VIVOS VOCO: Д.С. Рождественский, "Чем овладел и что должен завоевать микроскоп"

1. В 1681 г. Лондонское королевское общество в своем заседании подробно обсуждало своеобразное положение. Некий голландец Левенгук уже восемь лет как слал в Общество одно сообщение за другим. Он описывал изумительные чудеса, которые открывал своим микроскопом в капле воды, в настое перца, в иле реки, в дупле собственного зуба.

"С величайшим изумлением я увидел в капле великое множество зверюшек, оживленно двигающихся во всех направлениях, как щука в воде. Самое мелкое из этих крошечных животных в тысячу раз меньше глаза взрослой вши".

Открывался новый мир живых существ, более разнообразный и бесконечно более оригинальный, чем видимый нами мир. Вначале никто не мог повторить этих наблюдений. Но потом член Общества знаменитый Гук, который в своей книге "Micrographia" за пятнадцать лет до того описал устройство самого совершенного, казалось, микроскопа, с трудом увидел в настое перца зверюшек в большом числе и показал его изумленным членам Общества. Но какой же микроскоп был у голландца, если oн видел легко еще более мелкие твари?

В этом заседании, о котором мы говорили и где присутствовал и Гук, решено было просить странного корреспондента опубликовать, чем и как он наблюдает. Однако упрямый голландец уклонялся. Он продолжал сообщать все новые чудеса, но умалчивал о своем приборе. Тогда ученое Общество отправило к нему своего представителя, чтобы купить его микроскоп. Ежась и пожимаясь, непатентованный исследователь, торговец сукнами, занявшийся микроскопом на 40-м году жизни, раскрыл свою тайну, однако же наотрез отказался продать хотя бы один из своих многочисленных микроскопов. Ученый увидел почти все, что описывал Левенгук. Правда, последний утаил два лучших микроскопа - слишком жалко было показывать до конца, как добывались "Тайны природы, открытые Антоном Левенгуком",- заглавие его труда, изданного на 63-м году его жизни. Но все же ясно было, что все его микроскопы - простые лупы. Лупы с булавочную головку. Чем меньше лупа, тем больше она увеличивает. Шлифовке и полировке этих маленьких линзочек Левенгук посвятил много лет своей жизни. Он достиг того, чего не достигли ученые. Он сам плавил стекло, сам шлифовал, сам полировал, сам монтировал между серебряными и золотыми досками и особенно сам искал и находил объекты наблюдения. Подчеркиваю это потому, что в микроскопии творит новое и совершенное тот, кто знает, для чего творит и что ищет.

Лучшие лупы Левенгука увеличивали в 270 раз. С ними он увидел впервые кровеносные тельца, движение крови в капиллярных сосудах хвоста головастика, полосатость мускулов. Он открыл инфузории. Он впервые погрузился в мир микроскопических одноклетных водорослей, где лежит граница между животным и растением; где движущееся животное, как зеленое растение, обладает хлорофиллом и питается, поглощая свет; где растение, еще прикрепленное к субстрату, потеряло хлорофилл и заглатывает бактерии. Наконец, oн видел даже бактерии и в великом разнообразии. Но, разумеется, тогда не было еще и отдаленной возможности понять ни значение бактерий для человека, ни смысла зеленого вещества - хлорофилла, ни границы между растением н животным.

Слава Левенгука выросла до крайних пределов. Новый микроскопическнй мир вокруг нас н внутри нас волновал воображение даже в том XVII столетии, которое полно чудесных открытий, которое по преимуществу открывало новые перспективы.

В XVII в. человечество как бы проснулось, поняло, что экспериментом и наблюдением можно удесятерить свое могущество над природой, и начало всасывать в себя знания. С этого времени мы и начнем свое повествование о растущем могуществе микроскопа.

Но в XVII в. возникли и те мысли, которые в будущем положили границу этому могуществу. Возникла загадка о сущности света. Выясним сначала, как нарастала в XVII в. последовательность этих идей. В начале века Галилей построил телескоп. Наблюдая через него вращение спутников Юпитера, он воочию, конкретно увидел то, что угадывалось о вращении Земли и планет около Солнца. Телескопом он открыл звездный мир, как через 50 лет Левенгук - мир микроскопический. Не это, однако, останавливает сейчас наше внимание. По-видимому, в эти же годы Галилей построил первый сложный микроскоп. Ведь так просто - кажется нам теперь - поставить линзу за линзой, увеличить один раз предмет, второй раз - изображение. И телескоп, и микроскоп в этом отношении одинаковы.

Но в этот изумительный век особенно для нас важны пять событий, ставших во главу учения о свете.

В середине столетия Ньютон открыл сложный состав белого света и разложил его призмой.
Далее, Рёмер доказал неопровержимо, что свет распространяется с конечной скоростью, и измерил ее.
Ньютон высказал знаменитую гипотезу - неверную, как вам известно,- о том, что свет есть поток летящих частиц такой необычайной мелкости и частоты, что они проникают через прозрачные тела, как стекло через хрусталик глаза, и, поражая ретину ударами, производят физиологическое ощущение света.
Четвертое, непонятное событие - кольца Ньютона, которыми и сейчас пользуются оптики при полировке линз.
Пятое событие - идеи Гюйгенса. Он впервые заговорил о волнообразной природе света и доказал, как естественно она объясняет и законы простого отражения и преломления, и законы двойного лучепреломления в исландском шпате. Мысли Гюйгенса и Ньютона встретились в резком контрасте.

