Текст книги "Наука в курьезах. Истории о необычных открытиях"

Пальчики оближешь

До чего же противно было глотать в детстве разные лекарства… Горькие таблетки, порошки, а особенно жидкие микстуры. Другое дело – сладкая газировка! Но пока не проглотишь лекарство, сладкого не получишь…

Когда в 1886 году аптекарь Джон Пембертон из Атланты варил очередную микстуру, у него совершенно не было мысли сделать её повкуснее. Он взял вытяжку из листьев южноамериканской коки и добавил африканских орехов кола: теоретически всё это могло стать средством от усталости, стресса и от зубной боли – благодаря тонизирующим свойствам.

Получился сироп, весьма приятный на вкус, но довольно густой. Для употребления его нужно было разбавлять водой, что тут же и было организовано: прямо в аптеке за пять центов вы могли приобрести стаканчик бодрящего напитка и встряхнуться. В день уходило примерно по девять стаканов. Негусто, но лиха беда начало.

Это было действительно начало – всемирно популярного напитка Кока-Кола. Но микстура, наверное, так и осталась бы микстурой, если бы не одна случайность. Аптекарь, разбавлявший сироп, однажды перепутал краны и наполнил стакан не обычной водой, а газированной. Получилось ещё лучше!

Но сумасшедший успех пришёл не сразу. Пембертон пытался рекламировать новую газировку, истратил на это восемьдесят долларов, а напитка продал только на пятьдесят. Не почувствовав особой перспективности, Пембертон продал дело. Да и жить ему оставалось не так уж долго…

Рецепт попал к иммигранту из Ирландии Азе Кендлеру – он приобрёл его у вдовы аптекаря. Вместе с несколькими компаньонами основал The Coca-Cola Company, а что из этого получилось, вы и сами знаете.

Памятник Дж. Пембертону возле музея Кока-Колы в Атланте

Состав напитка менялся. Лист коки был убран из рецептуры, и полюбившийся вкус теперь создаётся сочетанием ванилина, лимонной эссенции и масла гвоздики. А ещё один из ингредиентов – аспартам – тоже имеет свою историю, историю случайного открытия.

Вообще, почти все заменители сахара были открыты случайно, начиная с первого из них, сахарина. Студент Константин Фальберг из Балтиморского университета просто перекусывал после своих опытов. Вкус еды был странным – каким-то сладковатым. Фальберг сообразил, что, по-видимому, плохо вымыл руки от химикатов. Вещество было обнаружено, запатентовано и принесло Фальбергу деньги.

Подсластители на основе цикламатов тоже появились случайно: лаборант закурил в рабочем помещении, и сигарета оказалась сладкой на вкус. Ацесульфам был замечен тогда, когда другой лаборант листал страницы, послюнив пальцы. Аспартам выплеснулся из пробирки в процессе поиска лекарства от гастрита и тоже попал на руки химику (вот что значит работали без перчаток!). Но забавнее всего получилось с трихлорсахарозой. Она попала в руки студенту-иностранцу, плохо понимающему язык. Задание профессора протестировать вещество (test) он воспринял как просьбу попробовать на вкус (taste)… Вкус оказался сладким.

Встать на скользкий путь

Хорошо, что химик Рой Планкетт из компании DuPont не стал пробовать на вкус белое вещество, неведомо откуда возникшее в его лаборатории. Он вообще-то занимался газами. А тут вдруг подозрительный белый порошок…

А дело было так. Планкетт и его помощник приготовили почти пятьдесят килограммов газообразного тетрафторэтилена. Зачем им нужно было столько? Чтобы синтезировать новый хладагент по заданию компании. Газ закачали под давлением в небольшие баллоны, а чтобы баллоны не взорвались, поставили их в контейнеры с «сухим льдом» (когда-то им обкладывали мороженое, чтобы не таяло).

И вот наконец всё готово для начала реакции. Планкетт поднимает один баллон, подносит к реакционной установке и открывает вентиль. Ничего не происходит, газ не идёт. Может, утечка?

Баллон положили на весы – он весил ровно столько, сколько и должен. Значит, газ по-прежнему внутри? Тогда вопреки всем правилам техники безопасности рискнули срезать вентиль и были немало удивлены: баллон оказался полон белого порошка. Вскрыли другие баллоны – то же самое.

