Удивительные открытия - Сергей Нечаев

С другой стороны, пенициллин, возможно, так и был бы навсегда забыт, если бы не совершенное раннее открытие Флемингом лизоцима. Ведь очевидно, что именно это открытие заставило Флори и Чейна плотно заняться изучением терапевтических свойств пенициллина.

Флори и Чейн работали в Оксфорде над выделением из пенициллиновой плесени чистого вещества, пригодного для инъекций. И они успешно справились с этой задачей. А в 1942 году очищенный пенициллин был впервые испытан на человеке. Больному было 52 года, и его привезли в госпиталь Святой Марии умирающим. У него был обнаружен инфекционный стрептококк. Флеминг лечил его неочищенным фильтратом (это единственное, что у него было), но без результата. А в то время в Англии единственный запас чистого пенициллина находился в Оксфорде. О том, что произошло далее, Флеминг пишет так:...

«Я связался с Флори, и он был настолько любезен, что отдал мне весь свой запас (…) Приговоренный к смерти человек через несколько дней после лечения пенициллином оказался вне опасности. Этот случай не мог не произвести сильного впечатления».

В дальнейшем, в военное время, пенициллин был особенно необходим, и выпуск этого мощного лекарства быстро наладили в американских лабораториях. При этом все почести и мировая слава достались не Флори с Чейном, а Флемингу.

Так уж получилось, что, несмотря на то, что они все трое в 1945 году получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии «за открытие пенициллина», широко известно лишь имя последнего, а имена Флори и Чейна знают лишь специалисты. Связано это, скорее всего, с тем, что практически случайное открытие пенициллина в немытой чашке с бактериальной культурой дало миру (и прежде всего, средствам массовой информации) сенсационную историю, поразившую воображение людей в гораздо большей степени, чем «правильная», но малозаметная работа в лаборатории.

Как бы то ни было, новое лекарство произвело настоящую революцию в медицине: без антибиотиков сегодня просто невозможно себе представить лечение многих инфекционных болезней.

За свои заслуги в 1944 году Александр Флеминг был возведен в рыцарское достоинство, а еще через год, как мы уже говорили, вместе со своими оксфордскими коллегами Флори и Чейном он получил Нобелевскую премию по медицине и физиологии.

В оставшиеся 10 лет жизни Флемингу присудили 25 почетных степеней, 26 медалей, 18 премий, 13 наград и почетные членства в 89 академиях наук. В 1951–1954 годах он был ректором Эдинбургского университета.

После смерти жены в 1949 году состояние здоровья Флеминга резко ухудшилось, а в 1955 году он умер от инфаркта миокарда. Его похоронили в соборе Святого Павла в Лондоне – рядом с такими почитаемыми британцами, как адмирал Горацио Нельсон (1758–1805) и победитель Наполеона при Ватерлоо герцог Веллингтон (1769–1852).

Теория относительности Эйнштейна

В 1905 году в немецком научном журнале «Annalen der Physik» появилась небольшая статья 26-летнего Альберта Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», в которой была изложена специальная теория относительности, сделавшая вскоре этого молодого человека знаменитым. В том же году и в том же журнале появилась еще одна его статья «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?», дополняющая первую.

Альберт Эйнштейн

Принцип относительности – это фундаментальный принцип, согласно которому все физические процессы в инерционных системах отсчета протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.

Простейший пример: наблюдая полет птицы с платформы или из окна поезда, мы получаем разную величину скорости этого полета, но сам характер движения остается тем же, – движение остается все время равномерным и прямолинейным. Точно так же, находясь в вагоне поезда, движущегося равномерно и прямолинейно, мы можем играть в мяч, вызывая какие угодно его движения: они будут протекать совершенно так же, как если бы поезд стоял неподвижно.

Таким образом, равномерное и прямолинейное движение какой-либо системы тел (в данном случае поезда) не отражается на механических процессах, происходящих внутри этой системы. Эти процессы проистекают точно так же, как если бы система была неподвижна.

Конечно же, специальная теория относительности Эйнштейна появилась не на пустом месте. Она выросла из решения электродинамической проблемы движущихся тел, над которой работали многие ученые.

