Нам не нужно уходить далеко в прошлое, чтобы обнаружить, как сильно мы можем заблуждаться как в ожиданиях, так и в опасениях; как легко мы можем запутаться в интересах, вовлеченных в волнующие споры; и как сильно мы нуждаемся в осторожности, делая поправку на наш частичный обзор фактов и нашу неопределенность относительно того, что может открыться.
В качестве иллюстрации я сошлюсь на историю дискуссий о так называемом «самозарождении», смешанных с установленными фактами о протоплазме, батибиусе, или «живой слизи», как ее называли, и бактериях. Вопрос, который горячо обсуждался, заключался в том, может ли жизнь возникнуть без развития из зародыша, семени или яйцеклетки. Проблема была одним из тех предположений, которые склонны возникать под давлением новых догадок и теорий. В то время как научный мир был взбудоражен вопросом о развитии, внимание на время переключилось на возможность нового начала органических форм, жизни, которая не была бы развитием, а скорее казалась бы беспричинным существованием — «самозарождением». Можно было бы настаивать, что это предположение противоречит разуму; что «неумолимая логика», о которой мы часто слышим от научных наблюдателей, запрещает такое допущение; что все условия научного мышления против него; что сама концепция «самозарождения» была логическим противоречием, чуждым требованиям научного мышления, поскольку подразумевала беспричинное существование; но нам напоминали, что нам запрещено предполагать, что что-либо невозможно на пути науки, что наблюдение должно быть первым, а разум — лишь вторым, и, соответственно, необходимые эксперименты продолжались со всеми долгими предосторожностями. Краткая глава в истории науки, которая фиксирует ожидания и результаты, связанные с этими экспериментами, заслуживает того, чтобы ее помнили. Она выбрана здесь для иллюстрации как из-за своей внутренней важности, так и из-за связи с теорией развития, которой впоследствии должно быть уделено особое внимание.
Требуется некоторое снижение от обычного научного наблюдения до уровня, на котором обсуждается этот вопрос. От зародышевой клетки мы спускаемся к белковому веществу, распределенному по океанскому дну, которое, как говорят, обладает жизнью, или спускаемся к микроскопическим организмам, таким как бактерии; и еще на ступень ниже мы знакомимся с вопросом о том, не можем ли мы в воде, прошедшей процесс кипячения для предотвращения присутствия зародышевых форм, стать свидетелями возникновения жизни.
Поднятый таким образом вопрос имел дополнительный интерес из-за того значения, которое он мог иметь для первого появления жизни в истории этого мира. Этот интерес разделяли обе стороны: те, кто считал, что творение — это концепция не только чуждая научному мышлению (чем она вполне может быть [E]), но и несовместимая с ним; и те, кто рассматривал творение как единственную концепцию, адекватную рациональным требованиям. Вопрос в то же время имел прямой практический интерес, связанный с общественным здравоохранением, из-за его отношения к распространению и жизненной стойкости спор или зародышевых форм, способных распространять заразные болезни. [F]
Спор на эту тему был в самом разгаре в 1876 и 1877 годах, и ему было посвящено огромное количество самых тщательных и сложных экспериментов. Результатом стало ценное дополнение к научным знаниям о жизнеспособности зародышевых форм и прекращение теорий о «самозарождении».
Прямая цель, поставленная перед научным разумом, когда возникла дискуссия, заключалась в следующем: установить, можно ли наблюдать возникновение жизненной активности среди материалов, из которых были определенно исключены все зародышевые формы жизни.
Выбор материалов для экспериментов некоторое время зависел от прихоти экспериментатора. Не предлагалось создавать вакуум путем удаления всего воздуха из стеклянного сосуда, а затем наблюдать за появлением какой-либо органической формы. Также не предлагалось брать чистую воду из источника, кипятить ее и оставлять стоять под ежедневным наблюдением. Был выбран большой ассортимент материалов для получения настоя, который мог бы обеспечить условия для применения научных тестов. Таким образом, использовались и тестировались следующие материалы: настой репы, толченого сыра, сена, мяса, рыбы, а также яичный белок, кровь и моча. Растительные продукты, животные ткани и секреции человеческого тела, тесно связанные с жизненными процессами, были таким образом подвергнуты испытанию. В истории исследования внимание в конечном итоге сосредоточилось на настое сена и на моче. Наблюдения проводились в Париже и Лондоне; результаты время от времени публиковались; в этих зарегистрированных результатах стало очевидным странное расхождение; это привело к спору, который стал настолько острым, что Академия наук в Париже назначила комиссию из трех человек для вынесения решения по вызову, брошенному г-ном Пастером из Парижа д-ру Бастиану из Лондона; эта Комиссия встретилась в Париже 15 июля 1877 года, но так и не вынесла решения по этому вопросу. [G]
Трудности, с которыми сталкивались при проведении наблюдений, возникали главным образом по двум причинам: трудность установления температуры, при которой живые организмы определенно уничтожались, а материалы стерилизовались; и трудность предотвращения нарушения этого состояния после его установления путем контакта с атмосферой. Последняя трудность, требующая большой осторожности, искусного манипулирования и механических приспособлений, была наконец преодолена путем создания стеклянных трубок, на время разделяющих различные материалы, с возможностью их смешивания в нужный момент без контакта с воздухом.