В общем, это был уже не тетрафторэтилен. Это был полимеризованный тетрафторэтилен: давление и холод сыграли свою роль. Вещество начали изучать, а чтобы каждый раз не ломать язык такими длинными словами, ему дали название «тефлон».

Тефлон удивил всех не только неожиданным появлением. Свойства его тоже оказались удивительными. Кислоты, щёлочи, высокие температуры были ему одинаково нипочём. Царская водка, растворяющая даже золото, на тефлон не действовала, из-за чего его даже прозвали пластмассовой платиной. Но самое главное – по нему можно было хоть на коньках кататься: такой скользкой поверхностью оно обладало.

За скользкое вещество ухватились военные и быстро нашли ему применение в ракетостроении. Но тефлону ещё только предстоял его звёздный час. А чтобы он наступил – как обычно, шерше ля фам, ищите женщину!

Женщине, а именно жене французского физика Марка Грегуара, приходилось бесконечно жарить рыбу. Что поделаешь, если супруг заядлый рыболов? Ведь вот даже удочку усовершенствовал, окаянный, чтоб складывалась-раскладывалась моментально!

Посуда с тефлоновым покрытием

Действительно, Грегуар придумал покрыть свою любимую складную удочку слоем тефлона, чтобы её части скользили, не застревая. Жена, которая устала отскребать от сковороды прилипшую рыбу, заметила это и попросила, чтобы он сделал с её сковородкой то же самое, что и с удочкой.

Сковорода удалась на славу, и физик даже запатентовал её. А потом основал фирму по выпуску антипригарной посуды. Да-да, это была она, «Тефаль».

Тефлон пробовали наносить на самые разные предметы, даже на пули (что, кстати, не дало какого-то дополнительного эффекта). Но гораздо больше пользы от тефлона в медицине – можно изготовить протезы кровеносных сосудов, искусственные клапаны сердца…

Боится этот «скользкий тип» только одного – царапин. Но это отлично знает любая хозяйка, вот почему у неё всегда под рукой деревянная лопаточка и мягкое моющее средство.

Шпаргалки на обоях

Глядя на эту девушку с миловидным и немного детским лицом, кто поверит, что перед ним разрушительница стереотипов, первая женщина-профессор математики, наперекор всему выбравшая науку? Софье Ковалевской с детства было одновременно и легко, и трудно. Легко давались занятия с учителями. Трудно было убедить папу, что это не баловство.

Всем нормальным детям лишь бы сбежать с уроков. А эта спрячет под подушкой «Курс алгебры» и ночью тайком читает при лампадке. А когда в гости к отцу является брат да начинает разглагольствовать о квадратуре круга, Софья с него просто глаз не сводит, так и заглядывает в рот!

Отец ужасно сердился. Девочку следовало воспитывать будущей хозяйкой и уж никак не поощрять эти странные наклонности. А на кого было сердиться, кроме как на себя? Сами же эту неземную любовь к математике и спровоцировали…

Семейство готовилось к переезду в деревню. «Дворянское гнездо» надлежало хорошенько отделать, для чего заказали в Петербурге красивые обои. Но где-то в расчётах ошиблись (попросили бы Софью подсчитать, что ли!), и на целую комнату обоев не хватило. Хотели выписать ещё, да всё руки не доходили, а потом и вовсе показалось дорого снова посылать нарочного за пятьсот вёрст. В итоге весь дом был отремонтирован, а в детской серели обшарпанные стены.

Неожиданно на чердаке отыскалось целое богатство – кипы бумаг с записями лекций, которые глава семьи слушал в юные годы. Лекции академика Остроградского, очевидно, не оставили в душе Сониного папы заметного следа, и теперь без всякой жалости были отправлены на оклейку ими стен в детской.

Пожелтевшая от времени бумага была испещрена формулами, цифрами, расчётами. О такой комнате Софья не могла и мечтать! Надписи походили на волшебные заклинания, написанные каким-то древним языком. Юную любительницу знаний постоянно тянуло к стенам. Она с упоением разглядывала эти закорючки, сути которых даже не понимала. В самом удобном и доступном для маленького роста девочки месте висела лекция о пределах и бесконечно малых величинах. Позже Софью назовут Паскалем в юбке и решат, что её мозг крупнее, чем у всех остальных.