В своих «Математических началах натуральной философии» еще Исаак Ньютон сформулировал принцип относительности следующим образом:...

«Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключенных в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения».

При этом он считал, что той абсолютно покоящейся системой отсчета, относительно которой нужно рассматривать «истинные» движения тел, должен служить некий «неподвижный эфир». А под эфиром понималась гипотетическая всепроникающая среда, которую еще в античные времена называли «заполнителем пустоты».

Согласно воззрениям Ньютона, во Вселенной должны быть «нормальные часы», которые отсчитывают ход «абсолютного времени». Кроме того, должно существовать и «абсолютное движение», то есть «перемещение тела из одного абсолютного места в другое абсолютное место».

В течение 200 лет эти базовые принципы Ньютона считались верными. Более того, в XIX веке учение об эфире стало таким популярным, что ни один ученый и не думал подвергать его сомнению.

Первым, кто начал открыто критиковать догмы классической (ньютоновской) физики, стал австрийский физик Эрнст Мах (1838–1916), проводивший эксперименты со звуковыми волнами и изучавший явление инерции.

Мах попытался опровергнуть понятия «абсолютное пространство», «абсолютное движение» и «абсолютное время». Он утверждал, что все эти категории субъективны по своему происхождению, а мир – это «комплекс ощущений», соответственно, задача науки состоит в описании этих «ощущений».

Отметим, что Эйнштейн был знаком с трудами Маха, и это сыграло непоследнюю роль в его работе над теорией относительности.

В экспериментальной физике ньютоновские исходные понятия также были поставлены под сомнение. Рассуждения при этом строились примерно таким образом. Земля движется по своей орбите вокруг Солнца, а Солнечная система движется в мировом пространстве. Следовательно, если световой эфир покоится в «абсолютном пространстве», а небесные тела проходят через него, то их движение по отношению к эфиру должно вызывать заметный «эфирный ветер». А это, в свою очередь, значит, что его можно обнаружить с помощью чувствительных приборов.

В 1881 году физический опыт по обнаружению «эфирного ветра» был поставлен американским физиком прусского происхождения Альбертом Майкельсоном (1852–1931) по идее, высказанной за 12 лет до этого британским физиком Джеймсом Максвеллом (1831–1879). При этом Майкельсон рассуждал следующим образом: если земной шар движется сквозь абсолютно неподвижный эфир, тогда луч света, пущенный с поверхности Земли, при определенных условиях будет отнесен назад «эфирным ветром», который дует навстречу движению Земли. Что же касается «эфирного ветра», то он должен возникать только благодаря перемещению Земли относительно эфира.

Первая экспериментальная установка была построена и испытана Майкельсоном в Берлине, все приборы были смонтированы на каменной плите и могли поворачиваться как единое целое.

Затем опыты были перенесены в Америку и выполнялись при участии близкого друга и сотрудника Майкельсона Эдварда-Уильямса Морли (1839–1923). Учеными был создан зеркальный интерферометр, который мог зарегистрировать даже самый слабый «эфирный ветер» (или скорость движения Земли относительно эфира).

Результаты всех опытов, проведенных потом еще и в 1887 году, не показали существования какого бы ни было «эфирного ветра». По словам Альберта Эйнштейна, опыты Майкельсона – Морли имели огромное значение для рождения теории относительности, став ее основанием и первым экспериментальным подтверждением.

Однако не все физики были согласны с тем, что эфир не существует и что исходные понятия Ньютона должны быть забыты навсегда. В частности, в 1895 году попытался «спасти» эфир голландский физик Хендрик-Антон Лоренц (1853–1928). Согласно его теории, существовал неподвижный эфир, но скорость света относительно эфира не зависела от скорости его источника. А еще он высказал предположение о том, что быстро движущиеся тела испытывают сокращение.

А за четыре года до Лоренца подобное же предположение сделал профессор Дублинского университета Джордж-Фрэнсис Фицджеральд (1851–1901), но Лоренц об этом не знал. Оба ученых утверждали, что все предметы «под давлением» эфира сплющиваются (сокращаются, укорачиваются), и величина всех этих сплющиваний такова, что уравновешивает действие «эфирного ветра». Впрочем, как-то доказать свои предположения эти ученые не могли.