100 великих достижений цивилизации - Станислав Эдуардович Ермаков Страница 79

Однако ни один из них так и не сделал следующий шаг – да и не мог его сделать по той простой причине, что природа газов и химический состав воздуха были еще не известны.

Вот почему полноценная история изучения фотосинтеза начинается с момента, когда английский химик Джозеф Пристли в 1771 году занялся поиском способа очистки испорченного горением и дыханием воздуха. Что он только не делал! Он освещал, охлаждал, нагревал, сжимал, разряжал воздух, клал в замкнутый сосуд с горевшей свечой и мышью различные предметы… Но однажды (а некоторые великие открытия так и происходят – случайно и однажды, особенно если долго стараться) Пристли поместил под стеклянный колокол вместе с горящей свечой и мышью пучок мяты…

«Мне посчастливилось случайно напасть на метод исправления воздуха, который был испорчен горением свечи, и открыть по крайней мере один из исправителей, которым природа пользуется для этой цели. Это растительность», – писал Пристли в следующем году, рассказывая о своем открытии. Несколько лет спустя, кстати, именно он сумел открыть и кислород (в 1774 году), но пока…

Пока весть о сделанном интересном и важном открытии стала достоянием ученых умов и даже светских бесед (вот были времена, когда люди обсуждали не только новинки моды!). Пристли наградили Большой золотой медалью Королевского общества, президент которого при награждении восторженно заявил: «Отныне мы знаем, что от дуба в лесу до самой маленькой былинки в поле все растения вносят свою долю в поддержание необходимой для всего животного мира чистоты воздуха!»

При этом огромное количество скептиков и критиков обрушилось на нового героя естествознания. «Пристли – плут, еретик и обманщик! Растения портят воздух» – заявила некая богатая леди, которая однажды, возвратясь домой поздней ночью и наслушавшись рассказов о новом «очистителе» воздуха, немедля повелела дворецкому перенести из своего зимнего сада в отродясь не проветриваемую спальню несколько самых больших кадок с тропическими растениями. Как и следовало ожидать, наутро она встала с жуткой головной болью и была не просто разочарована, но пришла в ярость: ведь она едва не умерла!

Некоторые ученые собратья также крайне отрицательно высказывались по поводу правдивости сведений Пристли. Однако только спустя изрядный промежуток времени стала ясна причина нападок коллег, критических опровержений, а заодно головных болей и неудач в повторении опытов.

Восемь лет спустя, уже в 1779 году, Пристли заметил, что заметил, что опыты проводились и в ночное и дневное время суток, а газ выделялся только на свету. О том, что это был кислород, сумел в том же году удостовериться бывший личный медик австрийской императрицы Марии Терезии Ян Ингенхауз. Он собрал в пробирку выделяемый листьями газ и опустил туда тлеющую лучинку. Она тут же ярко вспыхнула.

Итак, энергия лучей Солнца запускает процесс фотосинтеза, при этом растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Атмосфера имеет сложный состав, а роль дневного светила является решающей. Представляете, какое великое множество принципиально важных выводов следует из этих ныне всем известных фактов?

Что же касается механизма фотосинтеза, то ключевую роль в его понимании сыграл выдающийся русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев. Благодаря его исследованиям в 1871 году было показано, что важнейшую роль в фотосинтезе играет пигмент хлорофилл – тот самый, благодаря которому листья и трава имеют зеленый цвет. В ходе этого процесса в растениях происходят обратимые окислительно-восстановительные реакции.

Климент Аркадьевич Тимирязев в мантии почётного доктора университета Глазго. 1901 г.

Исследования фотосинтеза продолжались и в XX столетии, но это уже было уточнение конкретных механизмов, физико-химических реакций и сложнейших преобразований, которые происходят в организмах растений. Они позволили отвергнуть некоторые ошибочные представления и сделать вывод, что в ходе этого процесса имеет место превращение электромагнитной энергии света в энергию химических связей конечных фотопродуктов. Сегодня в учебниках по ботанике мы читаем именно такую или очень похожую формулировку. Все привычно и кажется невероятным, что за ней – труд сотен ученых, множество ошибок и находок, удачных и неудачных экспериментов и даже обвинений в плутовстве.

Как стать первым Нобелевским лауреатом

Согласно статистическим опросам, которые проводили несколько лет назад сотрудники Лондонского музея науки, пятая часть людей считает наиболее выдающимся открытием, более всего повлиявшим на умы, а также на настоящее, будущее и прошлое человечества… рентгеновские лучи. Наверное, дело здесь не только в том, что открывший их Вильгельм Конрад Рентген стал первым Нобелевским лауреатом по физике…

Кстати, при чем тут прошлое человечества, возможно, спросит кто-нибудь. Может быть, подразумевалось, что рентгенографические исследования широко применяются при изучении мумий?

Но лучше все же обо всем по порядку. Как многие увлеченные своим делом настоящие ученые, Вильгельм Конрад Рентген был трудоголиком и имел обыкновение допоздна засиживаться в лаборатории физического отделения Вюрцбургского университета, которым руководил. Даже когда все сотрудники лаборатории отправлялись по домам, доктор Рентген продолжал работать. Он привык поступать так на протяжении многих лет, однако главное свое открытие – открытие, прославившее его во всем мире, – он совершил уже в довольно солидном возрасте, 50 лет от роду, в 1895 году.

Сфера научных интересов доктора лежала в области соотношения между светом и электрическим током. По его собственным словам, однажды он обнаружил, что «заметил особую черную линию поперек бумаги, покрытой платиново-синеродистым барием и лежавшей на скамейке вблизи [катодной] трубки». Откуда появилась полоса, было совершенно непонятно – и, движимый желанием разобраться, Рентген начал изучать катодные лучей, которые возникали в сильно разреженной трубке при пропускании через последнюю разрядов. 8 ноября 1895 года, задержавшись на работе, как обычно, допоздна, Рентген приступил к очередному эксперименту с катодной трубкой, предварительно плотно запакованной в черную непрозрачную бумагу. Но в этот раз все пошло не так, как бывало обычно. Ближе к полуночи ученый наконец засобирался домой, погасил свет и уже собрался было запереть дверь, как вдруг увидел в темноте неяркое свечение. Как оказалось, светился экран из платино-синеродистого бария. Удивленный физик обнаружил, что забыл выключить катодную трубку. Он обесточил ее – и свечение тут же прекратилось. Пораженный доктор Рентген включал и выключал ток несколько раз – и всякий раз экран начинал светиться в темноте, когда он включал ток, и гас, когда он обесточивал катодную трубку. Значит, именно она в работающем состоянии является причиной возникновения свечения. Но как? Ведь свечение возникало в метре от трубки, да и чехол вроде бы задерживает катодные лучи! Это было нечто невероятное…

Так, по