Автостопом по науке. 70 фактов из истории великих открытий

Мы можем воспринимать это как исторический курьез, но в те времена биологам и химикам витализм ставил две важные преграды. Мысль о том, что живые организмы не появляются от живых организмов, а самозарождаются, вносила в естественные науки некоторый уровень безответственности, позволяя своим сторонникам не думать о том, как же на самом деле эти организмы размножаются и проникают туда, где их нашли. Однако опыты Франческо Реди с мясом, закрытым от мух, показали, что личинки не возникают в продукте сами, даже если доступ воздуха открыт и преграждает путь насекомым только слой марли, через который невидимая сила вполне могла бы просочиться.

Тогда виталисты обратили свой взор на анималькулей: трудно уследить, как размножаются микроорганизмы, а потому они и стали новой надеждой на возрождение прекрасной идеи. Однако все их притязания отверг Пастер, на уровне микромира доказавший в опыте с колбами с бульоном то же самое, что Реди продемонстрировал для видимых невооруженным глазом живых существ. Такие победы над витализмом позволили ученым постичь несколько фундаментальных для наук о жизни постулатов, важнейший из которых – что живое происходит только от живого. Поскольку это утверждение оказалось справедливым даже на уровне отдельных клеток, оно было добавлено Рудольфом Вирховом к клеточной теории Шлейдена и Шванна.

Но было и другое виталистическое ограничение: поскольку жизнь происходит только от жизненной силы, то она не могла появиться на Земле миллиарды лет назад сама по себе. И только многие годы изысканий все же позволили ученым преодолеть эту преграду и доказать, как при определенных условиях происходит синтез органики из простых и встречающихся повсюду на нашей планете элементов: углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора, и как органические молекулы могли перейти к воспроизводству самих себя. В данное время есть несколько теорий, где они могли этому научиться, некоторые даже имеют интересные гастрономические названия: первичный бульон (в воде), первичная пицца (на небольших глиняных «блюдцах»).

Но всех этих открытий (и теории РНК-мира о том, как первые биомолекулы начали катализировать собственное производство, «размножаясь») не было бы без многочисленных аргументов в пользу несостоятельности витализма. Нужно было не только доказать отсутствие самозарождения «от противного», но и создать органическое вещество из неорганического, чтобы показать, что никакой фундаментальной границы между живыми и неживыми объектами на уровне химии нет.

Впервые мочевину из мочи выделил французский химик Руэль в 1773 году. В 1779 году Фуркруа и Воклен, изучая мочевину, дали ей химическое название карбамид (амид угольной кислоты). Карбамид в чистом виде впервые выделил великий химик Якоб Берцелиус (сторонник витализма) в 1808 году. И вот на этом веществе реакция была воспроизведена в лаборатории Велера, который с горечью написал своему учителю Берцелиусу, что стал свидетелем «великой трагедии в науке – убийства прекрасной гипотезы уродливым фактом». Прекрасной гипотезой, однако бесплодной и бесплотной, как сам «жизненный дух», стал витализм, а «уродливым фактом» оказался случайно открытый Велером изомер, в который при нагревании до 60 °C превращается цианат аммония.

Синтез мочевины, вопреки некоторым мифам, не стал последним гвоздем в крышку гроба, где похоронили жизненную силу (скорее семенем дерева, из которой сделают его доски). Виталисты быстро утешились мыслью, что так можно получить только продукт отходов живого организма, но никак не полезное для него вещество. Однако эта работа показала, что научный факт, лишенный некоторой эстетичности в первом приближении, при взгляде через призму других фактов и уложенный в канву анализа, становится красив своей сложностью и благороден трудами исследователей, благодаря которым он был добыт.

Екатерина Мищенко

15 Быстрее звука

14 октября 1947 года состоялся первый пилотируемый полет с превышением скорости звука. Совершил его американский летчик-испытатель Чарльз (Чак) Йегер.

Самолет, на котором был установлен рекорд, Bell X-1 (см. раздел «Иллюстрации»), был сконструирован вскоре после окончания Второй мировой войны, в 1946 году. Война подогревала конкуренцию в разработке скоростных самолетов между враждующими странами: большие скорости давали преимущество в воздухе.

Однако конструкторы первых сверхзвуковых самолетов столкнулись с большим количеством трудностей. Условия полета на таких скоростях качественно отличались от тех, с которыми проектировщики и летчики сталкивались ранее. Резко возросли аэродинамическое сопротивление и кинетический нагрев самолета (возникающий от трения с воздухом), снизились устойчивость и управляемость. Кроме того, излучение звуковой волны, происходящее при движении со сверхзвуковой скоростью, создало дополнительные потери энергии. Таким образом, доведение скорости самолета до сверхзвуковых значений требовало не просто увеличения мощности двигателей, но и качественных изменений в конструкции самолета.