Таким образом, в XVII в. в остром споре действительно встала проблема о сущности света. Наблюдения же Левенгука поставили человечество лицом к лицу с величайшей из тайн - тайной живого вещества.

Как возникает живое вещество?

Наметился и путь решения при помощи света, при помощи микроскопа.

В течение двухсот пятидесяти лет с того времени один за другим снимаются покровы с этой тайны. Это эпоха, когда орудием исследования была световая волна, когда именно малыми размерами световой волны - полмикрона (половина тысячной доли миллиметра) - определялась острота проникновения в сущность живого вещества. Малостью длины световой волны определяются предельная точность и тонкость всякого изделия рук человеческих. Это знает отчетливо рабочий-оптик. Быть может, вы, металлисты, сознаете это не так отчетливо, но скоро и вы увидите, что это так *.

* Вступительная лекция к циклу занятий по оптике читалась Д.С. Рождественским рабочим и инженерно-техническому составу завода "Прогресс" 11 мая 1936 г. - Прим. ред.

Эпоха световой волны теперь, на наших днях, кончается. Скоро во главу исследований и, стало быть, во главу движения вперед в завоевании природы станет еще более могучий фактор - электронные волны. Содержания этой эпохи мы еще не знаем, мы его только предчувствуем.

В конце эпохи световой волны, в наши дни, мы стоим на самом пороге решения вопроса, как складывается из молекул живое вещество, на пороге раскрытия законов наследственности.

Может ли овладеть микроскоп сотыми долями микрона? Так как в этом порядке малости, как увидим далее, вероятно, "неживое" плавно переходит в "живое".

Можно ли увидеть микроскопом единицу наследственности, да или нет?

Вот последние поставленные вопросы. Достаточно ли острое орудие световая волна, чтобы сделать в наших руках живое вещество пластическим, как воск? Или же эту власть над природой, над самим собой мы получим только с более могущественным орудием?

Позвольте мне кратко очертить эту отходящую первую эпоху - световой волны - и показать вам туманный образ следующей - эпохи электронной, чтобы вы ясно видели, в какую историческую точку времени ваш завод ввязывается в судьбу человечества, какова здесь будет его роль. Потому что завод, который в год должен давать 12000 микроскопов, - фактор большой силы. Он ощутительно двинет прогресс в ту или иную сторону.

И это я также надеюсь вам показать.

* * *

2. XVII в. был временем исключительного напряжения сил. Далее события развивались гораздо более вяло. Вообще XVIII столетие не блещет поражающими гениальными открытиями, несмотря на то, что это - эпоха организации научных исследований, основания академий всех стран. Лондонское общество возникает незадолго до того заседания, о котором говорилось вначале, французское - приблизительно в те же годы; в 1725 г. Петр I учредил Петербургскую академию, и до 1750 г. появились академии во всех странах. Несомненно, работа всюду велась огромная, но она была не столь видной. Так, по крайней мере, я пытаюсь объяснить себе блеск XVII столетия по сравнению с XVIII-ым.

В точных науках - механике и физике - нельзя двигаться вперед без математического анализа. Нужно формировать мозг человеческий как орудие исследования. Ньютон и Лейбниц дали основы дифференциального и интегрального исчислений в XVII в. Все XVIII столетие было занято развитием этих математических учений, и здесь во главе стояли особенно Эйлер, прославивший нашу академию, братья Бернулли, Лагранж, Лаплас, Даламбер и др.

В науках о живой природе было свое специфическое затруднение: чересчур большое разнообразие живущего. Сотнями тысяч исчисляются виды живых существ, как животных, так и растений. Нужно было посетить всевозможные страны, разобраться во всем многообразии, покончить со средневековыми суевериями. Нужно было найти единый план во всем множестве частного и отдельного. Лишь в то время было установлено привычное для нас положение, что размножение идет всюду половым путем - соединение женского яйца с мужским сперматозоидом. Это одинаково и для всех животных, и для всех растений, где в пестике скрыт женский элемент, а в тычинках сосредоточен мужской.

Как разгадка вопроса сущности света, так и усовершенствование микроскопа подвигались вперед медленно. Спор между идеями Ньютона и Гюйгенса продолжался целое столетие. К представлению о волновой природе света примкнул знаменитый Эйлер. Но решен был вопрос лишь через сто с лишним лет, непосредственно после Французской революции, Френелем, по моему мнению, самым талантливым исследователем, какого знала наука.

Чем отличается поток распространяющихся волн - идея Гюйгенса - от потока несущихся мелких частиц - идея Ньютона? Двумя признаками.

Встретившись, волны могут взаимно уничтожиться, если горб одной ляжет на долину другой. Свет + свет, сложившись вместе, могут дать темноту. Это явление интерференции, это кольца Ньютона, непонятые самим Ньютоном; с потоками частиц этого быть не может. Два потока частиц - это всегда двойной поток, двойной свет.
Во-вторых, через отверстие поток частиц проходит прямо, не расходясь в стороны, а поток волн непременно расходится, рассеивается. Это дифракция.

