Науката през XIX век – Част 2

Още древните астрономи са забелязали особени обекти, които извършват странни движения по небосвода. Наричали са ги „скитници“ (или планети). На всяка планета са дали име –  Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. От планетите, които познаваме днес, са знаели и за Земята, макар че тогава никой не я е възприемал като планета

До XIX век теорията е изминала дълъг път след откритието на Коперник[1] от 1543 г., че Слънцето, а не Земята, е в центъра на Слънчевата система. Телескопът, за първи път използван за наблюдения на небето от Галилей през 1616 г., дава гигантски тласък на астрономията. През 1781 г. Уилям Хершел открива планетата Уран. Но през XIX век две други открития водят астрономите до изумителни резултати: метод, по който може да се определи от какви елементи са съставени звездите (спектроскопия) и метод за записване на видяното през телескопа (фотографията, изобретена през 1826 г.).

Мария Мичъл (на преден план) със свои студентки

През този век в полето на астрономията се появява и името на жена – Мария Мичъл (1818-1899). Тя почти няма възможност да ходи на училище, баща й я обучава. През 1847 г. открива комета, с което приковава вниманието на научната общност. Две години по-късно е назначена в Бюрото на Морския навигационен годишник на САЩ, където продължава със своите астрономически наблюдения. През 1865 г. става професор по астрономия в колежа „Васар“. Постиженията на Мичъл в областта на астрономията са скромни, но приносът й към идеята за жената като професионален учен е от голямо значение. Тя успява да се пребори с предразсъдъците на времето и се занимава с това, което обича. Мичъл е първата жена, приета в Американската академия за изкуствата и науката и до смъртта си през 1899 г. продължава да учи други жени във „Васар“, че науката е за всички. Мичъл  участва и в създаването на Американската асоциация за развитие на жените, която по-късно става Американска асоциация на университетските жени.

Малко преди Мичъл в полето на науката се появява Мери Самървил (1780-1872). Страстта й към математиката и астрономията я отвеждат в центъра на научния живот в Англия и тя започва да пише научни книги. През 1834 г. публикува „Връзката между физическите науки“, а нейната „Физическа география“ (1848) бързо печели почитатели. През 20-те години на XIX век жените не могат да стават професори, но Мери бързо се превръща в любима писателка и на учени, и на професори. Джон Хершел, развълнуван от ръкописа й „Небесна механика“ (1831), става неин близък приятел. Въпреки че Самървил не е посещавала университет, това не пречи книгите й да се превърнат в справочници за много преподаватели.

Джон Хершел (1792-1871), син на Уилям Хершел, е сред първите, които съзнават възможностите, които фотографията предоставя на астрономията. Въпреки че фотографията е открита през 1826 г., тя започва да се прилага в астрономията едва през 40-те години на XIX век. През 1895 г. Едуард Емерсън Барнард (1857-1923) за първи път фотографира Млечния път. През следващите години фотографията ще се превърне във все по-важен инструмент за астрономите.

Друг важен призрак, който витае из въздуха през този век, е еволюционната идея. С развитието на геологията се появяват множество въпроси относно еволюцията на Земята. Вкаменелостите повдигат редица въпроси, но за тази епоха това е също толкова рисковано да се обсъжда, колкото и учението на Коперник по времето на Галилей. Към тази идея клони и Чарлс Лайъл, публикувал през 1830 г. своето изследване „Начала на геологията: опит за обяснение на минали промени на земната повърхност чрез понастоящем действащи сили“. Това изследване попада в ръцете на Чарлс Дарвин (1809-1882), който многократно го чете на кораба Бийгъл. Мисията на екипажа на кораба е да картографира бреговете на Патагония, Огнена земя, Чили и Перу и да извърши поредица от хронологически изчисления около света. Южна Америка е населена с голямо разнообразие от растения и животни, които Дарвин никога не е виждал. На островите Галапагос Дарвин се впечатлява от видовете чинки (днес известни като Дарвинови чинки), които значително се различават от тези, които живеят на континента. Той е впечатлен от начина, по който видовете на тези острови се различават от всеки остров от архипелага и предполага, че тези видове са претърпели изменения. Тази мисъл не му дава мира.  Самият Лайъл е започнал да повдига тези въпроси във втория том от „Начала на геологията“.