Софья Ковалевская (1850–1891)

А что, в деревне оказалось совсем не скучно. Соседним поместьем владел господин Тыртов, профессор – вот счастливое совпадение! Однажды он принёс в подарок свой учебник, и Софья буквально вцепилась в книгу. Там было столько нового: синусы, косинусы… Этого не знали даже её учителя, и на волшебных обоях такого тоже не попадалось.

Во что бы то ни стало четырнадцатилетняя Софья решила разобраться в тригонометрических дебрях. И… разобралась! Во время следующего визита Тыртова, она заявила, горячо благодаря за книгу, что многое в ней поняла. Профессор улыбнулся снисходительно, мол, да-да, деточка, это отличная книжка от бессонницы. Но Софья тут же выложила ему свои расчёты, и профессор заговорил совсем по-другому. Мало того, он пошёл к отцу и сумел убедить, что девушку надо учить дальше.

Про жизнь Софьи Ковалевской вообще можно писать романы. Хоть про влюблённость в Достоевского – не в книги, а в самого Достоевского, который ухаживал за её старшей сестрой. Хоть про фиктивный брак, в который Софья ринулась ради долгожданной свободы. О том, как этот формальный брак перерос в настоящее чувство…

В России для молодой девушки, даже очень способной, о поступлении в университет не могло тогда быть и речи. Но хитёр женский ум: если уж рвётся к знаниям и перспективам, то ничем не гнушается. Идея о женской эмансипации стала такой модной, что Софья вместе с сестрой Анной загорелись ею. Жениха, Владимира Ковалевского, первой «подцепила» Анна. Но оказалось, подцепила не для себя, а для сестрёнки. Как настоящий ветреник, Ковалевский предпочёл одной сестре другую. Может, поверил в молодой талант, а может, Софья ему просто больше приглянулась?

На этот раз отца просто поставили перед фактом. Псевдомолодожёны отправились жить за границу, где Софья наконец дала себе волю и не только выучилась, но и защитила докторскую диссертацию! И всё-таки даже там пришлось сначала доказывать не теоремы, а то, что слово «женщина» не значит «пустоголовая».

Она преподавала за границей, потом возвращалась в Россию в надежде пробить эту стену. То полностью растворялась в новорождённой дочке, то вновь бросалась в математический омут.

Она сделала в науке побольше многих мужчин. Так что выбирайте тщательнее обои для своих детишек! Если не хотите, чтобы детишки выросли профессорами.

Как приходят в науку

А как вообще становятся ими, великими учёными? Как попадают в этот мир избранных? Случайностей, как мы уже поняли, в науке бывает предостаточно, а вот случайных людей вряд ли много. И пускай великим становится не каждый.

Многообразие историй о том, какими были гении в своём далёком детстве и чем занимались, укладывается всего в два варианта. Либо ребёнок оказывался на редкость послушным, одарённым и сообразительным, слушал с раскрытым ртом сказку, например, о ковре-самолёте и становился потом авиаконструктором. Либо рос таким разгильдяем и двоечником, что удивительно, как его земля носила; а потом – раз, и все понимали, что перед ними гений, который просто поначалу не знал, куда свою гениальность девать!

Правильный выбор жизненного пути – вот залог успеха. Американский математик Хасслер Уитни, например, почувствовал это на себе. Долгое время Уитни обучался игре на скрипке. И так славно это у него получалось: до-мажор, ре-минор… Отучившись на втором курсе, юный скрипач отправился в Европу, в Вену, чтобы там ещё больше оттачивать своё мастерство у тамошних преподавателей. Но вдруг выяснилось, что музыкального слуха и умения орудовать смычком для этой жизни недостаточно. От Уитни потребовали сдать ещё один экзамен – по одной из наук. Для скрипача на тот момент все науки были приблизительно равны, то есть он не владел толком ни одним предметом, поэтому он просто спросил у других студентов: а что сейчас модно изучать? Квантовую механику – ответили ему.

