Очевидно, что законы наследственности являются важным дополнением к человеческим знаниям, а наши познания в генетике, вероятно, найдут большее применение в будущем, чем сейчас. Существует, однако, другой фактор, который необходимо учитывать, обсуждая, на каком месте в нашем списке должен стоять Мендель. Поскольку его открытия игнорировались при жизни, а его заключения были заново открыты учеными следующего поколения независимо друг от друга, исследования Менделя можно считать невостребованными. Если этот аргумент рассмотреть широко, можно заключить, что Менделю в этом списке вообще нет места: например, Лейф Эриксон, Аристарх и Игнац Земмельвейс были пропущены ради Колумба, Коперника и Джозефа Листера. Однако между случаем Менделя и другими существует различие. Его работы были забыты лишь на короткий срок, а после нового открытия быстро получили широкую известность. Де Фриз, Корренс и Чермак хоть и открыли свои принципы независимо друг от друга, в конце концов все равно читали работы Менделя и ссылались на результаты его исследований. Наконец, никто не может точно сказать, что работы Менделя никогда не оказали бы влияния на историю, если бы не было Де Фриза, Корренса и Тшермака. Статья Менделя уже была включена В.О. Фоске в широко используемую библиографию работ по наследственности. Это гарантирует, что рано или поздно какой-нибудь серьезный студент наткнулся бы на нее. Можно отметить еще такой факт: ни один из трех ученых никогда не присваивал себе заслугу открытия генетики. И еще: открытые научные принципы повсюду называются "законами Менделя". Открытия Менделя кажутся сравнимыми и оригинальностью, и важностью с открытием Гарвеем циркуляции крови. Согласно этому сравнению он и стоит в данном списке.
59. МАКС ПЛАНК (1858–1947)
В декабре 1900 года немецкий физик Макс Планк поразил весь научный мир своей смелой гипотезой: световая энергия (то есть энергия световых волн) выделяется не постоянным потоком, а состоит из частей или комков, которые он назвал квантами. Предположение Планка, противоречившее классической теории света и электромагнетизма, обеспечило отправную точку квантовой теории, которая с тех пор произвела революцию в физике и предоставила нам более глубокое понимание природы материи и радиации.
Планк родился в 1858 году в Киле, Германия. Учился он в Университетах Берлина и Мюнхена и получил докторскую степень в физике в Мюнхенском университете, когда ему был всего лишь двадцать один год. Некоторое время Планк преподавал в Мюнхене, а потом в университете в Киле. В 1889 году он стал профессором Берлинского университета и оставался там вплоть до своей отставки в 1928 году. Планк, как и несколько других ученых, интересовался излучением черного тела, чье название дано электромагнитному излучению, выделяемому абсолютно черным телом при нагревании. (Абсолютно черное тело определяется как объект, который не излучает никакого света, но полностью поглощает его, когда тот на него падает.) Физики-экспериментаторы уже тщательно измерили излучение, испускаемое подобными объектами даже до того, как Планк начал работать над этой проблемой. Его первым достижением было открытие довольно сложной алгебраической формулы, верно описывающей излучение черного тела. Эта формула, часто используемая в наши дни физиками-теоретиками, точно объединяет все экспериментальные данные.
Но существовала следующая проблема: общепринятые законы физики предсказывали совсем другую формулу. Планк глубоко погрузился в эту проблему и наконец пришел к совершенно новой теории: световая энергия излучается только точными кратными числами элементарных частиц, которые он назвал квантами. Согласно его теории, величина кванта света зависит от частоты света (то есть от его цвета), а также пропорциональна физической величине, названной им сокращенно "Н", и теперь мы называем ее постоянной Планка. Гипотеза ученого полностью противоречила предыдущим концепциям физики. Однако, используя ее, он смог найти точное теоретическое обоснование правильной формулы излучения черного тела.
Гипотеза Планка оказалась столь революционной, что ее без сомнений отвергли бы как сумасшедшую идею, если бы он не был хорошо известен как авторитетный, внимательный физик. Хотя эта гипотеза звучала очень странно, в данном конкретном случае она привела к правильной формуле. Сначала большинство физиков (включая самого Планка) посчитали его идею не больше чем удачным математическим вымыслом. Но несколько лет спустя выяснилось, что концепцию Планка о квантах можно применить к различным физическим явлениям, а не только к излучению черного тела Эйнштейн использовал в 1905 году эту концепцию, чтобы объяснить фотоэлектрический эффект, а Нильс Бор в 1913 году применил ее в своей теории строения атома.
