Уже на заре науки атомная теория была в центре внимания в связи со стремлением достигнуть всеобъемлющего представления о великом разнообразии явлений природы. Так, уже Демокрит, с такой глубокой интуицией настаивавший на необходимости атомизма для всякого рационального объяснения обыкновенных свойств материи, как известно, пытался использовать атомистические идеи также и для объяснения своеобразия органической жизни и даже человеческой психологии. Фантастический характер таких крайних материалистических представлений вызвал естественную реакцию у Аристотеля, в совершенстве владевшего всеми современными ему познаниями в физике и биологии; эта реакция привела его к полному отрицанию атомистической теории и к попытке создать на основе идей, которые по существу являются телеологическими, систему достаточно широкую, чтобы учитывать всё богатство явлений природы. Преувеличения в учении Аристотеля были в свою очередь ясно выявлены в результате постепенного ознакомления с элементарными законами природы, справедливыми как для неодушевлённых тел, так и для живых организмов.

Если думать о том, как были установлены принципы механики, которые в дальнейшем должны были стать фундаментом физической науки, то в этой связи интересно уяснить себе, что открытие Архимедом принципа равновесия плавающих тел, согласно хорошо знакомой легенде подсказанное ему ощущением лёгкости его тела, погруженного в ванну, могло точно так же возникнуть и на основании обыденного опыта, относящегося к потере в весе камня, опущенного в воду. Точно также следует считать совершенно случайным, что Галилей пришёл к открытию фундаментальных законов динамики, наблюдая, как качается люстра в прекрасном Пизанском соборе, а не глядя на ребенка на качелях. Однако для растущего понимания существенного единства принципов, управляющих явлениями природы, такие чисто внешние аналогии имели лишь малое значение по сравнению с глубоко коренящимся сходством между живыми организмами и техническими механизмами; это сходство было вскрыто при изучении анатомии и физиологии, которое так интенсивно велось в эпоху Возрождения особенно здесь, в Италии.

Перспективы, открывшиеся благодаря успеху нового экспериментального подхода к философии естествознания, были встречены с энтузиазмом; этот энтузиазм в одинаковой мере поддерживался как расширением картины Вселенной, которым мы обязаны проницательности Коперника, так и разъяснением механизма кровообращения в телах животных, начало которому положило великое достижение Гарвея. Пожалуй, ярче всего этот энтузиазм выразился в трудах Борелли, которому удалось разъяснить с такими тонкими подробностями функции скелета и мышц при движении животных. Классический характер этих трудов нисколько не умаляется попытками самого Борелли и его последователей объяснить также и нервную деятельность и секрецию желез при помощи примитивных механических моделей; их очевидная произвольность и грубость вскоре вызвали общую критику, о которой до сих пор напоминает полуироническое прозвище «ятро-физиков» ¹, присвоенное школе Борелли. Здоровое в корне стремление приложить к физиологическим процессам всё увеличивающиеся познания в области типично химических превращений, нашедшее такого восторженного представителя в лице Сильвиуса, вскоре привело к оппозиции, вызванной преувеличением поверхностного сходства между перевариванием и ферментацией, с одной стороны, и простейшими неорганическими реакциями, с другой, а также неосмотрительным приложением их к лечебным целям. Эта оппозиция выразилась в прозвании «ятро-химия», присвоенном таким преждевременным попыткам.

¹ «Ятрос» — по гречески медик; таким образом, «ятро-физик» означает «медико-физик». — Прим. ред.

Для нас причины неудач этих первых исследователей, старавшихся использовать физику и химию для исчерпывающего объяснения свойств живых организмов, вполне очевидны. Тогда ещё не наступило время Лавуазье, раскрывшего элементарные принципы химии, которые должны были дать ключ для понимания процесса дыхания, а позднее составить основу для развития так называемой органической химии. Но, кроме того, до открытий Гальвани оставалась скрытой ещё одна фундаментальная сторона законов физики. Очень поучительно думать, что зерно, которому в руках Вольты, Эрстеда, Фарадея и Максвелла суждено было развиться в стройную систему, соперничающую по значению с механикой Ньютона, зародилось из исследований, имевших биологическую цель. Действительно, трудно себе представить, чтобы процесс, который привёл от опытов с наэлектризованными телами, какими плодотворными бы они ни были в руках Франклина, к изучению гальванических токов, мог бы осуществиться, если бы чувствительные приборы, необходимые для обнаружения таких токов (которые теперь так легко создаются), не были бы предоставлены самой природой в виде нервных тканей высших животных.