Френель доказал теоретически, что расхождение во все стороны ничтожно, если волна мала, но все же и эту ничтожную дифракцию он обнаружил и измерил, а по ее величине определил длину волны света. Из явлений интерференции, которые так хорошо известны оптикам, полирующим до "одного цвета", до "двух полос", он также измерил длину волны - это полмикрона. И отсюда стали неоспоримыми волновая теория и исключительная тонкость нашего орудия исследования. С тех пор все мы в разных модификациях подтверждаем и применяем мысли Френеля. Но и не зная этих мыслей, можно усовершенствовать микроскоп.

Так это и было в XVIII столетии, хотя события развивались очень медленно. Сейчас трудно даже представить себе, что первая труба Галилея, в которую он наблюдал мир Юпитера, и микроскоп Левенгука были простыми неахроматическими линзами. Вы, товарищи, должно быть, и не видели неахроматических инструментов, не видели, какой грубой цветной каемкой обведены все контуры изображения предметов при цветных линзах.

Ньютон был убежден, что вообще ахроматизация, уничтожение каемок, невозможно. Опыты в этом направления все же делались, и Доллонду, английскому мастеру, удалось без всякой теории рядом удачных проб построить ахроматический объектив для зрительной трубы, а Эйлер теоретически объяснил ошибку Ньютона и вместе со своим учеником, академиком Фуссом, дал точный рецепт, как изготовить ахроматический микроскоп.

Через 10 лет академик Петербургской академии Эпинус такой микроскоп выполнил. Микроскоп этот сохранился до настоящего времени. По некоторым причинам мне не удалось его видеть, но по описаниям инструмент этот весьма странного для нас и несовершенного вида. Он в 1 м длины, объектив у него фокусом в 18 см (не миллиметров) и его максимальное увеличение 70. Словом, он дает меньше, чем левенгуковы линзы.

И вообще до начала XIX в. сложные микроскопы из объектива и окуляра были нестоящими, хотя и удобными, инструментами; на своих, забавных подчас, выгнутых ножках они были скорее предметами украшения. Серьезные же наблюдатели в ответственных случаях обращались обычно к хорошим, хотя и очень неудобным, лупам. Можно легко представить себе ужасное неудобство этих мельчайших линзочек. Объект вплотную к линзе, линза вплотную к глазу, носа девать некуда. Конечно, принцип двойного увеличения сложным микроскопом был огромным шагом вперед, но его не умели применить.

И все же за это время микроскопия принесла новое.

Во-первых, многими исследователями обыскан мир Левенгука, мир бесчисленных тварей в пределах от 2 микронов и выше. Все их разнообразие найдено, регистрировано и классифицировано.
Установлено размножение микробов исключительно делением в противоположность всему остальному миру живых существ.
Наконец, в первый раз серьезно опровергнута мысль о самопроизвольном зарождении сложного живого вещества. Живое родится только от живого. До сих пор человек не видел еще зарождения хотя бы ничтожнейших бактерий. Это отрицательное утверждение необычайной важности, оно отвергает чудо и заставляет искать причину развития организмов в законах физики и химии. Его оспаривали и в позднейшие годы, но всегда безуспешно. Тайна возникновения живого всегда отодвигалась к еще более мелкому и, следовательно, более простому.

Огромным препятствием в деле ахроматизации было отсутствие хорошего флинта. Как известно, ахроматизация требует двух стекол: крона и флинта. Последний представляет стекло, в котором одной из основных частей является тяжелая окись свинца, обладающая непропорционально большой дисперсией. Вследствие тяжести при плавке она ложится на дно горшка, а так как мешать стекло в то время не умели, то стекла получались очень случайного состава и очень неоднородные. Мешали тогда, погружая на железной палке картошку и куски дерева так, чтобы они доходили до дна горшка. Сгорающая масса пузырилась, бурлила и хоть отчасти перемешивала стекло.

Громадным успехом в деле оптики было начинание швейцарца Гинана, который всю свою жизнь положил на выработку однородного стекла. Он погружал в расплавленное стекло полый шамотный конус и железным крюком водил его в горшке, водил часами, иногда днями. Это те приемы мешания, которые по существу применяются и до сих пор. Потомки Гинана завезли его метод в Париж (Бонтон) и Бирмингам (братья Ченсы), где секреты Гинана хранились до мировой войны 1914 г.

* * *

3. Работы Гинана развернулись на переломе к XIX столетию. Но все же в первой его четверти в микроскопии еще не было большого успеха. Не хватало еще одной простой идеи, о которой я сейчас скажу.

Но прежде нужно отметить в этот период крупный успех в биологии, который не требовал особенного участия микроскопа. Вся полнота знаний о бесчисленных формах живых существ привела в несовершенной еще форме к идее об их эволюции. Ламарком высказана была уже тогда отчетливая мысль: все живущее совершенствуется. Правда, эта мысль была плохо услышана и мало воспринята. Сложные формы животных и растений путем эволюции и усовершенствования возникали из простейших видов в течение миллионов и миллиардов лет.

Главный фактор этого усовершенствования - наследственность, а ее неизбежные спутники - смерть и рождение. Впервые возникла мысль об изменчивости живого вещества, и цепью эволюции происхождение живого вещества начало углубляться в даль веков, к тем временам, когда возникли простейшие. Через 40 лет давлением престижа Дарвина идея эволюции станет неоспоримой, но еще до этого в микроскопии и биологии совершился крупный сдвиг.

