Сто великих ученых

других антибактериальных препаратов, которые были бы безвредны для

 

организма человека.

 

Другая счастливая случайность — открытие Флемингом пенициллина

в 1928 году — явилась результатом стечения ряда обстоятельств, столь невероятных, что в них почти невозможно поверить. В отличие от своих аккуратных коллег, очищавших чашки с бактериальными культурами после окончания работы с ними, Флеминг не выбрасывал культуры по 2—3 недели

кряду, пока его лабораторный стол не оказывался загроможденным сорока

или пятьюдесятью чашками. Тогда он принимался за уборку, просматривал

культуры одну за другой, чтобы не пропустить что-нибудь интересное. В

 

470

 

одной из чашек он обнаружил плесень, которая, к его удивлению, угнетала

высеянную культуру бактерии. Отделив плесень, он установил, что «бульон, на котором разрослась плесень... приобрел отчетливо выраженную способность подавлять рост микроорганизмов, а также бактерицидные и бактериологические свойства.

 

Неряшливость Флеминга и сделанное им наблюдение явились всего

лишь двумя обстоятельствами в целом ряду случайностей, способствовавших открытию. Плесень, которой оказалась заражена культура, относилась к очень редкому виду. Вероятно, она была занесена из лаборатории,

расположенной этажом ниже, где выращивались образцы плесени, взятые

из домов больных, страдающих бронхиальной астмой, с целью изготовления из них десенсибилизирующих экстрактов. Флеминг оставил ставшую

впоследствии знаменитой чашку на лабораторном столе и уехал отдыхать.

Наступившее в Лондоне похолодание создало благоприятные условия для

роста плесени, а наступившее затем потепление — для бактерий. Как

выяснилось позднее, стечению именно этих обстоятельств было обязано

знаменитое открытие.

 

Первоначальные исследования Флеминга дали ряд важных сведений о

пенициллине. Он писал, что это «эффективная антибактериальная субстанция... оказывающая выраженное действие на пиогенные кокки... и

палочки дифтерийной группы... Пенициллин даже в огромных дозах не

токсичен для животных... Можно предположить, что он окажется эффективным антисептиком при наружной обработке участков, пораженных

чувствительными к пенициллину микробами, или при его введении внутрь».

Зная это, Флеминг, как ни странно, не сделал столь очевидного следующего шага, который двенадцать лет спустя был предпринят Хоуардом

У. Флори и состоял в том, чтобы выяснить, будут ли спасены мыши от

летальной инфекции, если лечить их инъекциями пенициллинового бульона. Флеминг лишь назначил его нескольким пациентам для наружного

применения. Однако результаты были противоречивыми и обескураживающими. Раствор не только с трудом поддавался очистке, если речь шла о

больших его количествах, но и оказывался нестабильным.

 

Подобно Пастеровскому институту в Париже, отделение вакцинации в

больнице св. Марии, где работал Флеминг, существовало благодаря продаже вакцин. Флеминг обнаружил, что в процессе приготовления вакцин

пенициллин помогает предохранить культуры от стафилококка. Это было

небольшое техническое достижение, и Флеминг широко пользовался им,

еженедельно отдавая распоряжение изготовить большие партии бульона.

Он делился образцами культуры пенициллина с некоторыми коллегами в

других лабораториях, но ни разу не упомянул о пенициллине ни в одной из

двадцатии семи статей или лекций, опубликованных им в 1930—1940 годы,

даже если речь в них шла о веществах, вызывающих гибель бактерий.

 

АЛЕКСАНДР ФЛЕМИНГ 471

 

Пенициллин, возможно, был бы навсегда забыт, если бы не более

раннее открытие Флемингом лизоцима. Именно это открытие заставило

флори и Эрнста Б. Чейна заняться изучением терапевтических свойств

пенициллина, в результате чего препарат был выделен и подвергнут клиническим испытаниям. Все почести и слава, однако, достались Флемингу.

Случайное открытие пенициллина в чашке с бактериальной культурой

дало прессе сенсационную историю, способную поразить воображение

любого человека.

 

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 года была присуждена совместно Флемингу, Чейну и Флори «за открытие пенициллина

и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях».