К 1918 году, когда Планку присвоили Нобелевскую премию, стало уже ясно, что его гипотеза в основном верна и что она имеет фундаментальное значение в истории физики. Из-за своих антифашистских убеждений Планк подвергался большой опасности в период правления Гитлера. Его младшего сына казнили в начале 1945 года за участие в неудавшемся офицерском заговоре, целью которого было убийство фюрера. Сам Планк умер в 1947 году в возрасте восьмидесяти девяти лет.
Развитие квантовой механики, возможно, является наиболее важной научной разработкой двадцатого века, даже важнее теории относительности Эйнштейна. Постоянная Планка "Н" играет жизненно важную роль в теоретической физике и теперь признана одной из двух или трех наиболее фундаментальных физических постоянных. Она фигурирует в теории строения атома, в принципе неопределенности Гейзенберга, в теории излучения и во многих научных формулах. Оценка Планком ее численной величины была в пределах двух процентов числа, принятого в наши дни. Планк в целом считается отцом квантовой механики. Хотя он сыграл небольшую роль в последующем развитии этой теории, было бы ошибочно ставить его в данном списке слишком низко. Осуществленный им начальный прорыв был очень важен. Он освободил умы от возникших ранее заблуждений и, таким образом, позволил своим последователям сформировать более изящную теорию, которую мы имеем в наши дни.
60. ДЖОЗЕФ ЛИСТЕР (1827–1912)
Джозеф Листер, британский хирург, который ввел в хирургию использование антисептических мер, родился в 1827 году в Аптоне, Англия. В 1852 году он получил медицинскую степень в университетском колледже в Лондоне. Листер был отличным студентом. В 1861 году он стал хирургом в Королевском лазарете в Глазго, где проработал восемь лег. Именно в этот период им был развит метод антисептики в хирургии.
В Королевском лазарете Листер заведовал новым хирургическим блоком. Его поразил высокий уровень смертности. Серьезные инфекции, такие как гангрена, были обычным последствием хирургической операции. Он старался соблюдать в своем отделении чистоту, однако это были недостаточные меры, чтобы снизить уровень смертности. Многие врачи утверждали, что причиной инфекций в больнице являлись "миазмы" (вредные испарения). Но это объяснение не удовлетворило Листера. В 1865 году он прочитал работу Луи Пастера, в которой высказывалась теория о том, что болезнь вызывают микробы. Этот труд и послужил для Листера ключевой идеей. Если инфекция вызывалась микробами, значит, лучший метод предотвратить послеоперационное заражение - убить всех микробов до того, как они попадут в открытую рану. Используя карболовую кислоту как средство уничтожения микробов, Листер основал новый набор антисептических процедур. Он не только тщательно мыл руки перед каждой операцией, но еще подвергал полной санитарной обработке все инструменты и одежду. Некоторое время хирург даже распрыскивал карболовую кислоту в воздухе операционной. Результатом явилось драматическое падение числа смертных случаев после операций.
За период с 1861 по 1865 год уровень послеоперационной смертности в мужском отделении несчастных случаев снизился до сорока пяти процентов. К 1869 году он упал до пятнадцати процентов. Первый великий труд Листера по антисептической хирургии был опубликован в 1867 году. Его идеи приняли не сразу. Но в 1869 году ему предложили кафедру клинической хирургии в Эдинбургском университете, и за семь лет работы там его слава широко распространилась. В 1875 году Листер поехал в Германию с лекциями о своих идеях и методах, а на следующий год совершил такую же поездку в Соединенные Штаты. Но большинство врачей так и остались неубежденными. В 1877 году Листеру предоставили кафедру клинической хирургии в лондонском Королевском колледже - пост, который он занимал пятнадцать лет. Его демонстрации антисептической хирургии в Лондоне вызвали огромный интерес в медицинских кругах. В результате новые идеи стали приниматься все больше и больше. К концу жизни Листера принципы антисептической хирургии стали применяться врачами фактически всего мира.
За свою работу Листер получил большое признание. Он пять лет был президентом Королевского общества и личным хирургом королевы Виктории Листер был женат, но не имел детей, и умер в возрасте почти восьмидесяти пяти лет. Скончался он в 1912 году в английском городе Уолмер.
Нововведения Листера полностью революционизировали хирургию и спасли много миллионов жизней. Нельзя сказать, что в наши дни лишь очень немного людей умирают от послеоперационной инфекции. Но сегодня хирурги спасают множество пациентов, которые не пожелали бы подвергнуться операции, если бы опасность заражения была сейчас такой же, как сто лет назад. Более того, теперь хирурги могут проводить сложные операции, за которые они раньше и не взялись бы, поскольку риск попадания в рану инфекции был очень велик. Век назад, например, операции, связанные с вскрытием грудной клетки, не были обычным делом. Хотя современная техника антисептической хирургии отличается от методов Листера, она основана на тех же базовых идеях и является результатом развития методов знаменитого хирурга.