Квантовую так квантовую, подумал Уитни и явился на лекцию самого Вольфганга Паули. И естественно, не понял из неё ни слова! Но его уверенности в себе это не убавило: по окончании занятия Уитни подошёл к профессору и заявил, что тот непонятно излагает. «Возможно, вы прекрасный скрипач, – ответил Паули. – Но математический анализ и линейную алгебру знаете слабовато. Я дам вам учебники». Немного понимать лекции Уитни начал недели через две. А к концу семестра решил, что математика намного интереснее скрипичного искусства. Ею и занялся дальше!

Хасслер Уитни (1907–1989)

Попасть в хорошие руки – это тоже необычайно важно. Молодой человек Пётр Капица ну очень хотел оказаться «в руках» великого Эрнеста Резерфорда. Набравшись смелости, Капица отправился в Кембридж просить Резерфорда устроить его к себе в лабораторию. Учёный и рад был бы принять подающего надежды юношу, но вакантных мест уже не осталось, и Капице было отказано. Другой на его месте обречённо повернул бы домой, но Петра Леонидовича осенило:

– А сколько у вас всего аспирантов? – спросил он Резерфорда.

– Тридцать, – ответил тот.

– А какая обычно погрешность в ваших экспериментах?

– Два-три процента, – Резерфорд не принимал, к чему клонит этот русский.

– Тогда ещё один аспирант вполне укладывается в пределы вашей погрешности! Никто ничего не заметит! – обрадовался Капица и был рассмеявшимся Резерфордом принят.

Находчивость – нужное качество. И настойчивость, конечно, которая очень выручила будущего физика-теоретика Макса Планка, когда тот, как и Капица, в юном возрасте попросился к профессору Филиппу Жолли. Планку ужасно хотелось заниматься теоретической физикой и непременно под крылом Жолли. Профессор, конечно, был польщён, но счёл своим долгом предупредить: «Молодой человек, зачем вы хотите испортить себе жизнь? Ведь теоретическая физика уже в основном закончена. Стоит ли браться за такое бесперспективное дело?».

Шёл девятнадцатый век. Как нам теперь известно, Макс Планк решил, что попробовать всё-таки стоит.

Геометрический аппендикс

Скрипачи в научных кругах встречаются сплошь и рядом, вспомним хотя бы Эйнштейна! Так вот, венгерский математик Янош Бойяи тоже неплохо владел смычком. И к математическим проблемам подошёл так же виртуозно и вдохновенно.

Янош Бойяи (1802–1860)

Бойяи слыл блестящим дуэлянтом. Со своим юношеским пылом покусился он однажды на человека почтенного, уважаемого, который к тому же был старше него… на много веков. Это был Евклид из Александрии, который написал «Начала» – первый дошедший до нас математический трактат. Да как написал! Он навёл такой порядок в мире геометрических объектов, что его геометрией все мы пользуемся до сих пор.

Мир Евклида был идеален. Через идеальную точку по идеальной линейке прочерчивалась идеальная прямая. Идеальные прямые образовывали идеальные треугольники и четырёхугольник с идеальными углами. Среди таких идеалов Евклиду было хорошо и комфортно, потому что любые рассуждения о практичности, пользе и выгоде он презирал. Был даже такой случай: когда некий ученик спросил, зачем ему нужно учить геометрию, Евклид позвал раба и приказал: «Дай этому молодому человеку монету, поскольку он непременно хочет извлекать выгоду из того, что изучает!».

Идеальным евклидовым параллельным прямым никогда не суждено встретиться, как бы далеко они ни «зашли». В обычной, неидеальной, жизни не все были согласны с таким раскладом, но противопоставить ничего не могли, по крайней мере, столь же убедительного и чёткого. А Янош Бойяи почувствовал в себе силу. Хотя отец предупреждал его: «Оставь эту материю, страшись её не меньше, нежели чувственных увлечений, потому что и она может лишить тебя всего твоего времени, здоровья, покоя, всего счастья твоей жизни».

Но Янош не слушал. Через некоторое время он огорошил родителя словами: «Я создал странный новый мир из ничего». Это означало: если постулат о параллельных прямых заменить чем-нибудь другим, то и геометрия получится совсем другой, «неевклидовой».

Бойяи-старший горько покачал головой. Но на то он и отец, чтобы поддержать своего отпрыска! И когда выходит новая книга Бойяи-старшего, работа сына идёт в приложении к ней, так и называясь – «Аппендикс» («приложение»). Свою новую геометрию Янош Бойяи считает абсолютно истинной, как же иначе! А тут ещё и Гаусс, король математики, как его тогда называли, похвалил «Аппендикс» в самых высоких выражениях.