Горан Лилиестранд из Каролинского института сказал в приветственной

речи: «История пенициллина хорошо известна во всем мире. Она являет

собой прекрасный пример совместного применения различных научных

методов во имя великой общей цели и еще раз показывает нам непреходящую ценность фундаментальных исследований». В Нобелевской лекции

Флеминг отметил, что «феноменальный успех пенициллина привел к интенсивному изучению антибактериальных свойств плесеней и других низших представителей растительного мира». Лишь немногие из них, сказал

он, обладают такими свойствами. Существует, однако, стрептомицин, открытый [Зелманом А.] Ваксманом... который наверняка найдет применение в практической медицине; появятся и другие вещества, которые еще

предстоит изучить».

 

В оставшиеся десять лет жизни ученый был удостоен двадцати пяти

почетных степеней, двадцати шести медалей, восемнадцати премий, тринадцати наград и почетного членства в восьмидесяти девяти академиях

наук и научных обществах, а в 1944 году — дворянского звания.

 

После смерти жены в 1949 году состояние здоровья Флеминга резко

ухудшилось. В 1952 году он женился на Амалии Куцурис-Вурека, бактериологе и своей бывшей студентке. Спустя три года, 11 марта 1955 года, он

умер от инфаркта миокарда.

 

Его похоронили в соборе Св. Павла в Лондоне — рядом с самыми

почитаемыми британцами. В Греции, где бывал ученый, в день его смерти

объявили национальный траур. А в испанской Барселоне все цветочницы

города высыпали охапки цветов из своих корзин к мемориальной доске с

именем великого бактериолога и врача Александа Флеминга.

 

Чашку с разросшимся плесневым грибом Флеминг хранил до конца

жизни.

 

МАКС БОРН

 

(1882—1970)

 

 

 

 

Его имя ставят в один ряд с такими именами, как Планк и Эйнштейн,

Бор, Гейзенберг. Борн по праву считается одним из основателей квантовой механики. Ему принадлежат многие основополагающие работы в области теории строения атома, квантовой механики и теории относительности.

 

Макс Борн родился 11 декабря 1882 года в Бреслау (ныне Вроцлав,

Польша) и был старшим из двух детей Густава Борна, профессора анатомии Университета Бреслау, и Маргарет (в девичестве Кауфман) Борн,

талантливой пианистки, вышедшей из известной семьи силезских промышленников. Максу было четыре года, когда умерла его мать, а четыре

года спустя его отец женился на Берте Липштейн, которая родила ему

сына. Поскольку его семья была связана с ведущими интеллектуальными

и артистическими кругами Бреслау, Макс рос в атмосфере, благоприятной для его развития. Начальное образование он получил в гимназии кайзера Вильгельма в Бреслау.

 

Хотя Макс собирался стать инженером, его отец посоветовал ему прослушать разнообразные курсы в Университете Бреслау, куда он и поступил в 1901 году, после смерти своего отца. В университете Макс изучал

многие предметы, однако вскоре увлекся математикой и физикой. Два

летних семестра он провел в университетах Гейдельберга и Цюриха. В

1904 году он  поступил в Гёттингенский университет, где занимался под

руководством известных математиков — Давида Гильберта и Феликса

Клейна, а также Германа Минковского. Гильберт, оценив интеллектуальные способности Борна, сделал его своим ассистентом в 1905 году. Макс,

кроме того, изучал в Гёттингене астрономию. Ко времени получения степени доктора в 1907 году за диссертацию по теории устойчивости упругих

 

МАКС БОРН

 

473

 

тел его интересы переместились в область электродинамики и теории относительности.

 

По окончании университета Борн был призван на год на военную

службу в кавалерийский полк в Берлине, но вскоре, спустя несколько

месяцев, был демобилизован из-за астмы. Этот краткий опыт воинской

службы укрепил в нем неприязнь к войне и милитаризму, которая сохранилась у него на всю жизнь.

 

Следующие шесть месяцев Борн занимался в Кембриджском университете, где посещал лекции Дж.Дж. Томсона. Вернувшись в Бреслау, он

начал проводить экспериментальные исследования, а затем приступил к

теоретической работе по теории относительности, развитой Альбертом

Эйнштейном в 1905 году. Объединив идеи Эйнштейна с математическим

подходом Минковского, Борн открыл новый упрощенный метод вычисления массы электрона. Оценив эту работу, Минковский пригласил Борна вернуться в Гёттинген и стать его ассистентом. Однако Борн проработал с ним всего лишь несколько недель вследствие внезапной кончины

Минковского, последовавшей в начале 1909 года.

