Пять случайностей, которые изменили мир

Не только в жизни отдельного человека, но и всего человечества многое определяется случаем. В этом легко убедиться, если полистать страницы мировой истории. Чего стоит только экспедиция Колумба в Западную Индию, которая на деле оказалась Америкой. Подобных неожиданных поворотов много – и в социальной жизни, и в истории науки. Рассмотрим несколько ярких случаев из истории научных открытий и изобретений.

Пенициллин — спасительная плесень
Открытие йода – проделки кота?
Фонограф — изобретение с иголочки
Цветочный «отец» железобетона
От радаров к микроволновке

В этом тексте больше 12 тысяч знаков, на чтение в среднем потребуется около 8 минут.

Пенициллин — спасительная плесень

Александр Флеминг, первооткрыватель пенициллина

Александр Флеминг; фото: Imperial War Museums

Открытие, которое изменило не только медицину, но и весь мир. Трудно сказать, сколько жизней удалось спасти благодаря трудам английского ученого Александра Флеминга и его коллег. Серьезные ранения, а также болезни, которые прежде считались смертельными — сифилис, пневмония, менингиты, гангрена, гонорея и другие — стали поддаваться лечению при помощи открытого Флемингом пенициллина.

Случилось, а точнее началось всё в 1928 году. Время от времени Флеминг наблюдал в своей лаборатории за бактериями стафилококка, которые поместил в несколько чашек Петри. Причем периодически он их открывал, то есть подвергал воздушному загрязнению — так споры грибка случайно попали в одну из чашек — в ней образовалась зеленая плесень. При исследовании сосуда ученый обнаружил, что бактерии стафилококка, которые находились рядом с плесенью, как бы растворяются в ней. Или, говоря научным языком, подвергаются лизису.

Выросшие случайным образом плесневые грибы Флеминг отнес к роду пеницилловых (Penicillium), а выделяемое из них активно действующее вещество назвал пенициллином. В книге «Пенициллин» советский микробиолог и эпидемиолог Зинаида Ермольева пишет об этом историческом событии так:

Фильтрат бульонной культуры, а затем активное очищенное вещество, полученное из фильтрата этого штамма, было названо Флемингом пенициллином.

При этом у Флеминга возникли сложности с выделением и очисткой активного вещества, поэтому перспективы его практического применения стали понятны не сразу. Методы выделения и очистки пенициллина разработали ученые Ховард Флори и Эрнест Чейн в начале 1940-х – именно благодаря им стало возможно массовое производство и широкое применение пенициллина в медицине. В 1945-м Александр Флеминг, Эрнест Чейн и Ховард Флори получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

В США и Великобритании массовое производство пенициллина началось в 1942 году, а в СССР — в 1943-м. Полученный под руководством Зинаиды Ермольевой пенициллин-крустозин сразу же начали применять на практике. По данным «Известий», в годы ВОВ смертность раненых и больных с началом широкого применения антибиотиков в Красной армии снизилась на 80%, количество ампутаций удалось снизить на 20–30%, что позволило большому количеству солдат избежать инвалидности и вернуться в строй для продолжения службы.

Зинаида Ермольева, которую прозвали «Мадам Пенициллин», в лаборатории кафедры микробиологии Ростовского медицинского университета, Ростов-на-Дону, 1925. Фото: Государственный центральный музей современной истории России

В 2017 году на аукционе Bonham’s была продана за 14 597 долларов якобы та самая чашка Петри с первыми образцами пенициллина. Однако историки допускают, что это всё-таки не совсем та плесень, из которой был получен самый первый пенициллин. Сам Флеминг сделал множество сувениров из плесени, так как часто рассылал образцы полученного материала коллегам и даже высокопоставленным лицам, например папе римскому.

Открытие йода – проделки кота?

Жидкий йод на дне химического стакана; фото: VelichkoArkadiy/ wikimedia.org

Йод, который сегодня хранится если не в каждой первой, то, наверное, в каждой второй аптечке, как и пенициллин, был открыт случайно. Только если Флеминг изначально проводил свои исследования в области медицины, то француз Бернар Куртуа работал в области химической промышленности и об антисептических свойствах открытого им вещества даже не подозревал.