Кто-то может заявить, что идеи Листера были лишь очевидными выводами из работ Пастера и что значительной заслуги первого тут нет никакой. Однако несмотря на труды Пастера кому-то потребовалось развить и обнародовать технику антисептической хирургии. Включение в данную книгу и Листера, и Пастера не означает, что одно и то же открытие посчитано дважды. Применение теории, объясняющей, что болезнь вызывается микробами, имеет такое значение, что заслуга открытия делится между Пастером, Левснгуком, Флемингом и Листером. И потому все эти люди имеют право занять свое место в нашем списке.
Возможно еще одно возражение против того, что Листер стоит на таком высоком месте. Почти за двадцать лет до его трудов венгерский врач Игнац Земмельвейс (1818–1865), работая в венской Главной больнице, четко продемонстрировал преимущества антисептических процедур в акушерстве и хирургии. Но хотя Земмельвейс стал профессором и написал превосходную книгу о своих идеях, его не заметили и проигнорировали. Именно работы, лекции и демонстрации Листера на самом деле убедили всех врачей в необходимости антисептических процедур в медицинской практике.
61. НИКОЛАУС АВГУСТ ОТТО (1832–1891)
Николаус Август Отто был германским изобретателем, который в 1876 году создал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, прототип сотен миллионов двигателей, построенных с тех пор.
Двигатель внутреннего сгорания - многосторонний аппарат: он используется для моторных лодок и мотоциклов; у него много применений в промышленности; и он был жизненно необходимым элементом при изобретении аэроплана. (До полета первого реактивного самолета в 1939 году фактически все летательные аппараты были оснащены двигателями внутреннего сгорания, работавшими по принципу Отто.) Но гораздо более важным применением двигателя внутреннего сгорания является его использование для приведения в движение автомобилей.
Предпринималось множество попыток сконструировать автомобиль до того, как Отто создал свой двигатель. Некоторые изобретатели, такие как Зигфрид Маркус (в 1875 году), Этьен Ленуар (в 1862 году) и Николас Джозеф Канно (около 1769 года) даже добивались успеха и изготавливали модели, которые ехали. Но из-за отсутствия приемлемого типа двигателя - такого, который мог бы соединить в себе низкий вес и большую мощность - ни одна из этих моделей не нашла практического применения. В течение пятнадцати лет после изобретения Отто четырехтактного двигателя два изобретателя, Карл Бенц и Готлиб Дзймлер, независимо друг о г друга сконструировали практичные, годные для продажи автомобили. С тех пор использовались различные другие типы двигателей, и вполне возможно, что в будущем машины на паровой тяге или на электрических батареях в конечном счете докажут свое превосходство. Но из сотни миллионов автомобилей, изготовленных в нашем веке, 99 процентов оснащены четырехтактным двигателем внутреннего сгорания. (Дизельный двигатель, искусная форма двигателя внутреннего сгорания, который применяется на многих грузовиках, автобусах и кораблях, использует четырехтактный цикл, в основе своей похожий на цикл Отто, но топливо впрыскивается на другой стадии.)
Огромное значение научных изобретений (с важными исключениями в виде оружия и взрывчатых веществ) в основном оценивается с точки зрения выгоды для человечества Вряд ли кто-нибудь предположит, что мы, например, откажемся от холодильников, пенициллина или ограничим их применение. Недостатки широкого применения личных автомобилей, однако, очевидны. Они создают шум, являются причиной загрязнения воздуха, потребляют и без того скудные запасы топлива, каждый год из-за них человечество несет потери погибшими и ранеными людьми.
