Билет на выставку в вашем городе

КЛИМЕНТ ТИМИРЯЗЕВ – ЗЕЛЕНАЯ ЭНЕРГИЯ

1843 – 1920
Очень часто бывает трудно показать, в чём состоит конкретная практическая польза фундаментальных научных открытий. В самом деле – гелиоцентрическая система мира Коперника поначалу не была особо нужна даже мореходам. Они, определяя широту, искали угол между высшей точкой Солнца в небе и горизонтом, а уж светило вращается вокруг нашей планеты, или наоборот, это их не заботило.
Обаяние огурца

Но есть все же и счастливые исключения. Скажем, свидетельством конкретной практической пользы открытия природы фотосинтеза может стать обыкновенный свежий огурец на нашем зимнем столе. Впрочем, обыкновенный он сейчас. А в те годы, когда Климент Тимирязев исследовал превращением солнечной энергии в клетках растений, этот огурец был живым воплощение правоты русского ученого.

Собственно, с огурца Климент Аркадьевич и начал свою триумфальную речь 1903 года.

Его лекция называлась «Космическая роль растений»,и была она как бы довеском к Крунианской премии – награде Лондонского Королевского общества в сфере биологических наук, которая по сей день считается одной из самых престижных в мире.

И Тимирязев, известный своим ярким лекционным стилем, сумел оживить чопорное заседание ученых мужей: «Когда Гулливер в первый раз осматривал академию в Лагадо, ему бросился в глаза человек, уставивший глаза на огурец, запаянный в стеклянном сосуде. Оказалось, что уже восемь лет, как он погружен в созерцание этого предмета в надежде разрешить задачу улавливания солнечных лучей и их дальнейшего применения. Я – именно такой чудак. Более 35 лет провел я, уставившись на зеленый лист в стеклянной трубке, ломая себе голову над разрешением вопроса о запасании впрок солнечных лучей…»

Тут, конечно, присутствует изрядная доля самоиронии. Если бы Тимирязев и впрямь только «ломал голову» и теоретизировал, вряд ли из всей этой затеи вышло что-нибудь дельное.

Но в том-то весь и фокус, что первая его научная работа, результатами которой он поделился 5 января 1868 года, то есть действительно за 35 лет до Крунианской лекции, называлась «Прибор для исследования воздушного питания листьев и применения искусственного освещения к исследованиям подобного рода».

Прибор. Первый из многих, относящихся к химической стороне процесса фотосинтеза. А ведь была еще и физическая сторона этого самого процесса. И для ее изучения тоже нужны были приборы. Приборы, которые нельзя пойти и купить в магазине, или заказать мастеру. Потому что нет еще таких магазинов. Да и мастеру ты ничего не сумеешь объяснить, поскольку сам не вполне еще понимаешь суть процесса, и движешься почти наощупь. Так что приборы приходится продумывать, разрабатывать, конструировать и строить самостоятельно.

А то, что это делать придётся – сомнений нет. Тимирязев родился 3 июня 1843 года, и к моменту публикации первой научной работы его карьера претерпела ряд резких кульбитов, которые в итоге пошли только на пользу. В 1860 году он поступил в Императорский Санкт- Петербургский университет. Первый курс – юридический факультет, специализация по управлению государственными имуществами. Правда, проучился он там две недели. 15 сентября 1860 года Тимирязев, хоть и боялся экзамена по математике, перевелся с юридического факультета на физико-математический, разряд естественных наук.

Потом перерыв длиной в год – когда Тимирязеву предложили выбирать между подпиской об отказе участвовать в волнениях и исключением, он выбрал исключение. Вернулся вольнослушателем а в сторону, которую привела его к триумфу, свернул уже по окончании курса. И с подачи Дмитрия Менделеева — который наладил выпускника Тимирязева последить за экспериментом по внедрению минеральных удобрений на опытных агрохимических станциях.

Именно там Тимирязев окончательно понял, чему он посвятит всю свою жизнь: «Тот, кто сумел бы вырастить два колоса там, где прежде рос один, две былинки травы, где росла одна, заслужил бы благодарность всего человечества». Но сделать это можно, только постигнув самую главную тайну растений – природу фотосинтеза: «Изучить химические и физические условия этого явления, определить составные части солнечного луча, участвующие в этом процессе, проследить их участь в растении до их превращения во внутреннюю работу, определить соотношение между действующей силой и произведенной работой – вот та светлая, хотя, может быть, отдаленная задача, к достижению которой должны быть дружно направлены все силы физиологов».

На основаниях физики и химии

В 1868 году, перед отъездом в европейские университеты и лаборатории, Тимирязев составляет программу своего обучения и исследований, где главным полагает следующее: «Настоящая физиологическая школа должна возникнуть на прочных основаниях физики и химии».

Физики, химики и биологи не могли поделить Тимирязева между собой — он был хорош во всех этих науках. О том, насколько успешным было его продвижение сразу по нескольким направлениям – физике, химии и биологии, а также разработке конкретных физических и химических приборов – можно судить по отзывам коллег, которые буквально не могли поделить Тимирязева между собой. Французский химик Марселен Бертло считал, что Тимирязеву лучше было бы заниматься химией: «Каждый раз вы привозите новый метод газового анализа, в тысячу раз более чувствительный!» Русский физик Петр Лебедев, увидев изобретенный и сконструированный Тимирязевым микроспектроскоп, гнул свою линию: «Климент Аркадьевич! Мы, физики, считаем вас физиком!»