В 1824 г. громадный успех микроскопа дала простая практическая идея Саллига, воспроизведенная французской фирмой Шевалье. Объектив, раньше состоявший из одной линзы, расчленен на части, его начали изготовлять из многих ахроматических линз. Так умножено число параметров, дана возможность исправления ошибок системы, и стало впервые возможным говорить о настоящих больших увеличеннях - в 500 и даже 1000 раз. Граница предельного видения передвинулась от двух к одному микрону. Далеко позади оставлен микроскоп Левенгука.

Биология ответила быстрым успехом. В сущности, тогда именно возникает та наука, которая есть наука микроскопическая по существу - цитология - наука о клетке.

Так, уже в 1839 г. как общее положение доказано, что все живущее построено из клеток. Главные составные части всех клеток - протоплазма и ядро. И ядру, по-видимому, должно приписать особенно существенное значение.

Опять поражает мысль, в какой мере одинаковы животное и растительное царства; тип клетки в них один и тот же, вплоть до простейших одноклеточных инфузорий, вплоть до водорослей, как сложных, так и одноклеточных, стоящих на грани растения и животного. И что особенно важно - клетка родится только от клетки.

Клетка делится на клетки - таков единственный механизм роста живого. Две половые клетки, соединяясь вместе, начинают делиться - таков механизм образования живого существа, нового индивидуума. Одноклеточные инфузории, водоросли, бактерии могут и прямо делиться, образуя новые индивидуумы. Таким образом, утвердилась идея об общности механизма роста и размножения всего живого от высшего до низшего и тем подкрепилась смутная пока идея эволюции низшего к высшему. Теперь совершенствование микроскопа, развитие и уяснение представлений о живом веществе пойдут все возрастающими темпами, подгоняя п подхлестывая друг друга,

Микроскопические фирмы Oberhauser и Hartnack, Chevalier, Nachet, Ross и особенно Amici состязаются друг с другом, кто лучше приготовит сложный объектив, составленный из многих линз. Чисто эмпирически определяются число линз, их расстояния и кривизна их поверхностей. В громадной практике соревнующихся выясняется, что особенное значение для видения мельчайших объектов имеет величина угла, под которым лучи вступают в первое стекло объектива.

Впереди всех идет Амичи, который довел этот угол до 100° и более. Амичи применяет впервые иммерсию. Амичи выдумывает апланатический фронтальный сегмент. Этот флорентийский профессор физики и делатель микроскопов, Амичи, лидирует в то время среди всех изобретателей в микроскопии. Его называют иногда отцом микроскопии. В результате в половине столетия граница видимости от одного микрона отступила до полумикрона, уже видны предметы и детали в одну длину волны.

Нет сомнения, что только благодаря этим успехам стала возможной та "микробиологическая поэма", которую представляют работы Пастора. Мы видим, таким образом, как на каждую долю микрона, которой овладевает микроскоп, реагируют и наука, и прогресс человечества. Изменяются миросозерцание, здоровье и благосостояние, богатство людей.

Что микроскоп служит главным образом для бактериологических целей, известно всем. Но, может быть, не всем известно, что мы вплотную окружены микробами со всех сторон, как зловредными носителями заразных болезней, так и полезными и необходимыми. Без микробов мы не можем существовать. Равно как мы погибнем, если не будем защищаться от возбудителей чумы, холеры и других болезней. Микробы процесса гниения завершают круговорот органического вещества. Это одно делает их неизбежными. Иначе все живое органическое вещество превратилось бы в трупы.

Микробы почвы, усваивающие азот из воздуха, снабжающие им растения, завершают круговорот азота, необходимого для нас, людей, которые являются звеном этого круговорота. Другие микробы оказывают нам бесчисленные незаменимые услуги в производстве хлеба, спирта, уксуса, в массе других процессов.

Все главные черты их деятельности, их благодеяний и злодейств вскрыты были в жизненном творчестве Пастера.

Ему последнему пришлось испытать нападение приверженцев самопроизвольного зарождения. Он сделал это с манерой, ему свойственной: жестоко, решительно, уничтожающе, с блестящими экспериментами. Он раздавил своих противников. Образование живого вещества отодвинулось в область еще более малого, чем бактерии, еще более простого.

Со временем Пастера совпал момент, когда идея эволюции живых существ стала всеобщей. Вы знаете, с какой кристальной ясностью, с какой подкупающей убедительностью вошла в мир теория Дарвина. Она слишком известна, на ней останавливаться я не буду. Цепь эволюции протянулась от бактерии до человека. Казалось бы, что предел знаний достигнут.

* * *

4. Но микроскопия в 70-е годы сказала: "можно идти дальше". И победоносное шествие двинулось вперед. Сказавшим был Аббе. Его сотрудниками были Шотт и Цейсс. Достигнуто следующее.

Во-первых, предельное разрешение передвинулось от полумикрона до одной десятой микрона.
Во-вторых, в построении микроскопа вместо грубой эмпирики введена высокая научность.
В-третьих, наконец, показаны пределы возможного с микроскопом, и эти пределы завоеваны.