 

Закончив в том же году теоретическое изучение теории относительности, Борн стал лектором в Гёттингене. Здесь он исследовал свойства кристаллов в зависимости от расположения атомов. Вместе с Теодором фон

Карманом Борн разработал точную теорию зависимости теплоемкости от

температуры — теорию, которая до сих пор лежит в основе изучения кристаллов. Кристаллическая структура оставалась главной областью исследований Борна вплоть до середины двадцатых годов.

 

В 1913 году Борн женился на Хедвиге Еренберг, дочери гёттингенского профессора права. У них родились сын; который впоследствии стал

главой фармакологического факультета в Кембридже, и две дочери.

 

В 1915 году Борн стал ассистент-профессором теоретической физики

у Макса Планка в Берлинском университете. Во время первой мировой

войны, несмотря на свое отвращение к войне, Борн проводил военные

исследования по звукометрии и давал оценку новым изобретениям в области артиллерии. Именно во время войны началась его дружба с Эйнштейном. Кроме физики, этих двух людей объединяла любовь к музыке, и

они с удовольствием исполняли вместе сонаты — Эйнштейн на скрипке,

а Борн на фортепиано.

 

После войны Борн продолжал исследования по теории кристаллов,

работая вместе с Фрицем Габером над установлением связи между физическими свойствами кристаллов и химической энергией составляющих их

компонент. В результате усилий двух ученых была создана аналитическая

техника, известная под названием цикла Борна—Габера.

 

Когда Макс фон Лауэ выразил желание работать с Планком, Борн

согласился поменяться с ним временно постами и отправился в 1919 году

во Франкфуртский университет, чтобы занять место профессора физики и

 

474

 

директора Института теоретической физики. Вернувшись через два года в

Гёттинген, Борн стал директором университетского Физического института. Он поставил условие, чтобы его старый приятель и коллега Джеймс

Франк был назначен в этот же институт руководить экспериментальной

работой. Под руководством Борна Физический институт стал ведущим

центром теоретической физики и математики.

 

Вначале Борн продолжил свои исследования по теории кристаллов в

Гёттингене, но вскоре он стал разрабатывать математические основы квантовой теории. Хотя его работа с кристаллами была крайне важной и помогла заложить основы современной физики твердого тела, именно вклад

Борна в квантовую теорию принес ему самый большой успех.

 

К двадцатым годам большинство физиков было убеждено, что всякая

энергия квантуется, однако первоначальная квантовая теория оставляла

нерешенными множество проблем. Борн хотел создать общую теорию,

которая охватывала бы все квантовые эффекты.

 

В 1925 году ассистент Борна Вернер Гейзенберг сделал важнейший

шаг в решении этой задачи, предположив, что в основе всех атомных

явлений лежат определенные математические принципы. Хотя сам Гейзенберг не смог разобраться в математических основаниях найденных им

соотношений, Борн понял, что Гейзенберг пользовался матричными операциями (математические преобразования, совершаемые по определенным правилам над таблицами чисел или переменных). С одним из студентов, Паскуалем Иорданом, Борн формализовал подход Гейзенберга и опубликовал результаты в этом же году в статье, озаглавленной «О квантовой

механике». Термин квантовая механика, введенный Борном, должен был

обозначать новую высокоматематизированную квантовую теорию, развитую в конце двадцатых годов.

 

Зимой 1925—1926 годов Борн был приглашенным лектором в Массачусетсском технологическом институте. В 1926 году Шрёдингер развил

волновую механику, содержащую формулировки, альтернативные квантовой механике, которая в свою очередь, как он показал, была эквивалентна формулировкам матричной механики. Возвращаясь к некоторым методам классической физики, волновая механика трактует субатомные частицы как волны, описываемые волновой функцией. Применяя принципы волновой механики и матричной механики в теории атомного рассеяния, Борн сделал вывод, что квадрат волновой функции, вычисленный в

некоторой точке пространства, выражает вероятность того, что соответствующая частица находится именно в этом месте. По этой причине, утверждал он, квантовая механика дает лишь вероятностное описание положения частицы. Борновское описание рассеяния частиц, которое стало

известным как борновское приближение, оказалось крайне важным для

вычислений в физике высоких энергий. Вскоре после опубликования борновского приближения Гейзенберг обнародовал свой знаменитый прин

МАКС БОРН

 

475

 

цип неопределенности, который утверждает, что нельзя одновременно определить точное положение и импульс частицы. Снова здесь возможно

 

лишь статистическое предсказание.