ИССЛЕДОВАНИЯ И ОТКРЫТИЯ СЭРА ДЖАГАДИША ЧАНДРА БОШЕ
На восточном побережье Индии, в старинном штате Бенгал, на полутора гектарах земли неподалеку от Университета Калькутты расположился комплекс зданий из серо-лилового песчаника в классическом доисламском индийском стиле. На главном здании, известном как Индийский храм науки, начертана надпись: «Этот храм посвящается Богу, принесшему славу Индии и счастье нашему миру».
Если посетитель войдет через главный вход, то увидит стеклянные витрины с загадочными инструментами и приборами, сделанными в начале XIX века для точного измерения роста и поведения растений при увеличении в 100 миллионов раз. Они стоят в своих витринах как молчаливые свидетели гения своего изобретателя, великого бенгальского ученого, чьи работы сплотили воедино физику, физиологию и психологию.
Вряд ли кто-нибудь из его предшественников и, пожалуй, последователей узнал о растениях больше, чем он. Но имя его было забыто и почти не упоминалось в классических учебниках по истории науки. Все здания и цветущие вокруг сады принадлежат исследовательскому институту, возведенному сэром Джагадиша Чандра Боше .
В Британской энциклопедии, изданной спустя 50 лет после его смерти, есть лишь краткая статья о том, что его работы по физиологии растений настолько опережают время, что оценить их значение невозможно.
История науки знает не так много примеров, когда бы работа одного исследователя оказала такое огромное влияние на различные отрасли знания, как научная деятельность сэра Джагадиша Чандра Боше. Его научный вклад способствовал развитию не только физической, но также и биологической науки. Также и в сфере прикладных наук, по мнению компетентных специалистов, открытия ученого таят в себе большие возможности для будущего. Его жизнь, его неустанная борьба и выдающиеся достижения могут служить источником вдохновения для тех, кто намеревается посвятить себя великому делу науки.
В нашей стране его работы пережили две волны популярности. Одна из них, прижизненная, пришлась на 20-30 годы и связана с исследованиями раздражимости растений. Вторая, в 60-70 годы, отмечена изданием на русском языке двухтомника его трудов в серии «Классики науки»* с научной биографией и обстоятельным комментарием. Это издание было встречено с большим интересом, который объяснялся, пожалуй, не только содержанием издания, но и состоявшейся «оттепелью» в «советской» биологии и возрождением «советской» биофизики.
В лаборатории Боше были проведены новаторские по тем временам работы по точному определению свойств электрических волн и созданы специальные приборы для их регистрации. Исследования Боше показали, что неорганическая материя не является абсолютно инертной, а способна реагировать на внешние раздражители. Она способна испытывать усталость при чрезмерных нагрузках и восстанавливать свои свойства после некоторого периода «отдыха». Многие внешние факторы могут вызывать усиление ответной реакции, в то время как некоторые ядовитые вещества полностью убивают способность реагировать на внешние раздражители. Таким образом, исчезает четкая граница между живой и неживой материей и обнаруживается сходство в ответных реакциях обоих ее видов.
Реакция чуть подогретого магнитного оксида железа была поразительно похожа на реакцию мышц. В обоих случаях при длительном напряжении реакция и способность к восстановлению снижались, но усталость после напряжения можно было снять мягким массажем или теплой ванной. Реакция других металлов также походила на реакцию животных. Если часть поверхности металлического предмета протравить кислотой, а потом кислоту убрать и отполировать всю поверхность до блеска, то реакция на протравленных и непротравленных участках будет различной. Боше считал, что обработанные кислотой участки хранили память о протравке.
После открытия ответной реакции у неорганической материи вполне естественно, что внимание Боше было направлено на изучение жизненных реакций у промежуточного класса растений, в строении которых можно было предположить наибольшее сходство с организмами животных.
Боше установил, что растения можно анестезировать с помощью хлороформа также как и животных, и что растения после некоторого времени также отходят из наркоза. Боше обработал хлороформом высокую сосну, затем выкопал и пересадил ее в другое место. Сосна даже ничего не почувствовала и благополучно прижилась на новом месте, хотя обычно взрослые сосны гибнут при пересадке.