Преди Дарвин биологията стига до момента за еволюцията поетапно. През 1686 г. Джон Рей (1627-1705) формира съвременната представа за идеята за вид въз основа на произхода от общ предшественик, а граф Бюфон изяснява понятието през 1749 г.: вид е група от кръстосващи се помежду си индивиди, които не могат да се размножават успешно извън групата. Но тези биолози приемат, че видовете не са се променили от зората на времето; те са ограничени от представата за така наречената стълба на природата – всички видове се подреждат в непрекъсната верига, от най-нисшето създание на дъното през хората до ангелите на върха. С появата на теорията за епигенезата, създадена от немския ембриолог Каспар Волф (1735-1783), става ясно, че ембрионът се развива не от предварително оформено същество, а от безформени тъкани.

Идеите на Дарвин за еволюцията се разгръщат от тези за самозараждащия се ред в човешкото общество, процъфтяващи във Великобритания от началото на XIX век. Дарвин се сблъсква с потресаващо препятствие при опита си да накара хората да видят лишения от проект ред в природата. Това препятствие е свързано със създадения вече проект, подкрепян от теолога Уилям Пали, за Божествения план. Близо шест десетилетия след тезата на Пали, която всъщност не е нова и революционна, Дарвин създава пълноценен отговор. В естествения подбор се крие много повече сила, отколкото би могъл да се събере произволен създател. По думите на еволюционните психолози Леда Космидис и Джон Туби, естественият подбор отглежда „резултатите от алтернативния дизайн, опериращи в реалния свят върху милиони индивиди, в течение на хиляди поколения, и претегля алтернативите посредством статистическо разпределение на последиците от тях“.

Някои от учените яростно се противопоставят на идеите на Дарвин. Най-обезпокоителна за повечето хора е идеята, че щом един вид произлиза от друг, значи човекът може да произхожда от животински предшественик. Във вестниците се появяват карикатури, изобразяващи Дарвин като маймуна. Един от най-страстните привърженици на Дарвин е Т. Х. Хъксли (1825-1895), който защитава теорията за еволюцията всеки път, когато му се удаде възможност. Еволюционните идеи на Дарвин пораждат революция, като завинаги променят разбиранията на хората за самите тях и за мястото им в природата.

Еволюцията е най-важното откритие в историята на естествените науки през XIX век. Терминът еволюция означава „развитие“. Тя е разказ –  история, която ни показва как се променят нещата. Но това е и термин, натоварен с много други значения за конкретни видове промяна. Тя е едновременно спонтанна и неуловима и предполага кумулативна промяна, тръгнала от простото начало.

Французите Франсоа Магенди (1783-1855) и Клод Бернар (1813-1878) са пионери в областта на експерименталната физиология, фармакология и диетология. В Русия Иван Павлов (1849-1936) стига до важни изводи за функциите на мозъка. Луи Пастьор (1822-1895) прониква в механизмите, които водят до болести при организмите. А Теодор Шван (1810-1882) и Матиас Шлайден (1804-1881) откриват, че живите организми са създадени от други градивни единици на надмолекулно ниво – клетките.

Франсоа Магенди демонстрира как функционират гръбначните нерви, показва, че предните нервни корени на гръбначния мозък са моторни, а задните нервни корени са сетивни. Той изследва и механизмите на кръвообращението. Въвежда и употребата в медицинската практика на стрихнина, морфина, кодеина и хинина, както и на йода и брома. Клод Бернар става асистент на Магенди, а след смъртта му и негов приемник. Бернар успява да докаже, че противно на общоприетото мнение животинската кръв съдържа захар дори когато захарта не присъства в храната. Изследва и отравянето с въглероден моноксид и първи дава физиологично обяснение на въздействието на отровата върху организма.

Руският физиолог Иван Павлов е прочут с експериментите си върху безусловните рефлекси и животинското поведение. Ранната работа на Павлов, заради която през 1904 г. печели Нобелова награда за физиология и медицина, е в областта на храносмилането и висшата нервна дейност. Той оперативно отстранява стомаха на куче, така че изядената храна да влезе през хранопровода, но да не стигне до стомаха. Въпреки това се отделят стомашни сокове, като че ли в стомаха току-що е постъпила храна. Павлов заключава, че нервите в устата подават сигнал на мозъка, където предизвиква реакция на храносмилателната система. Павлов обаче е по-известен с по-късната си работа върху условните рефлекси. Кучето отделя слюнка, когато види храна. Павлов решава да замени храната с друг дразнител – звънец. В процеса на обучение храната винаги се появява едновременно със звука от звънеца. В един момент кучето започва да отделя слюнка всеки път, когато чуе звънеца. Ученият предполага, че в мозъчната кора се образуват нови нервни вериги, които позволяват появата на такива неволни „условни рефлекси“.