Вполне понятно, что мы никогда бы не задумывались над созданием автомобиля, если бы он не предоставлял нам столько преимуществ. Личный автомобиль - гораздо более гибкое средство передвижения, чем общественный транспорт. В отличие от поездов или метро, например, личный автомобиль поедет куда вы пожелаете, отвезет вас куда вы хотите и обеспечит удобное обслуживание Он быстр, комфортабелен, легко перевозит багаж. Обеспечив нас беспрецедентной степенью выбора, где нам жить и как проводить время, автомобиль значительно увеличил личную свободу. Стоят ли все эти преимущества той цены, которую автомобиль взимает с общества, - вопрос спорный, но никто не станет возражать, что он дал главный толчок нашей цивилизации. В одних Соединенных Штатах более 180 миллионов автомобилей. Вместе они проезжают примерно три триллиона миль в год - больше, чем общее расстояние перемещений пешком, на самолетах, на поездах и всеми другими видами транспорта. Чтобы пользоваться автомобилем, мы застроили акры земли парковочными площадками и провели бесконечные мили шоссе, приспосабливая к этому весь ландшафт. В ответ он обеспечивает нас мобильностью, о которой предыдущие поколения не могли и мечтать. Большинство владельцев машин ныне имеют гораздо большую степень активности и возможностей, чем это было бы без автомобиля. Он расширяет наш выбор, где нам работать и где жить. Благодаря автомобилю огромные возможности, которые раньше были только у городских жителей, теперь предоставлены и тем, кто живет в пригороде. (Возможно, это является главной причиной роста пригородов в последние десятилетия и сопутствующего уменьшения населения в центре городов в Соединенных Штатах.)
Николаус Август Отто родился в 1832 году в городе Хольцхаузен в Германии. Его отец умер, когда Отто был еще ребенком. Будущий изобретатель хорошо учился, но в шестнадцать лет бросил высшую школу, чтобы найти работу и получить опыт в бизнесе. Некоторое время он работал в бакалейной лавке в маленьком городке, позже стал клерком во Франкфурте, а потом коммивояжером.
Двигатель Отто использовался пионерами автостроения Готлибом Даймлером и Карлом Бенцом. Первый автомобиль Роял Даймлер имел мощность 6 лошадиных сил и был поставлен принцу Уэльскому.
Около 1860 года Отто услышал о газовом двигателе, недавно изобретенном Этьеном Ленуаром (1822–1900), первом рабочем двигателе внутреннего сгорания, и понял, что это изобретение имело бы гораздо большее применение, если бы могло работать на жидком топливе, поскольку в этом случае его не надо было бы прикреплять к газовым выходом. Вскоре Отто спроектировал карбюратор Но ему отказали в регистрации патента, так как похожие аппараты уже были изобретены. Отто не разочаровался и с еще большими усилиями взялся за усовершенствование двигателя Ленуара. Уже в 1861 году он натолкнулся на идею принципиально нового типа двигателя, работающего в четырехтактном цикле (в отличие от примитивного двигателя Ленуара, который работал в двухтактном цикле). В январе 1862 года Отто изготовил рабочую модель своего четырехтактного двигателя, но столкнулся с трудностями - особенно с зажиганием - при производстве самого двигателя и отложил эту идею в сторону. Вместо нее он занялся "атмосферным двигателем", улучшенной моделью двухтактного двигателя, который работал на газе. Отто запатентовал свою разработку в 1863 году и вскоре нашел себе партнера Еугена Лангена, который стал его финансировать. Они построили маленькую фабрику и продолжали совершенствовать двигатель. В 1867 году их двухтактный двигатель получил золотую медаль на парижской Всемирной ярмарке. Потом торговля оживилась, и прибыли компании возросли.
В 1872 году партнеры наняли Готлиба Даймлера, великолепного инженера с опытом в управлении производством, помочь в изготовлении их двигателя. Хотя прибыль от продажи двухтактного двигателя была неплохой, Отто не мог выпустить из головы задуманный им изначально четырехтактный. Он был убежден, что четырехтактный двигатель, сжимающий смесь топлива и воздуха перед воспламенением, может оказаться гораздо более эффективным, чем любая модификация двухтактного двигателя Ленуара. В начале 1876 года Отто наконец спроектировал улучшенную систему зажигания и с ней смог создать практически применимый четырехтактный двигатель Первая такая модель была изготовлена в мае 1876 года, а патент был получен на следующий год. Превосходные характеристики и эффективность четырехтактного двигателя были очевидны, и он добился немедленного коммерческого успеха. За следующие десять лет было продано более 30 000 штук, а все версии двигателя Ленуара вышли из применения. Германский патент Отто на его четырехтактный двигатель в 1886 году обернулся судебным процессом. Выяснилось, что француз Альфонс Бо де Роша придумал в основном похожий аппарат в 1862 году и запатентовал его. (Но не стоит однако думать о Бо де Роша как о влиятельной фигуре. Его изобретение никогда не продавалось, и он не изготовил ни одной модели. Отто не перенимал у него никаких идей.) Несмотря на потерю ценного патента, фирма Отто продолжала делать деньги. Умер изобретатель в 1891 году состоятельным человеком.