Во времена до Аббе микроскопов не рассчитывали, а усовершенствовали линзы объектива путем постепенных проб. Возьмите самую передовую книгу по микроскопии Гартинга 1859 г. В ней нет почти ни одной формулы. В ней масса интересных рецептов, как нужно делать микроскопы, масса исторических сведений. Многое из того, что я вам говорю сегодня, я черпаю из этой любопытнейшей книги. Но как много в ней неверного, а главное, как чувствуется, что искусство делать микроскопы было тогда только искусством, а не техническим предприятием, основанным на точных и научных данных.

Все это изменил Аббе.

Сформирован штаб ученых, оптиков и вычислителей, работающих при фирме Цейсса.
В капитальных сочинениях учениками Аббе дана теория микроскопа и вообще оптических приборов.
Выработана система измерений, определяющих качество микроскопа.

Когда выяснилось, что существующие сорта стекол не могут удовлетворить научным требованиям, планомерно созданы были новые сорта. Вне тайн наследников Гинана - Пара-Мантуа (наследники Бонтана) в Париже и Ченсов в Бирмингаме - созданы были вновь методы плавки стекла, и дело практической оптики развито до такой степени, что можно сказать: Аббе оптическим снаряжением армии почти выиграл мировую войну 1914-1918 гг.

Наконец, призвав на помощь основы волновой теории света, Аббе впервые ясно показал, что каждой остроте инструмента соответствует свой предел возможности. Нельзя грубыми пальцами обрабатывать даже мягкий материал с точностью до сотой миллиметра, для этого нужны тонкие инструменты. Тончайший же из всех инструментов - это длина волны. Нельзя видеть объекты меньше полудлины волны - утверждает дифракционная теория Аббе,- и нельзя получить изображения меньше полудлины волны, т.е. меньше 1/4 микрона. Или с разными ухищрениями иммерсии, когда мы применяем среды, в которых длина волны меньше,- до 0,1 микрона. Волна лимитирует нас. Правда, лимиты очень мелкие, но все же это лимиты для деятельности человека.

И вы, товарищи металлисты, в вашей точности лимитируетесь длиной волны. Ведь вы, когда стремитесь к точности, прибегаете к оптическим методам полировки и измеряете ваши ошибки интерференционными полосами. И вы руководитесь самым тонким вашим инструментом - плитками Иогансена, которые сделаны опять-таки оптическими методами, и предел их точности полагает длина волны. Вы знаете, что самый искусный мастер сейчас работает до 1/20 длины волны, а максимальное достижение, какое я видел,- ЭТО 1/100 длины волны.

Таким образом, гением Аббе установлено сознательное творчество в микроскопии п достигнуты пределы возможного.

* * *

5. Как на это реагировала биология? Прежде чем ответить на этот вопрос, я хочу еще минутку остановиться на личности Аббе. Это был самый свободный ум своего времени. Его значение было так велико в предприятиях Цейсса и Шотта, что его воля там была законом. И он тогда, в Германии, 40 лет тому назад, пытался создать почти социалистические законы для рабочих завода Цейсса. Рабочие участвовали во владении заводом, имели долю в прибылях. Но, разумеется, не мог среди капиталистического моря существовать социалистический остров.

Чрезвычайно любопытно реагировала биология на новый микроскоп Аббе.

Мы уже знаем, две биологические науки по существу "микроскопичны" - цитология и бактериология. Столь же много имеет дело с микроскопом и гистология - наука о строении живых тканей, но об этой науке позвольте мне не говорить, так как я не биолог, во-первых, и так как наиболее интересное в смысле тонкости исследования, если не ошибаюсь, лежит в той отрасли гистологии, которая занимается клетками, т.е. цитологии. Коснемся прежде всего бактериологии.

Со времени Пастера и Коха она, несомненно, получила грандиозное развитие и, конечно, использовала каждое движение вперед микроскопии, находя все новые и новые виды микробов, новые возбудители болезней. Точно доказано, что существуют микробы, которые неразличимы в микроскоп, и таковых очень много. Велик еще мир неизведанного за пределами, доступными для микроскопа. Но область за пределами видимости не может быть особенно велика. Ведь уже тысячные доли микрона - это размеры молекул, а должно же живое вещество заключать в себе некоторое число молекул. Как мы видели, 0,1 микрона доступна микроскопу. Следовательно, недоступная область небезгранична, а всего лишь в 20 раз меньше предела разрешения.

Можно сказать так: недоступна микроскопу область сотых долей микрона. А именно в этой области, по-видимому, и разыгрывается то самое интересное, что влечет к себе неудержимо мысль. Как складывается из молекул живое? Что живое - существо или вещество? Так как за последнее время все чаще возникает идея о том, что индивидуальность не должна быть необходимым признаком, сопутствующим понятию о жизни.

Не будем настаивать на этих загадках, не будем пробовать предупреждать решение. Отметим только, что сравнительно недавно прибавилось совсем новое, неожиданное явление в области сотых долей микронов - бактериофаг, нечто пожирающее микробов, о чем также нельзя с уверенностью сказать, существо ли это или вещество.