Молодой человек ждал славы, но понять и принять новую геометрию никто почему-то не спешил. Это была первая плохая новость. Бойяи даже не думал, что его огорчения только начались.

Как выяснилось, Гаусс сам изучал этот вопрос довольно серьёзно. Но мысли свои публиковать не торопился, побоявшись людского осуждения.

Такая новость ошеломила Яноша. «Предательство» Гаусса вывело его из равновесия настолько, что в математике он совершенно разочаровывается. Бросает свои расчёты, пытается начать новые и снова бросает. Но он не знает, что ещё один коварный удар подстерегает его. На три года раньше «Аппендикса» опубликовал похожую по взглядам работу русский математик Николай Лобачевский.

 
Когда-то Лобачевский думал, кутаясь в пальто:
Как мир прямолинеен – видно, что-то здесь не то,
Но он вгляделся пристальней в загадочную высь
И там все параллельные его пересеклись!
 

Такую песенку пели в советские времена… Лобачевский занял пост ректора Казанского университета всего в тридцать три года, но успевал заниматься теоретической наукой и написал книгу «Воображаемая геометрия» – о том, что пространство может быть искривлено и что евклидова геометрия для этого случая не подходит. Время показало, что «воображаемая» геометрия существует, и совсем не в воображении Лобачевского, а нашем реальном мире. Это хорошо знакомо астрономам, космонавтам, физикам, создателям глобусов и карт.

Прочитав ту книгу, Бойяи приходит в бешенство. Он уверен, что его идеи попросту украдены и что это снова проделки Гаусса!

С геометриями – и евклидовой, и всеми прочими – было покончено раз и навсегда. «Аппендикс» остался единственной работой, напечатанной при жизни его автора. Но потомки оценили идеи Яноша Бойяи и даже назвали его именем университет, астероид и лунный кратер (венгр был бы очень польщён).

В общем, дуэль с Евклидом не удалась. Вот если бы сразиться на шпагах – тогда держись! Ведь однажды Янош не побоялся вызвать на бой сразу тринадцать человек.

Проверено на себе

Экспериментальная наука богата на выдумку. Но когда никто не соглашается быть подопытным кроликом, экспериментатору приходится выступать одновременно и в качестве испытуемого. К сожалению, заканчивается это не всегда хорошо, а точнее, почти всегда нехорошо. Насладиться результатом бывает уже некому…

Так, друг Ньютона, математик Абрахам де Муавр точно предсказал дату своей смерти. В преклонном возрасте он заметил, что спит с каждым днём всё дольше и дольше. Продолжительность сна росла в арифметической прогрессии, и путём несложных расчётов Муавр выявил день, когда спать придётся все 24 часа – целые сутки. Математик так и умер во сне, в полном соответствии со своими подсчётами.

Александр фон Гумбольдт под впечатлением от работ Гальвани по «животному электричеству» мужественно приступил к изучению воздействия тока на… себя самого. Он вырастил на спине два волдыря и подвёл к ним цинковый и серебряный электроды. Боль была такой, что мышцы завибрировали. Молодого экспериментатора это не напугало. Он погружал электроды в рану на плече и в дырку от удалённого зуба (к счастью, у него хватило осторожности проделывать всё это под наблюдением врача). Но увы, все мучения были напрасны. Издав о своих опытах книгу, Гумбольдт ждал фурора – пока Алессандро Вольта не доказал, что для создания батареи живые мускулы ни к чему. Поражение оказалось больнее, чем все прошедшие испытания, и чтобы как-то отвлечься, Гумбольдт переключился на биологию с географией. И в них преуспел!

Барри Маршалл и Робин Уоррен из Австралии открыли новую бактерию. Они отыскали её на слизистой желудка и заявили, что эта самая бактерия Helicobacter pylori и вызывает такой распространённый гастрит и язву желудка. Но никто этому не поверил, гораздо привычнее было винить стресс и «сухомятку». Тогда со злости Маршалл схватил пробирку и выпил бульон с бактериями (только что не произнёс тоста за здоровье всех присутствующих). Гастрит он себе обеспечил, что и продемонстрировал скептикам. Пришлось не только признать открытие, но и дать смельчаку с его напарником Нобелевскую премию. Тогда больной сразу пошёл на поправку! А немецкий хирург Вернер Форсман тоже стал Нобелевским лауреатом – после того, как сам себе ввёл катетер в сердце!

