Чрезмерная старательность — делу помеха
Чрезмерная старательность — делу помеха
Как известно, французский химик, лауреат Нобелевской премии Анри Муассан впервые в 1886 году получил фтор в свободном виде путем разложения безводной плавиковой кислоты под действием электрического тока. Открытие бледно-желтого газа со специфическим запахом произошло лишь благодаря тому, что в качестве исходного реагента исследователем была взята не совсем химически чистая плавиковая кислота.
Позже, когда осчастливленный химик решил продемонстрировать свой опыт перед французскими академиками, чтобы удостоверить их в непреложности полученного им первого представителя галогеновых химических элементов, цель вопреки всем его стараниям достигнута не была. Можно понять душевное состояние Муассана в тот злополучный день, когда его могли легко и с полным основанием принять за обычного шарлатана. Только потом выяснилось, в чем была загвоздка. Оказалось, что, подготавливая экспериментальную установку к показу опыта солидной комиссии, Муассан слишком тщательно вымыл химическую посуду и тем самым "очистил" плавиковую кислоту от примесей. В результате безводная плавиковая кислота не разлагалась под термоэлектрическим воздействием, хотя в свободном от примесей состоянии являлась активным диэлектриком.
Подобный конфуз случился и с немецким химиком-органиком Виктором Мейером при публичной демонстрации не менее интересной "находки". И опять виновником неудачной постановки показательного опыта стаи особо чистый химический раствор, который приготавливали с особым старанием, желая не "ударить лицом в грязь" перед компетентной ученой аудиторией. История эта завершилась открытием нового, чрезвычайно важного химического вещества. События развивались так.
В 1883 году Мейер, как ему казалось, нашел способ идентификации весьма распространенного продукта бензола в любой химической среде. Достаточно было взять незначительные количества серной кислоты с растворенным в ней кристаллическим изатином, чтобы по мгновенной перемене окраски раствора определить в нем наличие бензола. Мейер был просто окрылен своим "открытием", которое значительно упрощало процесс химического анализа в определении бензола, и при каждой возможности с воодушевлением демонстрировал свое экспериментаторское искусство. Во время его опытов разные растворы неизменно меняли свою окраску на синий цвет, стоило лишь ввести в смесь бензол. Но вот однажды, готовясь к докладу по этому вопросу перед своими коллегами из Цюрихского политехнического института, Мейер неожиданно получил абсолютно чистый бензол. При этом растворы уже не меняли свой цвет. И как ни старался химик вызвать прежний эффект, у него ничего не получалось. Понятно, что Мейер сильно разволновался. Ведь он тоже мог прослыть в ученой среде обманщиком, что не преминуло бы сказаться на его научной репутации.
Абсурд, но именно этот "провал" заставил Мейера начать выяснять причины "магической" неудачи, где он использовал проверенный вдоль и поперек бензол. Обычно бензол Мейер получал из углеводородного сырья — нефти или каменноугольной смолы, когда его было технологически невозможно очистить от других попутно образовавшихся продуктов. Один из таких сопутствующих продуктов, напоминающий свойствами бензол, оказывается, и был ответствен за изменение окраски раствора при действии другого реагента, используемого Мейером. Неудача объяснялась тем, что Мейер, "перестаравшись", получил бензол из химически чистой бензойной кислоты, которая исключала возможность получения красящего реагента — тиофена. Прозорливый химик в конечном итоге додумался, из-за чего не состоялся опыт, и открытый им тиофен впоследствии имел широкое применение в разных областях промышленности.
Научные исследования, особенно в химической и биологической науках, зачастую терпели фиаско как из-за особой тщательности некоторых ученых в работе с подручным материалом, так и из-за случайно допускаемой ими небрежности. Но как ни парадоксально, ее результатом тоже становились уникальные открытия. Спасибо судьбе, что малоизвестный химик Фальберг забыл после проведения экспериментов однажды вымыть руки и во время обеда вдруг ощутил во рту никак не связанный с тем, что он ел, сладкий привкус. Его давал сахарин, который Фальберг в буквальном смысле принес на руках из лаборатории в столовую. Сахарин присутствовал в задействованных в опыте химических сосудах, исследуя содержимое которых получивший его Фальберг попросту пропустил. Вот так нежданно-негаданно было открыто вещество, без которого трудно теперь представить человеческую жизнь. В особенности страдающих диабетом людей.