Не менее захватывающая задача возникла и в цитологии, также на пределах границы разрешения микроскопа. Как мы уже говорили, все живые существа состоят из клеток с ядром. Вопрос касается механизма деления клеток. Начиная с 90-х годов прошлого столетия работами бесчисленных исследователей была установлена следующая картина деления, также общая на всех ступенях развития как животным, так и растениям. В определенный момент жизни клетки ядро начинает походить на клубок спутанных нитей. Затем нити все более обособляются, сокращаются по длине, расширяются и получается строго определенное для каждого вида существ число - у человека их 48, у лука - 16 коротких отрезков нитей, толщиной тоньше микрона. Это так называемые хромосомы. Они делятся вдоль, каждая надвое; один набор половинок каждой хромосомы отходит к одному полюсу клетки, другой - к другому. И клетка делится пополам. В каждой половине хромосомы совершают обратное превращение в спутанный клубок нитей. Две вновь родившиеся дочерние клетки ничем не отличаются от материнской. Этот акт деления клетки и вместе акт роста живого вещества, как мы уже говорили,- единственный и притом всему живому общий механизм. Он совершается всюду одинаково по типу: и у нас, и у растений, и у одноклеточных инфузорий - везде, кроме бактерий.

Ясно, что все свойственное данному виду живого существа, все, отличающее его от других видов, заложено в хромосомах. Набор хромосом характеризует вид, и этот набор нужно изучать, чтобы познать, что такое живое вещество и в каких разновидностях оно существует. Ширина хромосом меньше одного микрона, длина - несколько микронов. Они почти всегда тесно перепутаны в клетке. Различить и пересчитать их уже представляет большие трудности. А цитология ставит гораздо более суровую задачу: разобраться в каждом малом участочке хромосомы длиной одной десятой доли микрона и даже меньше. Каждый такой участочек несет отдельное свойство вида. Это и есть знаменитый ген - единица наследственности.

Коротко нельзя рассказать, как генетика - наука о наследственности - выдвинула понятие о гене, как получила возможность изменять гены в хромосомах, как, наконец, научилась буквально творить живые существа с заранее заданными свойствами.

Американский ученый Морган, создатель генетики, напал на счастливую мысль изучать законы наследственности на маленьких плодовых мушках - дрозофилах, поколения которых возобновляются почти 40 раз в год; следовательно, экспериментировать можно в 40 раз быстрее, чем, например, с годичными поколениями растений.

В любой лаборатории генетики теперь можно "заказать" мушку, например белоглазую, с короткими крыльями, с очень темным телом, а можно и безглазую или с длинными крыльями, или с красными глазами. Но что особенно важно, из разных хитрых соображений генетик - в этом громадное достижение школы Моргана - может точно указать, где и в какой хромосоме сидит данный ген. Например, ген белых глаз находится в 1-й хромосоме (их всего 4 у дрозофилы) на расстоянии 1,5 единицы длины (вся 1-я хромосома - 70 единиц от начала). Нужно увидеть этот ген, нужно понять, что такое ген. Вот уже в наших руках как будто бы величайшая тайна наследственности.

Цитолог направляет микроскоп на это место хромосомы: да, как будто что-то видно, какие-то кольца. И как будто этих колец столько, сколько предсказывает генетик. Но все это так смутно и неубедительно. Не фальшивит ли уже микроскоп, не перешли ли мы границу возможного для него?

Мне пришлось близко присутствовать при такой совместной работе генетика и цитологов, где радость открытия сменяется глубоким раздумьем. Я заразился этим ощущением, когда руки вот уже протягиваются к тайне, и вдруг не знаешь, не схватили ли они тень вместо реальности?

А вместе с тем не нужно много фантазии, чтобы понять неизмеримую важность знания, что такое ген, умения им распоряжаться. Разумеется, раса мушки с белыми глазами никому не нужна. Но уметь получить расу пшеницы с геном устойчивости против засухи или мороза - уже крупное достижение. А подумайте только о возможности расы людей с феноменальной памятью. Дайте волю своей фантазии. Что будет, если люди научатся изменять инстинкты людей, как они создают сейчас белые глаза у мушки?

И ведь это совсем уж не такая далекая фантазия. Я глубоко убежден, что только ограниченность микроскопа отделяет цитологов и генетиков от уменья глубоко проникнуть в тайны наследственности и сделать живое существо мягким, как воск, в руках экспериментатора.

* * *

6. Однако действительно ли так безнадежно обстоит дело с микроскопом? Запрет Аббе есть ли категорический запрет?

Чем внимательнее я вдумываюсь за последний год в процесс видения микроскопом, в эти ограничения, накладываемые конечной длиной волны, тем более я прихожу к убеждению, что еще есть дорога, которая поведет нас вперед.

Она пока неширока, эта дорога. Тропинку, однако, вы легко увидите сами.

Подумайте только, что мы определили область недоступного в сотых долях микрона, с другой же стороны, мы говорили о том, что оптик может работать на поверхности с точностью до одной сотой длины волны. Как работать? На станке, наждаком и крокусом, грубейшими, с точки зрения микронов, приемами.

Неужели же зрением и стеклами, точными до 1/100 длины волны, нельзя "увидеть" вещи с точностью до 1/100 длины волны? Конечно, это можно, в этом я глубоко убежден, но только не так оно просто.

