реакции и показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной
реакции служит начальная стадия образования свободного радикала – атома или
группы атомов, обладающих свободным (неспаренным) электроном и вследствие
этого чрезвычайно химически активных. Однажды образовавшись, он
взаимодействует с молекулой таким образом, что в качестве одного из продуктов
реакции образуется новый свободный радикал. Новообразованный свободный
радикал может затем взаимодействовать с другой молекулой, и реакция
продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает свободным радикалам
образовывать себе подобные, т.е. пока не произойдет обрыв цепи.
Особенно важной цепной реакцией является реакция разветвленной цепи, открытая
в 1923 г. физиками Г.А. Крамерсом и И.А. Кристиансеном. В этой реакции
свободные радикалы не только регенерируют активные центры, но и активно
множатся, создавая новые цепи и заставляя реакцию идти все быстрее и быстрее.
Фактический ход реакции зависит от ряда внешних ограничителей, например
таких, как размеры сосуда, в котором она происходит. Если число свободных
радикалов быстро растет, то реакция может привести к взрыву. В 1926 г. два
студента С. впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров фосфора
водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало идти в соответствии
с теориями химической кинетики того времени. С. увидел причину этого
несоответствия в том, что они имели дело с результатом разветвленной цепной
реакции. Но такое объяснение было отвергнуто Максом Боденштейном, в то время
признанным авторитетом по химической кинетике. Еще два года продолжалось
интенсивное изучение этого явления С. и Сирилом Н. Хиншелвудом, который
проводил свои исследования в Англии независимо от С., и по прошествии этого
срока стало очевидно, что С. был прав.
В 1934 г. С. опубликовал монографию «Химическая кинетика и цепные реакции», в
которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию
полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной
цепной реакции. В последующие десятилетия С. и другие ученые, признавшие его
теорию, продолжали работать над прояснением деталей теории цепной реакции,
анализируя относительные опытные данные, многие из которых были собраны его
студентами и сотрудниками. Позднее, в 1954 г., была опубликована его книга «О
некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности», в которой
ученый обобщил результаты открытий, сделанных им за годы работы над своей
теорией.
В 1956 г. С. совместно с Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по
химии «за исследования в области механизма химических реакций». В Нобелевской
лекции С. сделал обзор своих работ над цепными реакциями: «Теория цепной
реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы
теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой
частиц, вступающих в реакцию... Вряд ли можно в какой бы то ни было степени
обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии
без этих знаний... Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран
и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны
химических и биологических процессов на благо мирного развития и
благоденствия человечества».
После того как в 1944 г. С. был назначен профессором МГУ, он продолжал
публиковать свои работы по различным проблемам вплоть до 80-х гг. Его
объемная работа по окислению паров фосфора не потеряла своей актуальности и
сегодня, спустя 50 лет со дня ее создания. Во время второй мировой войны
Институт химической физики переехал в Москву. Многие направления проводимых
там исследований непосредственно связаны с первоначальными научными
интересами С., хотя теперь они осуществляются с помощью масс-спектрометрии и
квантовой механики.
Даже в последние годы жизни С., по словам его коллег, оставался энтузиастом
науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он
был высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался
архитектурой. С. и Наталия Николаевна Бурцева, на которой он женился в 1924
г., жили в Москве, где она преподавала пение. У супругов родилось двое детей:
сын и дочь. С. умер 25 сентября 1986 г. в возрасте 90 лет.
За работу по созданию теории цепных реакций С. в 1941 г. был удостоен
советской правительственной награды – Сталинской премии. Среди других его
наград – орден Ленина, орден Трудового Красного Знамени, золотая медаль имени
Ломоносова Академии наук СССР. Обладатель почетных степеней ряда европейских
университетов, С. был избран почетным членом Лондонского королевского
общества. В Академии наук СССР ученый занимал большое число официальных
должностей. Кроме того, он был избран членом академий многих других стран,
включая США.
4. Нобелевские лауреаты по физиологии и медицине
4.1. ПАВЛОВ, Иван
26 сентября 1849 г. – 27 февраля 1936 г.
Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1904 г.