Если Фальбергу помогли совершить открытие немытые руки, то научному успеху канадского паталога, австрийца по происхождению, Ганса Селье способствовали "грязные" препараты, с которыми он имел дело, изучая в лабораторных условиях влияние гормонов на живые организмы. Селье и его научный руководитель, под оком которого осуществлялись все эти эксперименты, поначалу никак не могли взять в толк, почему только они наблюдают под воздействием гормонов бурное развитие нервных процессов, в то время как их коллеги регистрируют более "спокойные" результаты. И лишь потом поняли, где была "зарыта собака". Именно в плохо очищенных препаратах! Над Селье насмехались, дружески советовали научиться работать "чисто" и даже распространили слух, что он "намеревается посвятить остаток своей жизни фармакологии грязи". Тем не менее, именно в результате такой "нечистоплотности" Селье вышел на концепцию происхождения стресса, ставшую одним из уникальных открытий.
Целый ряд случайностей сопутствовал открытию Александером Флемингом сильно действующего лечебного препарата — пенициллина. Оно бы наверняка не состоялось, если бы Флеминг не допустил по небрежности оседания на экспериментируемый препарат одного из видов грибковой плесени, залетевшей в лабораторию вместе с городской пылью. Именно эта ниспосланная небом примесь способствовала выделению Флемингом ценного антибактериального вещества, которое спасло сотни тысяч человеческих жизней в период Второй мировой войны и после нее.
Существует версия, что много позже Флеминг, уже всемирно известный микробиолог, посетив лабораторию одной солидной фирмы, крайне удивился, когда увидел обихоженные химические столы и до блеска отполированную экспериментальную установку. Во всех комнатах царила стерильная чистота, помноженная на всеобщее спокойствие. Пораженный таким "идеальным" порядком, Флеминг (не без прозрения свыше) заметил: "Если бы я работал в подобных условиях, то мне никогда не удалось бы открыть пенициллин!"
Побывав в химической лаборатории Казанского университета, многие научные авторитеты поражались потом обстоятельству, что в таком вот захудалом и неукомплектованном приборами, реактивами и штатами помещении были сделаны поистине выдающиеся открытия, какими бы мог гордиться не один образцовый научный центр. Достаточно сказать, что только за период с 1842 по 1845 год, т. е. всего за несколько лет, работая в этих несносных условиях, Николай Николаевич Зинин синтезировал ценнейшие для промышленного производства химические вещества, включая расхожий теперь анилин, а Карл Карлович Клаус открыл новый химический элемент — рутений.
Как-то Жозеф Луи Гей-Люссак, будучи президентом Парижской Академии наук, решил посетить некогда знаменитую Флорентийскую Академию дель Чименто, где некогда "делали науку" Галилей и Торричелли. Гей-Люссак хотел лично лицезреть "альма матер" выдающихся итальянских ученых, познакомиться с приборами и инструментами, которыми они когда-то пользовались в своей исследовательской работе, а также с оригиналами рукописей, хранившимися в академическом музее. И что же? Президент парижской ученой обители пришел в ужас от уныния, поселившегося в прославленных стенах, хотя все новое лабораторное оборудование вроде бы сверкало и выглядело вполне пристойно. Недоумение французского гостя развеяла реакция руководителя одного из учреждений Академии на его просьбу показать в действии какой-нибудь прибор. "Вообще у нас имеются все необходимые установки и устройства, — простодушно признался ученый муж, — но мы их практически не используем, так как боимся испортить их внешний вид".