Я скажу гораздо более. Физик-оптик чувствует, когда на пути световой волны вставлен объект толщиной в тысячную, в десятитысячную, в отдельных случаях даже в одну стотысячную длину волны. Сама длина волны измерена физиками с точностью до одной десятимиллионной своей величины. Можно ли думать, что оптики, соединившие свои усилия с цитологами, не овладеют той сотой длины волны, которая стоит в поставленной ими задаче? Найдутся десятки способов обойти предел, поставленный длиной волны.

Вам известен один из таких обходов, так называемый метод ультрамикроскопии. Если невидимые в микроскоп микробы расставлены далеко друг от друга, то можно осветить их сбоку ярким светом. Как бы они малы ни были, они заблестят, как звезда на темном фоне. Форму их нельзя определить, можно лишь констатировать их присутствие, но и это часто чрезвычайно важно. Этим методом широко пользуется бактериология. Но для счета генов в хромосоме он совсем не годится, так как гены сидят плотно и все звезды сольются в одну яркую линию.

Очень много новых возможностей даст, несомненно, применение методов интерференции. Мы имеем микроскопические интерферометры А.А. Лебедева и В.П. Линника. Но никто еще не применял этих остроумнейших приборов к биологическим объектам. Однако здесь, несомненно,- начало новой эры в микроскопии.

Вообще, вникнув в трудности микроскопии, я пришел к заключению, что здесь большое и свободное поле для работы. Законы видения на границе возможного далеко не разработаны, и в некоторых случаях можно видеть в 10 раз больше деталей, чем думали до сих пор. Цитологн в своих правилах пользования микроскопом в этих тонких случаях заражены неверными сведениями, и это не их вина, так как сведений либо вовсе нет, либо они действительно неверны. Это происходит потому, что цитологи слишком далеки от физики и математических методов. Они действительно не могут овладеть своим чрезвычайно тонким инструментом, как овладели телескопом астрономы, которые являются физиками и математиками по образованию. Физики же не знакомы даже отдаленно с биологией, с объектами исследования. Я еще выше подчеркивал, что безуспешно совершенствовать методы, если неизвестно, к чему эти методы будут приложены.

Итак, ваш завод выступает на арену в момент последней схватки эпохи световой волны. В двух науках все внимание повисло на микроскопе. В бактериологии и цитологии жгучий вопрос: разгадает ли микроскоп тайну живого вещества и разгадает ли тайну наследственности?

Если не разгадает, то нужно будет ждать трудного и длинного перехода к новой эпохе - к электронным волнам.

* * *

7. Несколько слов о новой эпохе, которая некогда наступит. Пока она рисуется нам еще смутно.

Микроскоп лимитируется длиной волны. Следовательно, нужно длину волны уменьшить. Рентгеновы лучи имеют в 1000 раз меньшую длину волны. Однако, несмотря на то, что В.П. Линнику удалось проделать с рентгеновыми лучами ряд интересных опытов, все же с этими лучами пока никто не сумел наладить оптику главным образом потому, что они не отражаются и не преломляются.

Десять лет тому назад мир физиков был потрясен неожиданным открытием. Электрон - частица, несущая заряд, оказался волной. Тот самый электрон, который в усилительных лампах радио обусловливает разряд и весь механизм усилительных ламп. Тот самый электрон, который, пробегая по медной проволоке, дает ток. Именно он при разрядах в пустоте давал такие же явления интерференции волн, как и рентгеновы лучи. И примерно такой же длины волны, в тысячи раз меньше световой. Следовательно, можно в принципе построить электронный микроскоп. И гораздо более удобный, чем с рентгеновымп лучами. На летящий электрон магнитное поле или электрическое поле действуют как линза, и можно построить систему линз, аналогичную микроскопу.

Так это и сделано, и уже имеются книги, описывающие электронные микроскопы. Но последние совсем неприменимы к обычным биологическим объектам и дают главным образом изображения поверхностей, которые в виде разряда излучают электроны. До настоящего применения электронного микроскопа еще очень далеко, и я думаю, что раньше решится бой за овладение сотыми долями микрона в бактериологии и цитологии, бой, в который вы теперь вступаете.

* * *

8. Позвольте мне сказать несколько слов о том, как должен происходить этот бой.

Прежде всего выясним себе масштабы предстоящего. Во времена Амичи, по подсчетам Гартнака, во всем мире выходило 2000 микроскопов в год. Как вы уже знаете, в это время был взрыв в познании микробов, возглавленный Пастером и имевший огромное значение для человечества.

В первые времена Цейсса он выпускал сотни, одну-полторы тысячи микроскопов. Лет 5 тому назад он праздновал свой 200000-й микроскоп за 60 лет приблизительно. После 1900 г. он продавал в среднем около 3000 микроскопов в год. Вы видите, что ваше задание, ежегодно около 12000 инструментов,- задание огромное. Ваша сила не меньше, а, может быть, больше силы Цейсса. А следовательно, велика и ваша ответственность. Рассмотрим этот вопрос, чтобы и с этой стороны стала прозрачной историческая перспектива.

История микроскопии, которую мы с птичьего полета только что окинули взглядом, по-видимому, ясно указывает ответственную задачу, которая ложится на ваш завод. Но я ее не хочу формулировать, пока не станет ясной и та острая обстановка, которая с необычайной повелительностью ударяет на эту ответственную задачу. Нам рисуется в будущем научный, производственный бой; но это только одна из форм того боя, какой ведет Советский Союз со всем миром.