Русский ученый-физиолог Иван Петрович Павлов родился в Рязани, городе,
расположенном приблизительно в 160 км от Москвы. Его мать, Варвара Ивановна,
происходила из семьи священника; отец, Петр Дмитриевич, был священником,
служившим сначала на бедном приходе, но благодаря своему пастырскому рвению
со временем ставшим настоятелем одного из лучших храмов Рязани. С раннего
детства П. перенял у отца упорство в достижении цели и постоянное стремление
к самосовершенствованию. По желанию своих родителей П. посещал начальный курс
духовной семинарии, а в 1860 г. поступил в рязанское духовное училище. Там он
смог продолжить изучение предметов, интересовавших его больше всего, в
частности естественных наук; с увлечением участвовал он в различных
дискуссиях, где проявились его страстность и настойчивость, сделавшие П.
грозным оппонентом.
Увлечение физиологией возникло у П. после того, как он прочитал русский
перевод книги английского критика Георга Генри Леви. Его страстное желание
заняться наукой, особенно биологией, было подкреплено чтением популярных книг
Д. Писарева, публициста и критика, революционного демократа, работы которого
подвели П. к изучению теории Чарлза Дарвина.
В конце 1880-х гг. русское правительство изменило свое предписание, разрешив
студентам духовных семинарий продолжать образование в светских учебных
заведениях. Увлекшись естественными науками, П. в 1870 г. поступил в
Петербургский университет на естественное отделение физико-математического
факультета. Его интерес к физиологии возрос, после того как он прочитал книгу
И. Сеченова «Рефлексы головного мозга», но освоить этот предмет ему удалось
только после того, как он прошел обучение в лаборатории И. Циона, изучавшего
роль депрессорных нервов. Цион выяснял влияние нервов на деятельность
внутренних органов, и именно по его предложению П. начал свое первое научное
исследование – изучение секреторной иннервации поджелудочной железы; за эту
работу П. и М. Афанасьев были награждены золотой медалью университета.
После получения в 1875 г. звания кандидата естественных наук П. поступил на
третий курс Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге
(реорганизованной впоследствии в Военно-медицинскую), где надеялся стать
ассистентом Циона, который незадолго до этого был назначен ординарным
профессором кафедры физиологии. Однако Цион уехал из России, после того как
правительственные чиновники воспрепятствовали этому назначению, узнав о его
еврейском происхождении. Отказавшись работать с преемником Циона, П. стал
ассистентом в Ветеринарном институте, где в течение двух лет продолжал
изучение пищеварения и кровообращения. Летом 1877 г. он работал в городе
Бреслау, в Германии (сейчас Вроцлав, Польша), с Рудольфом Гейденгайном,
специалистом в области пищеварения. В следующем году по приглашению С.
Боткина П. начал работать в физиологической лаборатории при его клинике в
Бреслау, еще не имея медицинской степени, которую П. получил в 1879 г. В
лаборатории Боткина П. фактически руководил всеми фармакологическими и
физиологическими исследованиями.
После длительной борьбы с администрацией Военно-медицинской академии
(отношения с которой стали натянутыми после его реакции на увольнение Циона)
П., в 1883 г. защитил диссертацию на соискание степени доктора медицины,
посвященную описанию нервов, контролирующих функции сердца. Он был назначен
приват-доцентом в академию, но вынужден был отказаться от этого назначения в
связи с дополнительной работой в Лейпциге с Гейденгайном и Карлом Людвигом,
двумя наиболее выдающимися физиологами того времени. Через два года П.
вернулся в Россию.
Многие исследования П. в 1880-х гг. касались системы кровообращения, в
частности регуляции функций сердца и кровяного давления. Наибольшего расцвета
творчество П. достигло к 1879 г., когда он начал исследования по физиологии
пищеварения, которые продолжались более 20 лет. К 1890 г. труды П. получили
признание со стороны ученых всего мира. С 1891 г. он заведовал
физиологическим отделом Института экспериментальной медицины, организованного
при его деятельном участии; одновременно он оставался руководителем
физиологических исследований в Военно-медицинской академии, в которой
проработал с 1895 по 1925 г. Будучи от рождения левшой, как и его отец, П.
