«Никто вам заранее не скажет: в науке создастся такая-то ситуация, и тебе понадобится то-то…»

(Петр Капица)

Задумавшийся мужчина и человек в чалме

Это случилось в Самарканде в 1963 году. Совершенно случайно я познакомился с уже немолодым журналистом. Мы осматривали остатки древней обсерватории, построенной внуком Тамерлана — узбекским ханом Улугбеком. Он слыл мудрым и ученым человеком, при нем поощрялись занятия науками. Сам Улугбек занимался астрономией и, судя по сохранившимся документам, весьма преуспел в науке о звездах. Он составил каталог звезд и таблицы движения планет.

Мы разговорились с журналистом о науке, о благородстве труда ученых, о трудностях исследовательской работы, о значении науки в развитии человечества, в покорении и использовании человеком сил природы, в его повседневном труде. Мы были настроены философически. Перед нами было величественное сооружение, врытое глубоко в землю холма, серые монолиты гигантской каменной дуги, уходившей вниз. Воображение рисовало образ древнего звездочета с седой бородой и острым колпаком, определяющего углы склонения перемещающихся небесных тел.

— Любопытное слово «звездочет», — сказал я. — Почему-то оно несет в себе какой-то заведомо отрицательный смысл. Звездочет — бездельник, считающий звезды. Слово подчеркивает — человек занимается никчемным делом. Пересчитывает ни для чего не пригодные звезды, «переливает из пустого в порожнее».

— Естественно, — сказал журналист. — Ведь звездочеты-то действительно занимались совершенно ненужным делом. На земле было столько насущных задач, не хватало хлеба, жилищ. Болезни не щадили ни взрослых, ни детей. А они, видите ли, звезды считали!

— Послушайте, — перебил я, — но ведь они были ученые, они занимались своими отвлеченными от непосредственных нужд научными исследованиями.

— Об этой отвлеченности я и говорю. И сейчас есть еще такие «звездочеты» в науке! — распалился журналист. — Вот я много пишу о сельском хозяйстве, заканчиваю фельетон для «Сельской жизни». Я не мог не написать его после посещения биостанции под Одессой. Там работает один старший научный сотрудник. Кандидат наук. Так знаете, чем он занимается? Он исследует, срастаются ли под землей корневые волоски отдельных растений или нет. Представляете! Кому это надо? Чушь! А тут же рядом работает молодой парень, который действительно занимается делом. Он выписал из разных институтов несколько десятков штаммов микроорганизмов, вызывающих брожение. И теперь исследует: добавка каких микробных штаммов обеспечивает получение высококачественных и долгосохраняющихся силосов. Силос — это то, что сейчас нужно, это прекрасный корм для скота. Это и есть настоящая нужная работа.

Длинная тирада журналиста меня разозлила.

— Каким образом у вас хватает смелости говорить, что исследования этого старшего научного сотрудника чушь? Да откуда вы знаете, нужно это или нет? Это как будто бы не нужно сегодня. Но ведь мы живем не последний день. Кто знает, какие сведения понадобятся завтра или через десять лет? Может быть, именно эта «чушь», как вы говорите, и даст практике наиболее разумную систему подкормки растений или борьбы с их болезнями. Разве можно предугадать? А что касается этого вашего героя — тоже неизвестно, какая будет практическая выгода из его дела. Может, и большая. Но обратите внимание на главное. Вся его работа — это использование добытого прежними отвлеченными исследованиями других. Микробиологи всего мира уже десятки лет выделяют все новые и новые бактерии, в том числе и вызывающие брожение. «А зачем?» — могли их спросить.

Они изучают их свойства. Создают наилучшие питательные среды для них, описывают все это. Но культуры самих микробов оставляют, не выкидывают. Десятки лет в специальных лабораториях-музеях культуры пересеваются из пробирок в пробирки. Казалось бы, зачем? Десятки лет эти культуры не находят никакого практического применения. Попади в такой музей журналист вроде вас — тут же приготовит фельетон о бесполезном труде ученых, пересевающих из пустого в порожнее.