Истинная научная трудность, однако, заключалась в определении надежного теста на уничтожение зародышевых форм, либо прилипших к материалам, либо внедренных в них, либо плавающих в атмосфере. История наблюдений, относящихся к этому вопросу, глубоко интересна. В ранних пробных экспериментах материал, помещенный под наблюдение, кипятили; был сделан вывод, что ни один жизненный организм не может выдержать этот процесс; и материал выдерживался некоторое время при температуре от семидесяти до восьмидесяти градусов по Фаренгейту, что считалось благоприятным для развития жизни. Со временем в трубке появлялся осадок, и при исследовании под микроскопом в нем обнаруживались бактерии [H] — живые, движущиеся зародышевые формы, настолько крошечные, что для их обнаружения требовалось сильное увеличение. Вот, значит, и было «самозарождение». Кто мог быть настолько доверчив, чтобы поверить, что крошечные органические формы могут пережить процесс кипячения? Если это казалось слишком абсурдным, чтобы вообразить, то самозарождение, или фактическое возникновение жизни из неорганизованной материи, должно было считаться установленным. Только дерзость предрассудков и безнадежная отчужденность от «передовой мысли» того времени могли побудить кого-либо сомневаться перед лицом этих экспериментов, тщательно задокументированных и опубликованных. [I] Научные наблюдатели с большим опытом и репутацией сочли необходимым выражаться осторожно, оставляя результаты для проверки.
Значительное число исследователей начало обращать свое внимание на этот предмет, и потребовался период в семь лет, прежде чем результаты стали настолько определенными, что их можно было считать практически окончательными. Пастер, Пуше и Жубер работали во Франции, Крукс, Чайлд, Бил, Робертс, Бастиан, Тиндаль и другие — в Англии.
Все эксперименты были сосредоточены на уверенности в стерилизации обрабатываемого вещества. Пастер указал, что химические свойства настоя влияют на жизнеспособность заключенных в нем микроскопических зародышей; а Робертс на более позднем этапе подтвердил это независимым исследованием, доказав, «что слегка щелочные жидкости труднее стерилизовать нагреванием, чем слегка кислые жидкости». [J] Таким образом было показано, что необходимы четкие записи температуры, причем в некоторых случаях требуется большая интенсивность тепла, чем в других, для обеспечения уничтожения зародышей. Факты были проиллюстрированы настоем сена: «кислый настой неизменно оставался бесплодным после нескольких минут кипячения, а нейтрализованный настой неизменно становился плодородным после аналогичного кипячения». [K] Нейтрализующим элементом был раствор поташа, и следующий возникший вопрос был таким: позволил ли раствор поташа зародышам жить дольше во время процесса кипячения, или его настой действовал так, что порождал жизнь там, где зародышей уже не было? Было применено приспособление, с помощью которого кипячение можно было применить к настою сена, в то время как раствор поташа оставался заключенным в другой части трубки, готовый к добавлению без воздействия воздуха после завершения процесса кипячения. При добавлении таким образом «раствор поташа не обладал никакой способностью возбуждать прорастание»: ожидание, что определенная смесь кислоты и щелочи породит жизнь, не оправдалось; все ранние эксперименты были дискредитированы. Тем не менее, некоторые цеплялись за свою высказанную веру, ибо существует предрассудок передовой мысли, как существует предрассудок старых верований. Упорство в высказанном мнении в сочетании с сильной любовью к исследованиям продлило расследование и привело к более решительным доказательствам.