постоянно тренировал правую руку и в результате настолько хорошо владел
обеими руками, что, по воспоминаниям коллег, «ассистировать ему во время
операций было очень трудной задачей: никогда не было известно, какой рукой он
будет действовать в следующий момент. Он накладывал швы правой и левой рукой
с такой скоростью, что два человека с трудом успевали подавать ему иглы с
шовным материалом».
В своих исследованиях П. использовал методы механистической и холистической
школ биологии и философии, которые считались несовместимыми. Как
представитель механицизма П. считал, что комплексная система, такая, как
система кровообращения или пищеварения, может быть понята путем поочередного
исследования каждой из их частей; как представитель «философии целостности»
он чувствовал, что эти части следует изучать у интактного, живого и здорового
животного. По этой причине он выступал против традиционных методов
вивисекции, при которых живые лабораторные животные оперировались без наркоза
для наблюдения за работой их отдельных органов.
Считая, что умирающее на операционном столе и испытывающее боль животное не
может реагировать адекватно здоровому, П. воздействовал на него хирургическим
путем таким образом, чтобы наблюдать за деятельностью внутренних органов, не
нарушая их функций и состояния животного. В некоторых случаях он создавал
условия, при которых пищеварительные железы выделяли свои секреты в фистулы,
расположенные вне животного; в других случаях он отделял от желудка части в
виде изолированного желудочка, полностью сохраняющего связи с центральной
нервной системой. Мастерство П. в этой трудной хирургии было непревзойденным.
Более того, он настойчиво требовал соблюдения того же уровня ухода, анестезии
и чистоты, что и при операциях на людях. «После приведения организма
животного в соответствие с нашей задачей, – говорил он, – мы должны найти для
него modus vivendi, чтобы обеспечить ему абсолютно нормальную и
продолжительную жизнь. Только при соблюдении этих условий полученные нами
результаты можно считать убедительными и отражающими нормальное течение этих
феноменов». Используя данные методы, П. и его коллеги показали, что каждый
отдел пищеварительной системы – слюнные и дуоденальные железы, желудок,
поджелудочная железа и печень – добавляет к пище определенные вещества в их
различной комбинации, расщепляющие ее на всасываемые единицы белков, жиров и
углеводов. После выделения нескольких пищеварительных ферментов П. начал
изучение их регуляции и взаимодействия.
В 1904 г. П. был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за
работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более
ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса». В речи на церемонии
вручения премии К.А. Г. Мернер из Каролинского института дал высокую оценку
вкладу П. в физиологию и химию органов пищеварительной системы. «Благодаря
работе П. мы смогли продвинуться в изучении этой проблемы дальше, чем за все
предыдущие годы, – сказал Мернер. – Теперь мы имеем исчерпывающее
представление о влиянии одного отдела пищеварительной системы на другой, т.е.
о том, как отдельные звенья пищеварительного механизма приспособлены к
совместной работе».
На протяжении всей своей научной жизни П. сохранял интерес к влиянию нервной
системы на деятельность внутренних органов. В начале XX в. его эксперименты,
касающиеся пищеварительной системы, привели к изучению условных рефлексов. П.
и его коллеги обнаружили, что если пища попадает в рот собаки, то начинает
рефлекторно вырабатываться слюна. Когда собака просто видит пищу, то также
автоматически начинается слюноотделение, но в этом случае рефлекс значительно
менее постоянен и зависит от дополнительных факторов, таких, как голод или
переедание. Суммируя различия между рефлексами, П. заметил, что «новый
рефлекс постоянно изменяется и поэтому является условным». Таким образом,
один только вид или запах пищи действуют как сигнал для образования слюны.
«Любое явление во внешнем мире может быть превращено во временный сигнал
объекта, стимулирующий слюнные железы, – писал П., – если стимуляция этим
объектом слизистой оболочки ротовой полости будет связана повторно... с
воздействием определенного внешнего явления на другие чувствительные
поверхности тела».