А вот другой аналогичный случай. В одну из своих поездок й Англию шведский химик Йёне Якоб Берцелиус, научная деятельность которого охватывала почти все проблемы общей химии первой половины прошлого столетия, посетил химическую лабораторию Гемфри Дэви, в бытность того президентом Лондонского Королевского общества. Когда сопровождавшие Берцелиуса лица попытались заострить ею внимание на царившем в лаборатории "художественном беспорядке", тот, не найдя в этом ничего криминального, заметил: "Идеально чистая лаборатория бывает только у ленивого химика!"
Абсурд? Возможно. Но если бы Муассан, Мейер, Селье и Флеминг видели в полученных ими примесях одни нежелательные вредные вещества, нечто вроде экспериментального "мусора", мешающего объективному анализу полученных опытных данных и являющегося только источником исследовательских ошибок, как рассматривали этот "мусор" другие ученые, то вряд ли кто-нибудь из этой блестящей плеяды мог достичь поистине ошеломительных результатов в науке. Так что великолепные условия труда далеко не всегда обеспечивают успех творческого поиска. Здесь скорее просматривается обратная тенденция: исследователи, оставившие заметный след в науке, как правило, работали в скученных помещениях, располагая самым примитивным и скудным лабораторным оборудованием.
Недаром сам Мейер неоднократно подчеркивал, что его лучшие исследования были сделаны далеко не в самых лучших лабораториях. К такому же заключению уже в современную эпоху пришел и основоположник молекулярной биологии Макс Дельбрюк. Он утверждал, что поставленные им научные эксперименты процветали и приводили к крупным открытиям, наподобие мутагенеза и репродукции вирусов, когда вокруг все было "вверх дном". Такой же точки зрения придерживался и такой большой авторитет в астрофизике, как В.А. Амбарцумян, о чем красноречиво говорят его беседы с молодыми учеными, в том числе и с вашим покорным слугой.
Да почти все известные деятели науки сходились на том, что чем хуже "среда творческого обитания", тем сильнее творческий стимул. Выходит, чтобы получить от ученого максимум отдачи, его надо ставить в намеренно незавидные условия? Как знать. Во всяком случае видный физикохимик Пауль Вальден, восполняя некоторые пробелы этой проблемы, обращал внимание на явную "обратно пропорциональную зависимость между качеством научных разработок и качеством лаборатории", полагая, что она действительно может быть рассмотрена как "частный случай" известного закона Паркинсона.
Лабораторный "непорядок" и недостаточно чистые емкости сыграли, например, на руку работавшему в XVII веке английскому исследователю Р. Манзэлу, постоянно получавшему "нежелательные" примеси при варении стекла. Частицы сажи и пепла делали стекло мутным и меняли его свойства. Именно это заставило Манзэла задуматься над проблемой получения стекла безупречного качества. Чтобы улучшить свойства стекла и уменьшить его температуру плавления, он стал экспериментировать с разными веществами, избирательно вводя их в стекольную массу. Добавки окиси свинца дали поразительные результаты, и человечество таким образом познакомилось с хрусталем.
А резину, без которой трудно теперь представить промышленность и быт, "методом от обратного" получил американский изобретатель Чарльз Гудьир. Этот ученый всю жизнь бился над поиском способов практического применения натурального каучука, который, несмотря на ряд преимуществ, был очень неудобен в эксплуатации: в жару делался липким и растягивался, в холод становился слишком жестким и рассыпался. Поиски велись бессистемно, вслепую, Гудьир как бы искал иголку в стоге сена. Он перебирал самые разные химикаты. Некоторые обнадеживающие результаты дали добавки в сырой каучук оксидов магния и кальция, а в другой раз нитратов висмута и меди. Эксплуатационные свойства каучукоподобной массы вроде бы улучшились, но опять не настолько, чтобы ее можно было широко использовать на практике.