Спор велся д-ром Робертсом против д-ра Бастиана, в то время как все эксперименты профессора Тиндаля сходились к тем же выводам, что и выводы, достигнутые Робертсом. [L] То, что Бастиан получил бактерии после кипячения, не вызывало сомнений, и он естественно цеплялся за этот факт как за обнадеживающий; другие рассматривали его лишь как вводящий в заблуждение. Бастиан утверждал, что щелочь обладает положительной способностью порождать жизнь, и назвал сто двадцать два градуса по Фаренгейту благоприятными для появления жизни. Робертс взял десять образцов стерилизованной мочи и двадцать девять образцов ферментируемых жидкостей, оставшихся от ранних экспериментов 1873-74 годов, и эти тридцать девять образцов были подвергнуты тщательному эксперименту и наблюдению. В первых десяти случаях трубку нагревали в масле в течение пятнадцати минут до двухсот восьмидесяти градусов по Фаренгейту; затем десять трубок помещали в теплое место (от семидесяти до восьмидесяти градусов по Фаренгейту) на две недели; содержимое было прозрачным; затем щелочи позволяли смешаться с ним, и трубки помещали в инкубатор, поддерживаемый при температуре сто пятнадцать градусов по Фаренгейту; через два дня появился осадок, а жидкость была прозрачной; трубки возвращали в инкубатор, температура была повышена до ста двадцати двух градусов по Фаренгейту, как рекомендовал д-р Бастиан; там они оставались в течение трех дней; затем их извлекали и помещали под микроскоп, но никаких следов живого организма не было обнаружено ни в жидкости, ни в осадке под ней. Двадцать девять случаев, включая различные растительные и животные препараты, затем обрабатывались таким же образом и с такими же результатами. Эксперименты Тиндаля были представлены Королевскому обществу в Лондоне в то же время с точно таким же результатом. Г-н Пастер ранее сообщал Академии наук в Париже о том же самом. Таким образом, массой доказательств было доказано, что если приняты надлежащие меры предосторожности для уничтожения зародышевых форм, никакая смесь щелочи с кислотой, независимо от разнообразия выбранных материалов, не была способна породить жизнь.
Через несколько месяцев после сообщений Робертса и Тиндаля, то есть в мае 1877 года, результаты десятилетних экспериментов, сначала самого г-на Даллингера, а затем г-на Даллингера и г-на Дрисдейла совместно, были сообщены Королевскому институту в Лондоне на тему «происхождение и развитие крошечных и низших форм жизни». [A] Целью этих экспериментов было наблюдение за ростом мельчайших зародышей, которые можно увидеть только под мощным микроскопом, подвергая фактической проверке их жизнестойкость. Самые крупные объекты были в одну тысячную дюйма, самые мелкие — в четыре тысячных дюйма. Для наблюдения было выбрано шесть различных форм, и их история была установлена. Использовалось увеличение в пять тысяч градусов. В слизистой жидкости монада, более крупная, чем обычно, захватила более мелкую; они слились после того, как поплавали вместе; затем одиночный объект выглядел как неподвижная точка; это оказалось мешочком, из которого по истечении периода от десяти до тридцати шести часов он лопнул, и в жидкости стали видны молодые споры, за которыми велось наблюдение до тех пор, пока они не достигли зрелости. Особый интерес был связан с этими наблюдениями не только как иллюстрирующими рост спор или зародышей, но и как позволяющими применить тест нагреванием на разных стадиях роста. Когда этот тест был применен, было обнаружено, что ста сорока градусов по Фаренгейту было достаточно, чтобы вызвать смерть взрослых особей, тогда как молодые споры были способны жить, несмотря на применение трехсот градусов по Фаренгейту в течение десяти минут. В этом направлении предстояло сделать новые открытия.
В июне 1877 года — месяц спустя — профессор Тиндаль представил запись дальнейших исследований. [M] Они представили дополнительные результаты относительно степеней температуры, необходимых для уничтожения микроскопических организмов. Уже было показано, что щелочные жидкости труднее стерилизовать, чем кислые; далее было показано, что точка смерти была выше в воздухе, чем в воде; ибо профессор Тиндаль распространил свои исследования как на воздух, так и на жидкость. Сначала имея дело с жидкой формой, он обнаружил зародыши, обладающие настолько исключительной жизнеспособностью, что пять или шесть часов кипячения не уничтожали их, а в одном случае восьми часов было недостаточно для этой цели. В этой связи он пришел к выводу, что некоторые зародышевые порядки уничтожаются легче, чем другие.