През 1838 г. Матиас Шлайден споделя своята идея, че всички растителни тъкани са изградени от клетки – че това са градивните единици на целия растителен свят. Година по-късно Теодор Шван предполага, че животинките тъкани също са съставени от клетки, а яйцеклетката е единична клетка, от която се развива организмът и всички форми на живот се зараждат от една-единствена клетка. Заслугата за клетъчната теория е приписвана и на двамата учени.

Луи Пастьор

Десетилетие след откритията на двамата учени Рудолф Вихров (1821-1902) е сред първите, описали левкемията. Ученият е пионер в областта на патологичната анатомия. През 1858 г. публикува „Клетъчна патология“, в която заявява, че клетъчната теория се отнася и за болните тъкани. Той доказва, че болните клетки се развиват от здрави. В резултат на това той се обявява против теорията на Луи Пастьор (1822-1895) за микроорганизмите.  Огромните постижения на Пастьор са свързани с няколко остри конфликта. Плод на упорството му в споровете са редица важни открития. Първо спори за природата на ферментацията – според него причинителят е органичен, докато противниците му смятат, че е неорганичен. После се впуска в спор за самозараждането – той е убеден, че е невъзможно, а противниците му настояват, че е възможно. И в двата спора е победител, а накрая стига до заключение, че бактериите могат да причиняват болести. Изследванията му на природата на ферментацията са провокирани от покана на производителите на бира и вино, имащи проблеми с вкисването на продуктите. Пастьор доказва, че ферментацията е предизвикана от жив организъм (не както твърди Юстус фон Либих, че ферментацията е чисто химична реакция). За да успеят дрождите да свършат своята работа, преди това е необходимо нагряване на виното и бирата, което да убие „лошите“ организми (млечна киселина, предизвикваща вкисване), след като завърши ферментацията. Този лек нагревателен процес, убиващ нежеланите микроорганизми, днес се нарича „пастьоризация“.

В средата на века, още преди откритията на Пастьор, лекарите разбират, че могат да се пренасят болести и инфекции от един пациент на друг, въпреки че не знаят какъв точно е преносителят. Унгарският лекар Игнац Земелвайс (1818-1865) започва да се безпокои от един тревожен факт: жените, раждащи в болниците, масово измират от болест, известна като родилна треска, докато тези, които раждат вкъщи, се разболяват от нея по-рядко. Той е сигурен, че лекарите пренасят болестта от пациент на пациент и нарежда всичките му подчинени да си мият ръцете със силен химичен разтвор, преди да докоснат пациентите. Случаите на родилна треска намаляват. Той доказва, че от миенето на ръце има полза, но още никой не е обяснил, че помага, защото убива опасните микроби. Той обаче отваря пътя за работа на друг лекар – Джоузеф Листър (1827-1912), който се интересува от ампутации. Твърде често обаче, когато хирургът успешно завършва операцията, пациентите му умират от последвала инфекция. През 1867 г. започва да използва антисептичен разтвор на карболова киселина (фенол), с който почиства инструментите си. Смъртните случаи намаляват. Американският хирург Уилям Холстед (1852-1922) развива антисептичната идея по-нататък. Той става първият хирург, който използва гумени ръкавици при операция.

XIX век е епоха на гиганти в историята на науката и време, в което важни открития отварят нови светове за изследване – атомната теория, термодинамиката, електричеството и др. Това е век, в който Томас Едисън осветява град Менло Парк, Ню Джърси, с блясъка на електричеството. Към 1900 г. чудесата на въздухоплаването са на път да станат действителност. Първото пътуване с дирижабъла на Цепелин вече е факт, а ново частно превозно средство, наречено автомобил, обещава да промени всекидневния живот. В края на века предстои промяна в самото естество на науката. Това, което за Далтон, Фарадей, Максуел и др. е благородно търсене на абсолютни истини, ще претърпи леко изменение. През 90-те години на века юздите поема новото поколение – Макс Планк, Ърнест Ръдърфорд, Мария Кюри, Алберт Айнщайн и др. XIX век си отива с надежди, че XX ще донесе още по-сериозни научни постижения и нови хоризонти.

Използвана литература

Ридли, Мат. Еволюция на всичко. София: Сиела, 2018.

Спангенбърг, Рей; Моузър, Даян К. История на науката. Том 2. София: Рива, 2007.

Към Част 1


[1] Откритието на Коперник за хелиоцентричния строеж на Вселената революционализира както астрономията, така и други науки. Защитата на тази теза е съпътствана и със смърт. Италианецът Джордано Бруно е изгорен на клада заради подкрепата на хелиоцентризма. Моделът е усъвършенстван от Йохан Кеплер, който открива, че всъщност планетите обикалят около елипси. Исак Нютон извежда чисто емпиричните закони на Келер като следствие от неговия Закон за всемирното привличане. 

Facebook