Итак, в 1811 году Куртуа, чтобы сделать порох, решил извлечь соли натрия из золы морских водорослей. Согласно одной из легенд, кот Бернара опрокинул полку с реагентами прямо в раствор золы, в результате чего над чашей появилось фиолетовое облако, а в самой посуде образовались кристаллы. После этого исследователь решил повторить эксперимент, только теперь уже не по воле кота, а по своей собственной.

Было ли так на самом деле, остается только гадать – достоверных подтверждений вмешательства кошачьих у нас нет; но то, что Куртуа, по сути, случайно добавил серную кислоту в золу водорослей и увидел необычное фиолетовое облако, которое при охлаждении превращалось в кристаллы — факт.

Открытие Бернара Куртуа спустя три года описал британский ученый Дэви Хэмфри. Он писал, что Куртуа пытался вывести ржавчину с посуды, в которой выводил соду из золы морских водорослей. Для этого он и использовал серную кислоту — в результате появилось облако, из которого выделились темно-фиолетовые кристаллы йода. Собственно, их и назвали «йод», потому что в греческом языке это слово означает «фиалковый».

О том, что йод можно применять в медицине, Куртуа рассказали немецкие врачи в 1820 году. Спустя 11 лет, в 1831-м, он получил признание за ценный вклад в медицину — Королевская Академия наук присудила ему премию и приз в размере шести тысяч франков. Сегодня йод широко применяется для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы.

Фонограф — изобретение с иголочки

Томас Альва Эдисон демонстрирует свою разработку — фонограф; фото: Library of Congress

Случайное открытие сделал и изобретатель Томас Эдисон. И нет, речь не про электрическое освещение, без которого провести и один день современному человеку довольно трудно. Речь пойдет о диктофоне, точнее о его предшественнике — фонографе — любимом детище Эдисона:

Я изобрел много машин, но эта (и он с нежностью положил руку на фонограф) — моё последнее дитя; я надеюсь, оно вырастет и будет мне поддержкою в старости.

Фонограф Томаса Эдисона; фото: Library of Congress

Впервые мысль об аппарате, который мог бы записывать человеческий голос, пришла Томасу Эдисону при создании метода записи телеграмм. Вот как он сам это описывает:

«… я как-то запел над диафрагмой телефона, к которой была припаяна стальная игла. <...> Благодаря дрожанию игла уколола мне палец, и это заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи, почему бы пластинке не заговорить? <...> я сразу увидел тогда, что задача воспроизведения человеческого голоса механическим путем решена».

То есть не уколи игла палец Эдисону, озарения могло не произойти, и фонограф мог быть создан заметно позже. Изобретатель сразу же приступил к разработке и даже зафиксировал дату: 18 июля 1877 года. Сборку устройства он оценил в 18 долларов, а вот экспонат получился бесценным. Первые слова, которые записала машинка, а после воспроизвела, были из детской песни: «У Мэри был барашек». Эдисон на протяжении 40 лет совершенствовал свой фонограф.

В 1908 году Томас Эдисон прислал фонограф в Ясную Поляну. Получателем подарка, конечно же, был Лев Толстой. Позже в переписке ученый попросил писателя записать в фонограф «краткое обращение к народам всего мира, в котором была бы высказана какая-нибудь идея, двигающая человечество вперед в моральном и социальном отношении». Писатель согласился. Благодаря этому сохранилось около 40 записей голоса Льва Толстого. Послушать их можно на сайте музея «Ясная Поляна».

Цветочный «отец» железобетона

Жозеф Монье; фото: wikimedia.org

Еще одно изобретение, без которого трудно представить современный городской облик, — железобетон. Да, он тоже был создан случайно, причем совсем не инженером. Железобетон — творение садовника.

Сначала француз Жозеф Монье отказался от традиционных деревянных горшков в пользу бетонных, но и они со временем разочаровали — корни растений повреждали горшки, из-за чего они становились непригодными. Монье задумался: как сделать горшки более прочными? Он снова сделал бетонный горшок, но в этот раз решил укрепить его снаружи железным каркасом и для эстетики замазал его цементом. Спустя время он заметил, что новый горшок оказался не только удивительно прочным, но и влагоустойчивым. В 1867 году Монье запатентовал свое открытие на Парижской выставке.