Было доказано, что обычные растения и их органы демонстрируют электрическую реакцию на механические и другие стимулы. Но Боше был удивлен, что реакция растений не выражалась через видимое глазу движение. Кроме листьев мимозы, резко сжимающихся при всяком раздражении благодаря сокращению черешка, другие растения, на первый взгляд, совершенно безучастно переносили царапины, ожоги и другие издевательства. Уже в Калькутте Боше осенила идея, что мы видим сокращения листьев у мимозы благодаря длинным листовым черешкам. Чтобы увидеть сокращения в других растениях, он смастерил специальный оптический рычаг, с помощью которого наглядно продемонстрировал, что все реакции животной ткани присутствуют также и у ткани растений.
Вскоре Боше занялся изучением механических движений растений, желая установить, не окажутся ли они похожими на движения животных и человека. У растений нет жабр и легких, но они дышат; нет желудка, но они переваривают пишу; нет мышц, но они двигаются. Тогда логично предположить, что без сложной нервной системы они испытывают те же чувства и реагируют так же, как и животные.
Согласно распространенным в то время представлениям, механизмы жизнедеятельности двух разных видов живой материи существенно отличаются друг от друга. Считалось, что эти два потока жизни текут параллельно, имея между собой очень мало общего. И хотя, действительно, растения в своей неподвижности и бесстрастности являют собой сильный контраст по сравнению с энергичными животными с их рефлекторными движениями и пульсирующими органами, тем не менее, одни и те же внешние условия, изменения которых оказывают такое существенное влияние на животных, не оставляют без определенного изменения и растения. Но как велико это воздействие? Внутри растений должны происходить какие-либо внутренние изменения, но наш глаз не способен их увидеть.
Боше сделал вывод, что единственным способом распознавания «невидимых изменений в растениях» и их настроения является измерение физических параметров их реакции на так называемые «контрольные стрессы», или шок. Он писал: «Во-первых, мы должны выявить движущую силу, заставляющую растения выдавать ответный сигнал. Во-вторых, нам необходима аппаратура для автоматического превращения этих сигналов в зашифрованный код. И в заключение нужно научиться расшифровывать эти иероглифы». В ОДНОЙ ЭТОЙ ФРАЗЕ БОШЕ НАБРОСАЛ ДЛЯ СЕБЯ ПРИМЕРНЫЙ ПЛАН ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПОСЛЕДУЮЩИЕ ДВАДЦАТЬ ЛЕТ.
Великое множество трудностей лежит на пути исследователя в его попытках разгадать секреты внутренней жизнедеятельности растительной жизни. Возникают они, главным образом, по следующим причинам:
(а) недостаточная эффективность средств, позволяющих выявить внутренние изменения в растениях в результате изменения внешних условий;
(б) отсутствие достаточно чувствительных устройств для регистрации невидимой внутренней жизнедеятельности растений;
(в) приписывание неоправданно большой важности форме и недооценка значения функции органа.
Существует одна важная, но малообсуждаемая научная тема, впервые затронутая именно Боше и представляющая большой методологический интерес. Это соотношение формы и функции. Всякая сложная система (в том числе и растение) может быть полно описана только с использованием признаков двух категорий: 1) формы, структуры, состава, содержания и 2) функции, поведения, интенсивности, обмена. При использовании признаков только одной категории описание не будет достаточным. Это проблема системного анализа. Именно Боше отметил, что в науке о растении бытует повышенное внимание к форме и отсутствует внимание к функциям.
Боше пытался сделать само растение красноречивым рассказчиком о своей таинственной внутренней жизни. Он подвергал растение серии испытательных воздействий одинаковой интенсивности и одновременно находил способы, позволявшие растению автоматически регистрировать свои ответные движения поскольку многие ответные реакции происходят в темных глубинах растения, то необходимо регистрировать пульсации мельчайших кусочков живой материи. Когда мощности микроскопа не хватает, приходится продолжать исследования в области невидимого.
Эти трудности удалось преодолеть с изобретением и созданием в институте Боше многочисленных приборов чрезвычайно высокой точности и чувствительности. В качестве типичного примера можно привести крескограф [Crescograph] или ауксанограф [Auxanograph], регистрирующий движения, недоступные самому мощному микроскопу. Степень его увеличения достигает многих миллионов раз.
С помощью этих инструментов Боше смог продемонстрировать сходство поведения кожи ящерицы, черепахи или лягушки и кожицы винограда, томата и других овощей и фруктов. Он обнаружил, что пищеварительные органы насекомоядных растений от щупалец росянки до ворсистого клапана растения-кувшинчика аналогичны желудку животных. Он открыл близкое сходство между реакцией на свет растения и роговицы глаза у животных. Он смог доказать, что растения, будь то сверхчувствительная мимоза или невозмутимая редиска, устают от избытка стимуляции так же, как и мышцы животных.