Имея дело с бактериями, он обнаружил, что они отличаются от других форм тем, что они поднимались к воздуху, как если бы он был необходим, тогда как другие зародыши, такие как те, что принадлежат к процессу брожения, могли существовать без кислорода. Это привело к дополнительной форме эксперимента с целью решить, могут ли бактерии быть уничтожены путем удаления воздуха; и если да, то появятся ли бактерии снова после того, как существующая микроскопическая жизнь будет задушена. Тиндаль начал с применения воздушного насоса. В ходе этого процесса бактерии были сильно ослаблены, но не уничтожены. Впоследствии использовались насосы Шпренгеля, с помощью которых удалялся воздух, растворенный в настоях, а также тот, что был рассеян в пространствах выше. В многочисленных случаях удавалось уничтожить зародыши путем удаления воздуха таким образом без какого-либо процесса кипячения. В этих случаях воздух тщательно восстанавливался, принимались меры предосторожности для предотвращения попадания зародышевых форм, и ни в одном случае жизнь не появлялась снова в настоях. Как и в более распространенном стиле эксперимента, тепло не могло вернуть жизнь обратно; так и в этом случае восстановление кислорода не могло обеспечить восстановление жизни.
Таким образом, доказательства со всех сторон определенно указывали на вывод, что предполагаемое открытие «самозарождения» было заблуждением, результатом поспешного и недостаточного эксперимента. Д-р Бастиан, тем не менее, героически придерживался своей первоначальной позиции и вступил в конфликт с г-ном Пастером из Парижа посредством сообщения, которое английский профессор направил в Академию наук в июле предыдущего, 1876 года. В начале 1877 года г-н Пастер бросил явный вызов профессору Бастиану, что привело к назначению комиссии для наблюдения за экспериментами и вынесения решения. Этим завершается история почти десяти лет любопытного и своеобразного исследования, и д-р Бастиан сам предоставил историю заключительной сцены, открыв всю переписку для общественного расследования, как если бы он не осознавал полного разрушения своей любимой теории «самозарождения». 15 июля 1877 года стало свидетелем завершения битвы, которую он вел против постоянно растущих трудностей и которую начал в июне 1870 года. Позиция д-ра Бастиана заключалась в том, что «раствор кипяченого поташа вызывал появление бактерий в стерильной моче при пятидесяти градусах Цельсия, добавленный в количестве, достаточном для нейтрализации последней». Эти условия он рассматривал как физико-химические условия для самозарождения бактерий.
Вызов от г-на Пастера был сформулирован в таких выражениях: «Я бросаю вызов д-ру Бастиану получить в присутствии компетентных судей результат, на который я ссылался со стерильной мочой, при единственном условии, что раствор поташа, который он использует, будет чистым, т. е. сделанным из чистой воды и чистого поташа, оба свободны от органических веществ. Если д-р Бастиан желает использовать раствор нечистого поташа, я свободно разрешаю ему взять любой из английской или любой другой Фармакопеи, будучи разбавленным или концентрированным, при единственном условии, что этот раствор будет предварительно нагрет до ста десяти градусов в течение двадцати минут или до ста тридцати градусов в течение пяти минут».
Академией была назначена Комиссия, и д-р Бастиан согласился предстать перед ней, но только на условиях, которые он выдвинул, значительно ограничивая круг расследования. Он проигнорировал первую и самую тщательную форму вызова г-на Пастера; потребовал, чтобы решение Комиссии касалось только второй; и далее заявил, что если Комиссия «выразит мнение об интерпретации засвидетельствованного факта и о его значении для "теории зародышей брожения" или "самозарождения"», он почтительно откажется принимать участие в этом более широком расследовании. Комиссия отказалась ограничиваться худшей формой эксперимента и связывать себя обязательством воздержаться от выражения мнения о его значении для вопроса о «самозарождении». Д-р Бастиан отправился в Париж, но члены Комиссии отказались иметь дело с чем-то меньшим, чем брошенный вызов, и встреча так и не была должным образом организована. «Так закончились», как сказал д-р Бастиан, «заседания этой замечательной Комиссии Французской Академии». Заседания закончились, не успев начаться. Д-р Бастиан своими ограничениями отказался от реального вопроса, стоящего на повестке дня, и фактически признал, что не представит его на суд Комиссии. Он искал только свидетельства относительно своей собственной формы эксперимента, которая, как тогда было известно, была точной, потому что г-н Пастер указал слишком низкую температуру и слишком короткое время, но которая в то же время была экспериментом, не имеющим научной ценности для установления «самозарождения». Так закончилась битва, которая затянулась надолго после того, как для всех наблюдателей она была явно проиграна.