Но у молодого Тимирязева с самого начала вызывала серьезные сомнения вся приведенная выше цепь рассуждений. Действительно, желтые лучи наиболее ярки, но ведь это только для нашего глаза! А при оценке степени воздействия световых лучей на зеленый лист наши субъективные ощущения никак не могут быть судьей. Важна относительная энергия луча, его реальная, объективная способность производить работу. В ту пору уже было доказано, что работать, то есть вызывать химическую реакцию, способен лишь поглощенный свет. Лучи, которые отражаются или пропускаются телом, не вызывают в нем изменений. Что касается хлорофилла, то он поглощал вовсе не желтые, а красные и синие лучи. И потом: при чем здесь «раздражающее действие» света? Поглощенные хлорофилловым зерном лучи совсем не раздражители. Они участники тех тайных сложнейших реакций, которые происходят в зеленой клетке. В согласии с законом превращения энергии луч сам испытывает превращение, откладываясь в конечном счете про запас в виде химической энергии.
Сомнения сомнениями, но Тимирязев отнюдь не был склонен одним отвлеченным умозаключениям противопоставлять другие. Он решил проверить исходные измерения, нисколько не смущаясь тем, что они освящены одобрением столь славных ученых мужей. Это была дерзость, ни с чем не сравнимая. Она-то и вызвала ярость Пфеффера…
Тимирязев очень быстро уличил опыты Дрепера в элементарной погрешности. Для того чтобы иметь достаточно яркий свет, Дрепер пропускал солнечный луч через отверстие в ставне, равное трем четвертям дюйма — около 20 миллиметров — в диаметре. Тимирязев справедливо отмечал, что через такое большое отверстие почти нельзя получить чистый спектр. Цветное изображение образуется из нескольких спектров, накрывающих друг друга в средней части и производящих там почти белый сложный цвет. Чтобы уверенно судить о том, в каких лучах солнечного спектра сильнее всего протекает процесс усвоения углекислоты, надо добиться, чтобы каждая цветная полоса была резко отделена от соседней. Опыт должен быть чистым — лишь тогда можно верить его результатам.
Почему же все-таки такой искушенный и опытный физик, как Дрепер, проявил такое поразительное пренебрежение к чистоте эксперимента?
Дело в том, что Дрепер приписывал живому особые свойства, благодаря которым живые тела якобы могут не подчиняться тем физико-химическим законам, которые царят в неживой природе. Это сбивало его с верной дороги.
Тимирязев в своей докторской диссертации доказал несостоятельность идеалистических взглядов Дрепера. Сложнейший процесс возникновения в зеленом листе органического вещества под воздействием солнечного света подчинен общему для всей природы закону сохранения материи и энергии. В доказательство этого Тимирязев выбивал из листа сечкой пять одинаковых кусочков зеленой ткани и, поместив их в пять пробирок, содержащих воздух с одинаковой примесью углекислого газа, каждую пробирку освещал одним каким-нибудь светом: первую — желтым, вторую — красным, третью — синим и т. д. Через несколько часов, произведя анализ, Тимирязев убеждался, что наибольшее количество углекислого газа разложилось в пробирке, освещенной красным светом. На втором месте — пробирка, освещенная синим лучом.
Вюрцбургские ботаники заявили, что опыт с кусочками листа ничего не доказывает: целое растение может-де вести себя иначе.
Тогда Тимирязев остроумно использовал для доказательства своей правоты метод, разработанный его главным противником.
Юлиус Сакс в свое время проделал такой любопытный и изящный эксперимент. Он помещал половину листа на солнце, а другую половину закрывал. Через некоторое время, предварительно обесцветив лист спиртом, он обрабатывал его йодом. В той половинке, которая освещалась, обнаруживался крахмал, — от йода она синела или чернела. Другая, затемненная половинка, не давала цветной реакции с йодом — в ней не оказывалось крахмала. Этот прием вошел во все учебники.