Здесь невозможно набросать даже в общих чертах потрясающее развитие физики и химии со времени Гальвани или перечислить открытия во всех отраслях биологии за последнее столетие. Нам достаточно напомнить о научных направлениях, идущих от трудов первых исследователей, Мальпиги и Спалланцани ¹ работавших в этом почтенном университете, к современной эмбриологии и соответственно бактериологии, или же от самого Гальвани до недавних захватывающих исследований нервных импульсов. Несмотря на достигнутое таким образом глубокое понимание физической и химической стороны многих типичных биологических реакций, изумительная тонкость строения организмов и их богатство связанными между собой регулирующими механизмами всё ещё заходят так далеко за пределы всякого опыта, относящегося к неживой природе, что мы чувствуем себя столь же далёкими, как и раньше, от объяснения самой жизни на физико-химической основе. Действительно, когда мы присутствуем при жарких спорах о значении для этой проблемы недавних открытий отравляющих эффектов и генеративных свойств так называемых вирусов, перед нами встаёт столь же острая дилемма, как та, с которой столкнулись Демокрит и Аристотель.

¹ Мальпиги (1628—1694)—итальянский врач и анатом, Спалланцани (1729— 1799) —итальянский биолог. — Прим. ред.

При такой ситуации интерес снова сосредоточивается на атомной теории, хотя и на совершенно другом фоне. С тех пор как Дальтон с таким решительным успехом использовал атомистические представления для разъяснения количественных законов, управляющих составом химических соединений, атомная теория становится в химии надёжным руководящим принципом и необходимой основой во всех рассуждениях; а замечательное совершенство техники эксперимента в физике дало нам даже средство для изучения явлений, прямо зависящих от действия индивидуальных атомов. Таким образом, это развитие устранило последние следы традиционного предрассудка, утверждавшего, будто бы из-за грубости наших органов чувств всякое доказательство действительного существования атомов навеки останется за пределами досягаемости человеческого опыта. Но, кроме того, оно обнаружило в законах природы ещё более глубокие черты атомизма, чем те, которые выражены в старом учении об ограниченной делимости материи. Действительно, мы узнали, что для того, чтобы охватить собственно атомные явления, должна быть существенно расширена самая система понятий, которая была пригодна как для описания нашего опыта повседневной жизни, так и для формулировки всей системы законов, которым подчиняется поведение материи в её массе; на этих законах и построено то внушительное здание, которое именуется классической физикой. Для того чтобы оценить те возможности, которые эта новая точка зрения философии естествознания даёт для рационального подхода к фундаментальным проблемам биологии, нам придется кратко напомнить главные направления развития, приведшего к разъяснению положения в атомной теории.

Отправным пунктом современной атомной физики было, как известно, признание атомной природы самого электричества. На неё впервые указали знаменитые исследования Фарадея в области гальванического электролиза, и затем она была окончательно подтверждена фактом изолирования электрона в замечательных явлениях электрического разряда в разреженных газах, явлениях, привлекших к себе такое внимание в конце прошлого столетия. Блестящие исследования Томсона вскоре выяснили существенную роль электронов в самых разнообразных физических и химических явлениях. Наше знакомство со структурными единицами материи было, однако, ещё неполным вплоть до открытия Резерфордом атомного ядра — открытия, увенчавшего его новаторские труды о спонтанных радиоактивных превращениях некоторых тяжёлых элементов. Действительно, это открытие впервые дало бесспорное объяснение неизменяемости элементов в обыкновенных химических реакциях, в которых крошечное тяжёлое ядро остаётся без изменений, а затрагивается только распределение лёгких электронов вокруг него. Кроме того, это открытие даёт объяснение природе естественной радиоактивности, при которой мы наблюдаем взрыв самого ядра; оно разъяснило также и обнаруженную Резерфордом позднее возможность вызвать превращения элементов бомбардировкой тяжёлыми частицами с большой скоростью, которые, сталкиваясь с ядрами, могут вызвать их распад.