Вы все чувствуете, товарищи, что наша страна напряжена до последней степени, звенит как струна, осуществляя впервые в мире гениальную схему Маркса, превращая идею социализма из мечтания, из теории в действительность, и притом в грандиозных масштабах. Вы знаете, что мы сейчас на крутом разбеге, на быстром подъеме. Мы одерживаем над старым миром одну победу за другой. Мы становимся на первом месте в ряде отраслей промышленности и непрерывно завоевываем все новые первые места. Уже противники наши поняли, что давно социализм перешел от слов к делу и, увидев грозного врага, концентрирует свои силы.

Теперь на очереди у нас - организовать свою науку, показать нашу силу в науке и, главное, в научной организации промышленности. Особенно в такой промышленности, какова оптическая, так как она неотделима от оптической науки. И особенно в строении микроскопа, объекта в сущности простого, но в каждой детали продумываемого научной мыслью.

Мы должны показать, что социалистическая инициатива шире и замысел грандиознее, чем в старом мире. Мы, которые знаем, какая великая задача стоит теперь, какое значение она имеет и для благосостояния, и для прогресса народа, должны сделать так, чтобы страна могла бросить - и бросила - как можно больше сил на ее решение.

Итак, как социалисты, поставим задачу в таком объеме и проанализируем, где тут наша доля. А наша доля здесь огромная.

Формулируем вопрос так: Советский Союз ставит себе целью овладеть в микроскопии сотыми долями микрона, чтобы биологам вместе с микроскопистами:

а) решить вопрос о живом веществе,
б) овладеть законами наследственности в работе над хромосомами, над генами.

Пусть эта задача неимоверно дерзкая. Но мы здесь найдем свое место, мы напряжем все своп силы так, как вся страна напрягает силы в строении социализма.

Какова наша программа?

I. Прежде всего ясно, что должен быть создан громадный стан биологов, владеющих методами микроскопии, методами биологии. Ни одного врача, ни одного биолога без собственного и прекрасного микроскопа! Вы должны залить страну микроскопами Как мы только что видели, это вы можете сделать. Из этого стана микроскопистов будут выделяться люди, специально одаренные, поставившие своей жизненной целью именно нашу задачу. Иначе этих людей нельзя получить.
II. Микроскоп при прекрасных качествах должен быть доведен до исключительной дешевизны, именно для того, чтобы быть всем доступным. Это опять - задача социалиста.
Конкуренция в капиталистической стране ведет к удешевлению продукции только до известной степени. Если, например, Лейтц удешевит продукцию так, что продаст не 500, а 10000 микроскопов, но получит тот же миллион прибыли, то он не станет тратить всегда огромных усилий на удешевление. Для нас же, в стране социализма, это как раз и стоит на первом плане. Наша цель не набить свой карман, а как можно шире разлить культуру в стране и тем приблизиться к решению социально важной задачи.
Применение принципов массового производства далеко не достигло виртуозности. Я это знаю по объективу - самой дорогой части микроскопа. Искусство делать малые линзы - разве здесь сказано последнее слово? Тут еще возможно много оригинальных решений. Я не могу отделаться от мысли, что, владея стеклом, владея физическими методами, использовав и усовершенствовав принципы сборки и центрировки, уже прекрасно разработанные у нас, можно будет и апохромат сделать немногим дороже сырого материала, если таких апохроматов нужно будет 12000 штук.
III. Чтобы двинуться дальше, нужно чтобы в ГОИ или на заводе была образцовая микробиологическая, в частности микрофотографическая, лаборатория, где работали бы самые высокие специалисты цитологии и бактериологии *. Здесь должны быть все самые сложные и трудные инструменты. Здесь должно быть место, куда направляют биологов с самыми ответственными задачами, в других условиях невыполнимыми, так как [см. IV].
* Небольшая лаборатория по микроскопии с участием биологов была организована Д.С. Рождественским в Государственном оптическом институте (ГОИ) в последние годы его жизни. - Прим. ред.
IV. Здесь должны быть сконцентрированы и физики-оптики-микроскописты, которые могут понять требование биолога. На основании этих требований физики разрабатывают все новые наступления в область сотых долей микрона. Они активно и в последней стадии решают поставленную задачу во всем ее объеме и диктуют заводу новые усовершенствования.
V. При этой лаборатории должна быть специальная школа микроскопии.
VI. Наконец, пропаганда поставленной задачи должна вестись на всем заводе. Всякий рабочий должен помнить, к чему он стремится.

Для того чтобы выполнить эту программу, у нас все данные. Все оптики страны собраны у нас в тресте. Мы командуем стеклом и всеми видами производства. Мы имеем прекрасно оборудованный и культурный завод. Мы имеем уже большие начинания в усовершенствованиях.

Если удастся развернуть задачу в столь широком размахе, то в нашей стране будет поставлен один из первых примеров истинно социалистической работы в союзе организованной науки и производства. Будет оправдано название завода "Прогресс". И, наконец, будет создан неразрушимый, вечный памятник быстрого роста социализма в стране.

Пусть будущий историк скажет: научная постановка вопроса в Германии дала огромные результаты, но научная цель, поставленная союзу науки и промышленности в коммунистической стране, решила вопрос до конца.

Этому, товарищи, стоит посвятить все силы, отдать работу всей жизни.