени относится начало изучения газообмена человека. У Сеченова, как и у широкой научной общественности, большой интерес вызвала сенсация тех лет – полёт трёх французских воздухоплавателей на аэростате «Зенит», поднявшихся на высоту 8 километров. Однако полёт этот завершился трагически: двое воздухоплавателей погибли от удушья. Сеченов проанализировал причины их гибели и в декабре 1879 года в докладе на VI съезде естествоиспытателей и врачей высказал мысль об особенностях физиологических процессов, протекающих в человеческом организме при пониженном давлении воздуха.

Исключительно одарённый и яркий человек, прогрессивный по своим научным взглядам и общественным убеждениям, блестящий лектор, Сеченов пользовался огромным авторитетом среди студентов, но начальство его не терпело.

Вот и теперь он вынужден покинуть Петербург. «Я решил заменить профессорство более скромным приват-доцентством в Москве», – с иронией написал Сеченов.

Осенью 1889 года питомец Московского университета, прославленный учёный возвратился сюда, в родные пенаты. Однако по-прежнему учёному создавали препоны, всячески препятствовали его научной работе.

Но отказаться от исследовательской работы он не мог. Отлично понимавший настроение Сеченова его давний друг Карл Людвиг, в то время профессор Лейпцигского университета, сказал своему маститому ученику, что, пока он жив, в его лаборатории всегда будет комната для русского физиолога. И Сеченов, лишённый почти на три года возможности заниматься делом своей жизни, физиологическими исследованиями, почти согласился работать в лаборатории Людвига, а в Москве читать только лекции.

Однако умер профессор физиологии Шереметевский, появилась вакансия, и в 1891 году Сеченов стал профессором кафедры физиологии Московского университета.

С прежней энергией учёный продолжает свои эксперименты. Он полностью завершает, наконец, исследования по теории растворов, получившие высокую оценку и в ближайшие же годы подтверждённые специалистами-химиками в России и за рубежом.

Сеченов начинает исследования по газообмену, конструируя ряд оригинальных приборов и разрабатывая собственные методы изучения обмена газов между кровью и тканями и между организмом и внешней средой. Признаваясь, что «исследование дыхания на ходу было всегда моей мечтой, казавшейся притом же невыполнимой», Сеченов изучает газообмен человека в динамике.

По-прежнему большое внимание уделяет он нервно-мышечной физиологии. Выходит из печати его обобщающий капитальный труд «Физиология нервных центров».

В декабре 1901 года Сеченов оставил преподавание на кафедре физиологии Московского университета и ушёл в так называемую чистую отставку, то есть отказался читать даже частные курсы.

2 (15) ноября 1905 года Иван Михайлович умер.