В 1875 году Тимирязев мастерски использовал «крахмальную пробу» Сакса. Он поставил горшок с гортензией в темную комнату. В листьях в темноте не только не образуется новый крахмал, но они теряют и тот, который имелся. Дождавшись полного исчезновения из листьев крахмала, Тимирязев отбросил на один из листьев солнечный спектр. Полоска уместилась на крупном листе целиком. Через несколько часов Тимирязев обработал лист йодом и получил наглядное свидетельство своей правоты: на листе отчетливо выделялась темная полоска, и темнее всего она была в том месте, куда падали сквозь призму красные лучи спектра. Значит, тут образовалось больше всего крахмала. Значит, красные лучи действовали с наибольшей силой. Это была первая в мире, ставшая потом знаменитой «амилограмма» (от греческого: «мил» — «крахмал» и «грамма» — «оттиск», «запись»).
Излагая результаты своих опытов, Тимирязев высмеивал лучшие чувства немецких физиологов. Он доказывал, что, по существу, они пытаются возродить в биологии идеи, родственные идее «флогистона», абсолютно в духе средневековых алхимиков. Пора было поставить его на место! Вильгельм Пфеффер сам взялся подтвердить вывод, сделанный Дрепером, что фотосинтез идет под воздействием «физиологически активных» лучей. По мнению Сакса и Пфеффера, это в полной мере удалось. Значительная часть немецких ботаников признала работу Пфеффера образцовой, а отповедь, данную им «московскому наглецу», неопровержимой. Да, несомненно, процесс воздушного питания растения протекает с наибольшей силой в желтых лучах. Полемические приемы Пфеффера не отличались ни новизной, ни сдержанностью. Для обличения Тимирязева Пфеффер навязывал ему гипотезы, которые тот не высказывал, и даже, как об этом с тонкой иронией писал Тимирязев, «бросил тень на мою нравственную личность».
На защите своей докторской диссертации К. А. Тимирязев вызвал веселое оживление в аудитории, наглядно показав, что его противники просто-напросто не умели работать с измерительными приборами. Одной из главных составных частей прибора, при помощи которого Пфеффер взялся опровергать тимирязевские исследования, была так называемая адсорбционная трубка — в ней происходит поглощение углекислоты зеленым листом, освещенным солнечным светом.
— При взгляде на прибор, — говорил Тимирязев, — озадачивает отверстие на верху адсорбционной трубки, заткнутое пробкой. Но когда обратишься к тексту, то невольно разражаешься смехом. Оказывается, что ни доктор Пфеффер, ни его учитель Сакс не знали, как поднять уровень ртути в своих трубках, и для этого снабдили их отверстием, затыкаемым пробкой. Одного этого факта достаточно, чтобы иметь понятие о том уровне, на котором стоит экспериментальное искусство в Вюрцбургском ботаническом институте…
Немецкие ученые пренебрегли азбучным правилом: сосуды, где измеряются газы, должны быть по возможности глухими.
Почему это в данном случае было так важно? Да потому, что совершенство аппаратуры определяет возможность анализа микроскопических порций газа. Тимирязев год от года совершенствовал это искусство, поражая точностью своих газовых анализов ученых всего мира.
Знаменитый французский ученый, один из основоположников физической химии — Марселей Бертло, говорил ему:
— Каждый раз, что вы приезжаете к нам, вы привозите новый метод газового анализа, в тысячу раз более чувствительный!
Не владея столь совершенной техникой, Пфеффер не мог работать с чистым спектром и вынужден был повторить ошибку Дрепера — работать с большой щелью. Ведь с уменьшением щели уменьшалось и количество света, падающего на трубку с листом, замедлялся процесс фотосинтеза и соответственно уменьшалось количество газа, который подлежал исследованию.
Спор «о красном и желтом» завершился полной победой Тимирязева. В конечном счете и вюрцбургские ботаники признали правоту русского ученого, но признали по-своему — приняли точку зрения Тимирязева, не называя его имени. Заслуги русского ученого в изучении оптических свойств хлорофилла были ими приписаны другим ученым.
Мы привели здесь этот характерный эпизод истории проникновения методов точного естествознания в биологию еще и для того, чтобы подчеркнуть значение важнейшей тенденции, под знаком которой сейчас происходит бурное развитие биологических исследований «на молекулярном уровне». Но, отвлекаясь от истории, нельзя не отметить, что этот спор между точной наукой и примитивной наблюдательной биологией продолжает для нас, современников космической эры, по-прежнему оставаться острым.