Боше проводил эксперименты с теплом и холодом, чтобы найти оптимальные условия для обеспечения наилучшей двигательной реакции растений. Когда все двигательные процессы в растении затухали, оно внезапно содрогалось в резких конвульсиях, очень напоминающих предсмертные судороги у животных. Чтобы точно определить критическую температуру, при которой наступает смерть растения, он изобрел морограф, или устройство, фиксирующее смерть. Большинство растений погибало при 60 градусах Цельсия с вариациями в зависимости от возраста и индивидуальных особенностей каждого растения. Если способность растения к сопротивлению неблагоприятным условиям была подорвана усталостью или ядом, то предсмертные конвульсии могли наступить даже при 23 градусах Цельсия. В момент смерти растение выбрасывало огромное количество электрической энергии. Пятьсот горошин свежего зеленого горошка могли бы сгенерировать напряжение в пятьсот вольт — вполне достаточно, чтобы убить повара; но его спасает только то, что горошины не так часто соединяются в последовательную цепь.
Боше доказал, что растительные и животные организмы одинаково реагируют на холод, анестезию и слабый электрический ток.
Во время лекционного турне Боше по Европе один французский философ из Сорбоннского университета по имени Генри Бергсон [Henri Bergson] сказал: “Благодаря чудесным лекциям Боше прежде немые растения превратились в самых разговорчивых существ, открывающих нам тайны своей жизни”. Боше встретил в Европе благодарную публику, которая была знакома с трудами Гёте и Фихнера, которые также как и Боше, отстаивали теорию одушевлённости растительного царства.
«Получив все эти результаты и став свидетелем единства всего сущего — пылинок, танцующих в лучах солнца, жизни на Земле и звезд на небе — я начал понимать слова моих далеких предков, живших на берегах Ганга 3000 лет назад: «Тем, кто за всей изменчивостью и многообразием Вселенной видит Единого, тем принадлежит Вечная Истина — и только им. И только им!»»
На церемонии открытия своего института Боше заявил, что все изобретения, сделанные в стенах этого института, не будут запатентованы и станут народным достоянием. «Не в материальных благах, а в мысли, не в обладании, а в идее находится исток бессмертия», — сказал Боше собравшимся. «Великое и славное царство человека зиждется не на накоплении материального богатства, а на щедром распространении идей и образов. Дух нашей национальной культуры требует полной свободы от соблазнов превращения знаний в собственную выгоду».
Боше подытожил свое мировоззрение таким образом: «Огромный храм природы состоит из различных зданий и пристроек, в каждое из которых есть отдельный вход. Физик, химик, ботаник входят в этот храм через разные двери, каждый работает со своей областью знаний и думает, будто она совершенно не связана с другими. Отсюда мы имеем разделение природных феноменов на неорганический, растительный и животный миры. Такой подход несостоятелен. Мы должны всегда помнить, что целью всех исследований является достижение знания в его абсолютной целостности».
Всю жизнь Боше пытался донести научному сообществу, ограниченному механистичным и материалистичным взглядом на мир и раздробленному на все более специализированные отрасли науки, идею о том, что природа кипит энергией жизни. Все представители мира природы тесно связаны друг с другом, и каждый из них мог бы поведать сокровенные тайны, если бы человек научился их слушать.
«Исследуя воздействие различных сил на материю, я стал свидетелем того, как все различия и разграничения исчезают, и Живое и Неживое сливаются в единое целое. Мои первые работы в области невидимого света заставили меня осознать, что мы почти слепы посреди этого огромного океана света. Исследуя свет, мы переходим от видимого глазом света к невидимому излучению и таким образом выходим за рамки нашего физического восприятия. Точно так же в изучении Живого, переходя от полного звуков мира животных к безмолвному миру растений, мы приближаемся к разгадке великой тайны Жизни и Смерти.
Есть ли какая-нибудь связь между жизнью человека и миром растений? Это не абстрактный вопрос. Эта связь существует и ее можно наглядно продемонстрировать при помощи безукоризненного метода. А это значит, что мы должны отбросить все наши предрассудки, которые в конечном итоге оказываются беспочвенными и противоречащими фактам. В конце концов, мы должны обратиться за ответами к самому растению и принять на веру лишь то, под чем оно собственноручно «подписалось».
Источник: https://vk.com .