Однако эти приборы нужны были Тимирязеву для вполне конкретных вещей. С помощью микроспектроскопа он увидел, что зерна хлорофилла – того самого вещества, которое окрашивает растения в зеленый цвет – в красной части спектра становятся черными, то есть поглощают всю энергию Солнца. А в желтой и зеленой остаются прозрачными, то есть энергию не поглощают.

Соответсвенно, с помощью приборов для газового анализа Тимирязев показал что главная работа по разложению углекислоты и выделению кислорода в атмосферу производится в клетках растения как раз в красном спектре.

Это был настоящий прорыв. Ещё совсем недавно немецкий ученый Герман Гельмгольц лекции которого слушал за границей Тимирязев, заключал: «Мы не обладаем никакими опытами, из которых можно было бы с достоверностью заключить, точно ли живая сила солнечных лучей соответствует накопляющемуся запасу химических сил в растении…»

В 1874 году русский ученый, основываясь на многочисленных опытах, заявляет, что проблема, над которой ломали голову столько лет, решена, и решена блестяще: «Солнечный луч, пролетевший без видимого поглощения громадное пространство, ударяясь о хлорофилловое зерно, поглощается, то есть превращается, и это превращение обнаруживается одновременно в освобождении кислорода и в образовании органического вещества. Это органическое вещество, древесина, крахмал, сахар, сгорая в наших очагах, в нашем теле, является источником механической силы. Мы, следовательно, должны признать в хлорофилловом зерне исходную точку, как бы фокус, из которого истекает вся энергия, приводящая в движение наши машины, наше собственное тело. Но эта энергия не что иное, как солнечная теплота, сначала поглощённая, затем освобождённая органическим веществом растения…» Собственно, эта речь на международном конгрессе ботаников во Флоренции легла в основу сочинения «Об усвоении света растением»

Для науки и для народа

Это было по-настоящему фундаментальным открытием.

Тимирязев сумел объяснить, как и почему неживое становится живым, и доказать, что этот процесс не противоречит закону сохранения энергии. Ну и, разумеется, объяснил, почему, собственно, трава зеленая – именно этот цвет позволяет поглощать оптимальное количество энергии.

Открытие принесло Тимирязеву мировую славу. И новые заботы. К продолжающимся исследованиям в области химии, физики и биологии добавилось еще кое-что, может быть более важное.

Тимирязеву пришлось защищать свои открытия от хищения. Конкретно – работа по защите своего приоритета, поскольку уж слишком много нашлось охотников сначала обесценить открытие, а потом присвоить его себе. Постепенно это переросло в защиту приоритета отечественной науки вообще, поскольку дела по этой части шли из рук вон плохо – только ленивый не похищал изобретения и открытия русских ученых.

Тимирязев же был уверен: «Существуют целые отрасли точного знания: укажу на математику, химию и историю развития организмов, в которых русские имена не могли бы быть вычеркнуты, не оставив за собой ощутительных пробелов. Значит, в этих областях русские ученые не только догоняют, но уже поравнялись, а порой ведут за собой своих европейских собратий, гораздо раньше их вышедших на работу...»

Получалось это неплохо – Тимирязев обладал отменным стилем изложения, который дополнялся конкретными практическими примерами.

Скажем, его излюбленным приемом было огорошить пришедших на лекцию таким вот образом:«Если спросить, что стоит воздух этой залы, то, конечно, всякий ответил бы: ничего. А между тем оказывается, что его азот, превращенный в селитру, представлял бы ценность в 2500 рублей!»

Писатель Андрей Белый, учившийся на физико-математическом факультете Московского университета, где читал лекции Тимирязев, вспоминал: «На первую лекцию к третьему курсу под топанье, аплодисменты влетал он с арбузом под мышкою; знали, что этот арбуз он оставит; арбуз будет съеден студентами; он – демонстрация клеточки: редкий пример, что ее можно видеть глазами; Тимирязев резал кусочки арбуза и их меж рядами пускал…»

Но все-таки главным практическим доказательством верности учения Тимирязева о фотосинтезе можно считать вегетационный домик. Устроен он очень просто – в утепленном стеклянном павильоне стоят сосуды с питательным! раствором. В этих сосудах растения. Снаружи светит Солнце. И больше ничего не надо – растения круглый год зеленеют и плодоносят. Ведь раствор в них не простой, а с минеральными удобрениями! «Работать для науки, писать для народа» - таким было кредо ученого, умершего в 1920 году. Пожалуй, только здесь его и можно поправить. Да и то слегка.

Жизнь показала, что работал он и для науки, и для народа одновременно – вспомните хотя бы огурцы на нашем зимнем столе…

ПЕЙЗАЖИ – ЧУЖИЕ И СВОИ
  • Одним из самых любимых художников Тимирязева был Исаак Левитан. Не в последнюю очередь из-за того, что он по-своему решал проблему «зеленого спектра». На картине «Весна в лесу» 80% площади полотна – вариации зеленого цвета.

  • В 1895 году на выставке в Москве его работы заслужили серебряную медаль. Годом позже в Нижнем Новгороде серия из 19 пейзажей также удостоилась серебряной медали.

  • У Тимирязева была неважная дикция, и он следил за темпом речи, не позволяя себе «проглатывать» окончания слов. Оптимальный режим – 90 слов в минуту.