Предприимчивый садовник продолжил эксперименты, получая всё новые и новые патенты, описывающие применение материала из бетона и стали в строительстве. Один из них — на железобетонный мост (1873). Спустя всего лишь два года Монье построил первый в мире железобетонный мост в замке Шазеле. Длина моста — 13,8 м, ширина — 4,25. Мост сохранился до сих пор.

Железобетонный мост в замке Шазеле; фото: chateau-chazelet.com

Газовые и водопроводные трубы, бассейны, железнодорожные шпалы, железобетонные панели для фасадов домов — тоже изобретения Монье. В 1886 году немецкий инженер Гюстав Вайс выкупил патент Монье, продолжая совершенствовать его идеи. Дело выросло в строительную фирму, которая ознаменовала новую эпоху в строительстве и архитектуре.

Таким образом, решая небольшую частную задачу по укреплению садовой кадки, Монье внес огромный вклад в создание и практику использования железобетона – самого распространенного строительного материала XX века.

От радаров к микроволновке

Перси Спенсер; фото: Spencer Family Archives / Smithsonian Institution

А вот за микроволновку мы должны благодарить растаявшую шоколадку, точнее инженера Перси Спенсера, в кармане которого эта шоколадка и оказалась. В 1945 году Спенсер трудился в компании Raytheon, которая производила оборудование для радиолокационных систем. Во время работы с магнетроном Спенсер заметил, что под воздействием микроволн шоколадка в его кармане начала таять. Чтобы убедиться в том, что ход его мыслей верен, он повторил эксперимент: положил несколько зерен кукурузы возле трубки, излучающей микроволны. Попкорн начал стрелять по всей лаборатории.

На следующий день уже вместе с коллегой Спенсер решил посмотреть, что будет, если поэкспериментировать с куриным яйцом — из-за того, что температура поднялась слишком быстро, оно взорвалось. Позже Спенсер соорудил железный шкаф, куда через отверстие подавал микроволны. Оставаясь внутри, волны создавали электромагнитное поле большой плотности, что и позволяло нагревать еду. В октябре 1945 года технология была запатентована.

Первая микроволновка была выпущена лишь спустя два года и предназначалась не для широкого потребителя, а для нужд армии. Она сильно отличалась от современных СВЧ-печей. Во-первых, в ней размораживали еду, а не грели. Во-вторых, у нее были совсем другие габариты: печь была высотой с человека, весила она около 340 кг. Мощность тоже отличалась, но не в меньшую сторону, как это обычно бывает у предшественников, а в большую — она была в два раза мощнее нынешних микроволновок. Стоимость первых аппаратов тоже впечатляет — не меньше трех тысяч долларов за штуку — и это по тем временам!

Первая СВЧ-печь, созданная Перси Спенсером; фото: IEEE

Первые бытовые СВЧ-печи появились в Америке в 1955 году, а их серийное производство началось еще позже — в 1962 году в Японии. В СССР их стали выпускать лишь в 80-х.

Надо сказать, что Спенсер не первый, кто придумал греть еду под воздействием микроволн. Идеи были и у других ученых. О разработке советских ученых 13 июня 1941 года сообщила газета «Труд» в небольшой заметке. Правда, это скорее был прообраз микроволновой печи:

Первая специальная установка, которая дает возможность использовать токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов, была разработана в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности, и, как описывает журналист, в этом агрегате можно было перетапливать жиры, варить колбасные изделия, размораживать мясо. А, например, приготовление окорока занимало всего 15–20 минут вместо 5–7 часов по существовавшей технологии.

По дате публикации вполне понятно, почему дальнейшее усовершенствование этого агрегата не продолжилось. К сожалению, в следующие четыре года Советскому Союзу было совсем не до этого.

Вообще, в истории научных открытий это частая практика, когда несколько ученых из разных стран работают над похожими проектами. Но лишь тот, кто быстрее всех доводит идею до реализации и/или получает патент, остается в истории.

Автор Елена Губенко

29 МАРТА 2024