На эти опыты Гудьир ухлопал все свои средства, так что их не осталось ни на одежду, ни на еду. Он замерзал, жил впроголодь и даже угодил в тюрьму за неуплату долгов. Все считали его помешанным, он превратился в ходячий объект для насмешек "профессионалов". Но при этом не оставлял надежды найти совершенный способ вулканизации каучука. Наконец, судьба снизошла к изобретателю, предварительно вытянув из него все жилы. В 1839 году Гудьир, нагревая каучук с серой (руки его уже были так слабы, что из них все валилось), случайно пролил эту смесь на печку. Но в результате своей оплошности неожиданно получил эластичную полоску резины!
Говорят, что Гудьир настолько был потрясен своим открытием, что с той поры сросся с ним в прямом смысле слова, облачаясь с ног до головы в резиновое одеяние. Пальто, плащ, шляпа, ботинки — все было изготовлено им из собственноручно полученного нового материала. Хотя над причудой изобретателя опять стали подсмеиваться, но именно это "чудачество" принесло популярность ему и его изобретению, хотя и не прибавило ни единой монеты к скудному содержимому его резинового кошелька. Изобретением Гудьира коварно воспользовались другие лица, поимев на нем баснословные барыши.
Судьба Гудьира является ярким примером не только пошедшей во благо науки "ученой рассеянности", но и поразительной беспощадности, которую проявляет общество по отношению к талантливым людям, щедро одаривая их незаслуженными пинками и шишками. Такие изобретатели — действительно жертвы, которые безропотно несут свой "крест" во имя будущего прогресса.
А если вспомнить рождение другого важнейшего конструкционного материала — дюралюминия? Какие только курьезы ему не сопутствовали! В 1909 году в лаборатории немецкого исследователя Вильма полным ходом испытывались материалы, способные заменить дорогую латунь в патронах на более дешевые сплавы металлов. Когда в очередном порядке стали испытывать сплав алюминия с небольшим количеством меди, ассистент Вильма по небрежности и забывчивости оставил его образец в испытательной установке. Да еще из-за непредвиденных обстоятельств пришлось прервать опыты на несколько дней. Но именно столько времени потребовалось, чтобы в результате самопроизвольного "закаливания" при обычной комнатной температуре этот сплав обрел необходим}и) прочность. За такие качества его и назвали дюралюминием.
Открытия, как показывает история науки, даются непрост. Чтобы поймать за хвое г свою "птицу-феникс", исследователю надо быть честолюбивым и настойчивым, но в то же время не перестараться, ибо судьба способна повернуться к педантам и боком. "Для многих людей наука — это измерения, выполняемые со скрупулезной тщательностью, — писал английский физик, лауреат Нобелевской премии Джордж Паджет Томсон, открывший явление дифракции электронов. — Такие измерения играют важную роль в разработке открытия, но очень редко ведут к нему".
И ведь так оно и есть! Представьте, что даже в самой точной из наук — математике — высокая точность не всегда благоприятствует получению ценных результатов. Это психологическое наблюдение заставило, например, советского физика-теоретика Леонида Исааковича Мандельштама, который вывел законы сложнейшей теории нелинейных колебаний, утверждать, что "если бы науку с самого начала развивали такие строгие и тонкие умы, какими обладают некоторые современные математики… то точность не позволила бы двигаться вперед".
Вот так-то. Оказывается, и чрезмерные точность и дотошность в творческом процессе не панацея: они порой принесут больше вреда, чем пользы. Например, безжалостно крадут и без того дефицитное время, которое уходит то на то, чтобы снабдить экспериментальную установку новыми схемами и устройствами, то произвести дополнительные расчеты, то еще на что-нибудь. Словом, уводят в сторону от проблемы, концентрируя мысль скрупулезных исследователей на второстепенных, мало что имеющих общего с наукой деталях. Конечно, сказанное не означает, что все надо делать, полагаясь на "авось" и не обдумывая ход экспериментальных работ. Но в любом случае необходимо обладать особым исследовательским нюхом, чтобы, как говорил А.Ф.Иоффе, "не стрелять из пушек по воробьям, но и не пытаться снежками убить медведя". Где же тогда найти критерий, согласно которому можно и нужно двигаться в избранном направлении научного поиска?