Бен Франклин успокаивает волны
Бенджамин Франклин (1706–1790) испытывал ненасытное любопытство ко всем областям науки. Особенно он интересовался тем, что получило позже название поверхностных явлений. Именно Франклин изобрел знаменитый фокус с потряхиванием тростью над бурлящим потоком — волны исчезали, и поверхность воды мгновенно становилась гладкой. Секрет фокуса состоял в том, что трость была полой и, когда ею трясли, из нее успевали вытечь несколько капель масла. Вот как Франклин придумал свой фокус..
В1757 году он плыл в Англию в качестве дипломатического представителя Ассамблеи штата Пенсильвания
.
И вот, находясь на борту одного из 96 кораблей, вышедших из Луисбурга (Новая Шотландия), я заметил, что два судна идут плавно, тогда как все остальные раскачивает сильный ветер. Заинтригованный этим явлением, я в конце концов указал на него капитану и спросил, что все это значит. “Думаю, — сказал он, — это коки только что слили жирную воду в шпигаты, и она слегка измазала борта у кораблей”. В его ответе ощущалось легкое презрение, с каким знатоки доносят до людей невежественных то, что всем остальным давно известно. По-моему, сам я поначалу пренебрег таким объяснением, хотя и не смог выдумать другого. Однако я все-таки решил проделать опыт по воздействию масла на воду, как только представится такая возможность.
Обещанный опыт был поставлен в Лондоне, в Круглом пруду парка Клапам-Коммон.
Проведя много времени в Клапаме, где есть большой общественный пруд, я заметил, что в одни дни он спокоен, а в другие ветер заставляет его бурлить. Захватив с собой графинчик масла, я пролил немного на воду — и увидел, как оно с поразительной быстротой распространяется по поверхности, однако сглаживания волн не произошло; дело в том, что масло я пролил с подветренной стороны пруда, где волны были наибольшими, и они прибили мое масло к берегу. Тогда я отправился к наветренной, где они (волны) только начинали формироваться, и тут масло, которого было не больше чайной ложки, установило абсолютный штиль на участке в несколько квадратных ярдов. Зона штиля удивительным образом расширялась и наконец достигла подветренной стороны, так что вся поверхность пруда площадью в пол- акра (2 тысячи квадратных метров. —
Франклин проделал множество наблюдений этого и родственных явлений и вплотную подобрался к версии, истинность которой докажут много лет спустя — масло образует на воде пленку толщиной в одну молекулу.
Иногда и ошибки приносят пользу
Оставлять банки с реактивами без этикеток — значит оскорблять богов науки. Английский физиолог A.C. Паркс, известный исследователь рождаемости у людей и животных, рассказывает, как такой тяжкий проступок привел к открытию, коренным образом изменившему целое научное направление.
Осенью 1948-го мои коллеги, доктор Одри Смит и мистер С. Поулдж (из Национального института медицинских исследований в Лондоне), пытались повторить чужой эксперимент — с помощью левулозы (фруктового сахара, который позже станут называть фруктозой) защитить птичьи сперматозоиды от разрушения при замораживании и разморозке. Особых успехов добиться не удалось, и в ожидании нового вдохновения растворы надолго отправили в холодильник. Через несколько месяцев работы возобновили. Результат снова был отрицательный — со всеми растворами, кроме одного, где подвижность птичьих сперматозоидов сохранялась неизменной после охлаждения до —79 °C. Этот весьма неожиданный результат указывал на химические изменения в составе левулозы, вызванные, вероятно, разросшейся за время хранения плесенью, которая, надо думать, и произвела неизвестное пока вещество с ошеломляющей способностью предохранять живые клетки от разрушения при заморозке и разморозке. Анализ, однако, не выявляет в загадочном растворе не только новых сахаров, но и сахара вообще. Тем не менее последующие биологические испытания показывают, что у сперматозоидов сохраняется не только подвижность, но и способность оплодотворять. Тогда, с некоторым беспокойством, немного оставшегося раствора (10–15 мл) отправляем на химический анализ нашему коллеге доктору Д. Эллиотту. Он сообщает: раствор содержит глицерин, воду и заметное количество белка! Тут мы понимаем: занимаясь морфологией сперматозоидов, мы применяли альбумин Майера — смесь глицерина и альбумина, какой пользуются гистологи, а поскольку опыты с альбумином и с левулозой ставились одновременно, реагенты оказались в одном холодильнике. Очевидно, склянки перепутали, хотя мы так и не выяснили, как именно это случилось. Анализ нового материала вскоре показал, что сам альбумин к защитному действию отношения не имеет, и нашей целью теперь было выяснить, как глицерин защищает живые клетки при низких температурах.
Сейчас такая неряшливость в постановке эксперимента вызвала бы оторопь. Применение глицерина, не замерзающего при -79 °C в качестве криопротектора, как выразились бы сейчас, стало началом новой эры в науке об искусственном оплодотворении и рождаемости — и все благодаря чистой безалаберности.
Это, конечно, не стоит считать оправданием профессиональных ошибок — они редко ведут к столь счастливому исходу. Вот что случилось в 2001 году. После эпидемии коровьего бешенства в Великобритании начали опасаться новых болезней, угрожающих человеку. Известно, что овцы подвержены почесухе — болезни, считающейся безвредной для человека. Однако ученые подозревают, что она способна спровоцировать BSE, губчатую энцефалопатию, уже опасную для людей. Возбудитель попадет в организм человека, если из скелета зараженной овцы приготовить корм для скота. Может ли видоизмененная почесуха, опасная для человека, как BSE, внезапно проявиться при таких условиях? Одной из государственных лабораторий было получено определить, нет ли в организме овец чего-либо, напоминающего BSE. Анализы приготовленной заранее пасты из мозга овец начались в 1987 году. За контрольный образец тогда взяли пасту из коровьего мозга. Три года спустя выяснилось, что образцы овечьего мозга были случайно загрязнены коровьими. Была ли это снова “путаница с этикетками”? Обвинения, заверения в невиновности и встречные обвинения к установлению истины так и не привели.
Любовь к энзимам
Артур Корнберг — один из великих биохимиков современности. В 1959-м ему вручили Нобелевскую премию за синтез ДНК (а лауреатом Нобелевской премии 2006 года стал его сын Роджер). Его подход к научным задачам всегда отличался тем, что Корнберг сначала выделял из биологических тканей