Пораженный силой условных рефлексов, проливающих свет на психологию и
физиологию, П. после 1902 г. сконцентрировал свои научные интересы на
изучении высшей нервной деятельности. Преданный своему делу и
высокоорганизованный во всех аспектах своей работы, будь то операции, чтение
лекций или проведение экспериментов, П. отдыхал в летние месяцы; в это время
он с увлечением занимался садоводством и чтением исторической литературы. Как
вспоминал один из его коллег, «он всегда был готов для радости и извлекал ее
из сотен источников». Положение величайшего русского ученого защищало П. от
политических коллизий, которыми изобиловали революционные события в России
начала века; так, после установления советской власти был издан специальный
декрет за подписью В.И. Ленина о создании условий, обеспечивающих работу П.
Это было тем более примечательно, что большинство ученых находилось в то
время под надзором государственных органов, которые нередко вмешивались в их
научную работу.
В 1881 г. П. женился на Серафиме Васильевне Карчевской, учительнице; у них
родились четыре сына и дочь. Известный своим упорством и настойчивостью в
достижении цели, П. считался среди некоторых своих коллег и студентов
педантом. В то же время он пользовался большим уважением в научном мире, а
его личный энтузиазм и сердечность снискали ему многочисленных друзей.
П. умер в 1936 г. в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) от пневмонии. Похоронен
на Волковом кладбище.
В 1915 г. П. был награжден французским орденом Почетного легиона, в том же
году он получил медаль Копли Лондонского королевского общества. П. был членом
Академии наук СССР, иностранным членом Лондонского королевского общества и
почетным членом Лондонского физиологического общества.
4.2. МЕЧНИКОВ, Илья
15 мая 1845 г. – 15 июля 1916 г.
Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1908 г.совместно с Паулем Эрлихом
Русский эмбриолог, бактериолог и иммунолог Илья Ильич Мечников родился в
деревне Ивановке, расположенной на Украине, неподалеку от Харькова. Его отец
Илья Иванович, офицер войск царской охраны в Санкт-Петербурге, до переезда в
украинское поместье проиграл в карты большую часть приданого своей жены и
имущества семьи. Мать Мечникова, в девичестве Эмилия Невахович, была дочерью
Льва Неваховича, богатого еврейского писателя. Она всемерно способствовала
тому, чтобы Илья – последний из пяти ее детей и четвертый по счету сын –
выбрал карьеру ученого.
Любознательный мальчик с ярко выраженным интересом к истории естествознания,
М. блестяще учился в Харьковском лицее. Статья с критикой учебника по
геологии, которую он написал в 16 лет, была опубликована в московском
журнале. В 1862 г., окончив среднюю школу с золотой медалью, он решает
изучать структуру клетки в Вюрцбургском университете. Поддавшись настроению,
он отправляется в Германию, даже не узнав, что занятия начнутся лишь через 6
недель. Оказавшись один в чужом городе без знания немецкого языка, М. решает
вернуться в Харьковский университет. С собой он привозит русский перевод
книги Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора», ("On
the Origin of Species by Means of Natural Selection"), опубликованный тремя
годами ранее. Прочитав книгу, М. стал убежденным сторонником дарвиновской
теории эволюции.
В Харькове М. закончил университетский четырехгодичный курс естественного
отделения физико-математического факультета за два года. Уже знакомый с
особенностями строения представителей низших отрядов животного мира (червей,
губок и других простых беспозвоночных), М. осознал, что в соответствии с
теорией Дарвина у более высокоорганизованных животных должны обнаруживаться в
строении черты сходства с низкоорганизованными, от которых они произошли. В
то время эмбриология позвоночных была развита намного лучше, чем эмбриология
беспозвоночных. В течение следующих трех лет М. занимался изучением
эмбриологии беспозвоночных в различных частях Европы: вначале на острове
Гельголанд в Северном море, затем в лаборатории Рудольфа Лейкарта в Гисене
возле Франкфурта и, наконец, в Неаполе, где он сотрудничал с молодым русским
зоологом Александром Ковалевским. Работа, в которой они показали, что
зародышевые листки многоклеточных животных являются, по существу,
гомологичными (демонстрирующими структурное соответствие), как и должно быть
у форм, связанных общим происхождением, принесла им премию Карла Эрнста фон
Баэра. М. к этому времени исполнилось всего 22 года. Тогда же из-за
чрезмерного перенапряжения у него стали болеть глаза. Это недомогание
беспокоило его в течение следующих 15 лет и препятствовало работе с
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
