Этот правый, левый мир

«Асимметричный живой организм, — писал Пастер, — выбирает для питания именно ту форму винной кислоты, которая отвечает его требованиям и, несомненно, соответствует какой-то собственной внутренней асимметрии, а другую форму оставляет без изменения — либо полностью, либо большую ее часть. Асимметричный микроорганизм, следовательно, демонстрирует свойство, которым не обладает ни одно химическое вещество типа обычных окислителей. Только асимметричные агенты могут оказывать избирательное действие по отношению к энантиоморфам».

Как утверждает Дюбо, Пастер пытался глубже разобраться в смысле своих опытов. Зная, что большинство органических веществ, входящих в состав живых организмов, оптически активны, а растворы любых химических веществ неживой природы, наоборот, оптически неактивны, он решил, что только живые организмы могут создавать соединения из асимметричных молекул одного типа. При получении таких соединений Пастер использовал два метода, в которых участвовал «живой агент»: в одном это была плесень, в другом — сам Пастер: ведь это он разделял молекулы, сортируя образованные ими кристаллы.

Пастер был убежден (и оказался прав), что только в живых организмах можно обнаружить асимметричные вещества, состоящие из асимметричных молекул одного типа. Это была, по его мнению, единственная «четко установленная демаркационная линия, которую можно в настоящее время провести между химией живой материи и химией неживого».

«Неживые симметричные силы, — писал Пастер, — действующие на симметричные атомы и молекулы, не могут привести к появлению асимметрии, поскольку одновременное создание двух асимметричных половинок эквивалентно образованию симметричного целого независимо от того, будут ли асимметричные половинки объединяться в одну молекулу... или существовать в виде разных молекул подобно левой и правой компонентам рацемической кислоты. В любом случае симметрия „целого“ подтверждается отсутствием у него оптической активности».

В трогательном письме к другу в 1851 году Пастер писал (цитирую снова по книге Дюбо): «Я на пороге тайны, и покров, ее скрывающий, становится все тоньше и тоньше. Ночь кажется мне слишком долгой». Последней фразой Пастер хотел сказать, что он с трудом мирится с ночными перерывами в работе, так не терпится ему снова очутиться в своей лаборатории!

Пастер никак не мог установить точную геометрическую природу асимметрии, из-за которой молекулы отличались от своих зеркальных изображений, но в том, что такая асимметрия существует, он не сомневался. «Молекулярные структуры двух винных кислот асимметричны, — писал он, — а в остальном они совершенно одинаковы, только обладают асимметрией разного знака. Группируются ли атомы правой кислоты в виде правой спирали, помещаются ли в вершинах неправильного тетраэдра или образуют асимметричную конструкцию другого типа? Мы не можем ответить на эти вопросы. Но нет никакого сомнения в том, что какой-то асимметричный порядок расположения атомов, несовместимый со своим зеркальным изображением, существует. Не менее достоверно то, что атомы левой кислоты располагаются в противоположном асимметричном порядке».

Истинная природа молекулярной асимметрии была выяснена лишь в 1874 году (Био к тому времени уже не было в живых, а Пастеру исполнилось 52 года). Как часто случается в науке, правильное объяснение было выдвинуто одновременно и независимо двумя людьми: французом Жозефом Ле Белем и голландцем Якобом Гендриком Вант Гоффом. Оба молодых ученых предположили, что атом углерода в различных соединениях углерода помещается в центре тетраэдральной структуры и соединяется химическими связями с четырьмя другими атомами, помещенными по вершинам тетраэдра. Атом углерода имеет всего четыре электрона во внешней оболочке, хотя там достаточно места для восьми. Поэтому у него есть, так сказать, четыре пустых места, которые могут быть заполнены электронами с внешних оболочек четырех других атомов. Если все четыре внешних атома разные, рассуждали Ле Бель и Вант Гофф, то такая тетраэдральная структура будет асимметрична и несовместима со своим зеркальным изображением.