Вообще-то, самолечением многие занимаются. Но чтобы самозаражением… С целью развеять всеобщий страх перед чумой и показать, что она не так заразна, как кажется, французский врач Антуан-Бартелеми Кло брал рубашку больного, соскабливал засохшую кровь и делал себе прививки из полученного препарата. Ранки он перевязывал бинтами, смоченными в крови больного, в его же одежду одевался и ложился в его кровать. Он всячески старался заразиться – но так и не заразился.

Румынский медик Николаус Миновици пытался прочувствовать на себе состояние, возникающее при удушении. Для этого он подвешивал себя за шею на веревке, попросив ассистентов фиксировать всё происходящее. Страшно предположить, что было бы, если бы ассистенты растерялись или просто оказались бестолковыми.

Основателю российской трансфузиологии Александру Богданову повезло меньше. Он предположил, что переливание крови должно оказать омолаживающее действие на организм и помочь бороться с недугами. Одиннадцать раз он делал себе переливание крови. Двенадцатый раз оказался фатальным: Богданов «обменялся» кровью с больным туберкулезом. Больной после этого выздоровел, а вот доктор…

Ради всестороннего изучения радиации Пьер Кюри десять часов кряду облучал собственную руку. На руке появилась язва, но не она оказала губительное влияние на здоровье физика. Он умер по несчастливой случайности: углубившись в свои мысли, переходил улицу и попал под лошадь. Но в медицине появилось новое направление – лучевая терапия.

Карл Шееле имел дурную привычку пробовать на вкус химические вещества, с которыми он работал. А если учесть, что он открыл, например, синильную и мышьяковую кислоты и три сильно ядовитых газа, то неудивительно, что такой коктейль довёл его до ранней смерти.

А швейцарского врача и зоолога Жака Понто по его «просьбе» укусили три гадюки. Столь смелым образом он испытывал действие созданного им противоядия. Ощущения были такими, будто его казнят, признавался позже этот любитель пресмыкающихся. К счастью, сыворотка подействовала!

Две личинки бычьего цепня проглотил за обедом Фёдор Талызин, чтобы хорошенько изучить, что происходит при заражении этим глистом. Черви очень скоро подросли, и общая их длина достигла почти десяти метров. Четыре месяца медику пришлось бороться с тошнотой и кишечными расстройствами.

Нет, ну и храбрый же народ эти экспериментаторы! Франц Райхельт был не учёным, не инженером. Он был французским портным, который однажды поверил в то, что ему удастся сшить плащ-парашют. Для испытания готового образца была выбрана Эйфелева башня. На глазах у огромной толпы портной-инноватор разбился, спрыгнув в злополучном плаще вниз.

Все представляют себе знаменитый Бруклинский мост? Мост этот был главным делом инженера Джона Рёблинга, которому, к сожалению, не суждено было полюбоваться своим творением. Рёблинг поранился на стройке и умер от столбняка. Его сын Вашингтон Рёблинг принял руководство этим проектом, но и ему здорово досталось. Спускаясь в камере под воду, к опорам, он стал жертвой кессонной болезни и провёл следующие десять лет, не выходя из своей комнаты. Но даже оттуда продолжал руководить строительством – прямо из окна.

Бруклинский мост

Вот если бы все грустные истории имели развязку, подобную истории математика Рихарда Дедекинда! Как-то раз ни с того ни с сего одна из газет напечатала объявление о его смерти. Прочитав его, Дедекинд удивлённо поднял брови и уселся писать ответное письмо в редакцию: «Благодарю вас за то, что вспомнили обо мне, но прошу принять во внимание, что год моей смерти указан не совсем точно».

Как же много в науке напрасных жертв, скажете вы! Но это с одной стороны. А с другой, если все эти истории дошли до нас, значит, наука всё-таки помнит своих героев. И да, упаси вас бог от попыток повторить что-то подобное, как бы этого ни хотелось.

Однако не очень хорошо заканчивать книгу на такой печальной ноте…