Распалившись, я уже спорил со всеми оппонентами подобного толка, которых еще немало можно и услышать и прочитать.

— …Да разве кто-нибудь во времена древних астрономов, звездочетов мог предвидеть, что благодаря их работе, их науке человек поплывет через океаны, откроет новые земли! Как бы плавали по водным пространствам, однообразным и без ориентиров, если бы звездочеты не нарисовали звездных карт? А уже гомеровские мореходы ориентировались по этим картам. Ну, а сегодняшняя астрономия… Она-то уж совершенно неотделима от практики освоения космоса.

А когда работал Конрад Рентген — тот, что открыл Х-лучи, рентгеновы лучи, неужели он думал о просвечивании грудной клетки? Его интересовали потоки электронов в вакуумных трубках. Он изучал поведение элементарных частиц — сугубую теорию физики того времени. А уж аппараты для просвечивания — это много поздней практически использовали его «отвлеченные исследования».

Я приводил примеры совершенно отвлеченных от нужд действительности исследований, которые давали со временем весьма ценные плоды, и именно в практике. Такова уж особенность научной работы. Исследуя закономерности природы, никогда заранее не известно, из какого направления и когда будет получен практический выход.

Не всегда кажущаяся практическая направленность работы действительно дает желаемый результат. Воспитанием растения в засушливых условиях не создашь засухоустойчивого сорта. Путь к нему лежит через отвлеченные биологические законы наследования признаков, через генетику, учение о мутациях, через селекцию. Для этого генетика со времен ее основоположника Грегора Менделя прошла столетний путь. Большая часть этого пути не увенчана никакими практическими результатами. Но зато последние десятилетия являются подлинным триумфом практического применения «отвлеченных от практики» генетических закономерностей.

Я вспомнил, что одним из секретов производства тончайшего китайского фарфора была обработка каолина. Важнейшим звеном этого процесса было хранение специально приготовленной глины в течение нескольких десятилетий. Отец обрабатывал каолин и складывал его. Из него делали фарфор его дети. Потом все повторялось.

Такова и наука. Добывая новые факты, вскрывая новые закономерности, выясняя истину, ученые складируют добытые знания. Эти знания понадобятся им в будущем. Если не через год, так через десять лет. Если не им, так их детям. Если не детям — внукам. Наука как бы заботится о будущем и работает на него. Работать только лишь на сегодня — это значит работать на прошлое. Сегодня — сегодня и кончается.

Накопленные знания — золотой запас человечества. Он должен постоянно пополняться. Для каждой страны — это ее золотой запас.

Журналист, конечно, упрекал меня в проповедовании «чистой науки». В эти слова он вкладывал смысл оторванной от практики ненужной деятельности. Я отвечал ему, что я как раз против этого, даже против самого понятия «чистая наука». Никакой «чистой науки» в этом смысле слова нет. Приходит время, и исследование, проведенное когда-то, оказывается нужным. Может быть, не сразу для практических нужд, а для второго или третьего теоретического исследования, которое рано или поздно рождает практический выход.

Результаты, добытые наукой, не пропадают. Если, конечно, результат добывает грамотный, методически вооруженный и добросовестный человек. Впрочем… иначе об исследовании нельзя и говорить как об исследовании, его просто нет.

Научная грамотность необходима хотя бы для того, чтобы знать, какие проблемы не решены, а что уже сделано; в противном случае можно всю жизнь повторять зады. Методическая вооруженность обязательна — неправильными или примитивными приемами не добудешь новых достоверных фактов. О добросовестности повторять излишне, в науке это, как воздух, без которого нельзя жить.

И никто не имеет права и никогда нет оснований заявлять, что такое-то отвлеченное теоретическое исследование в практическом отношении бесцельно. Умный и знающий человек не возьмет на себя смелость заявлять это. Этого просто никто не может знать.

Журналиста этого я больше не встречал и готовящегося фельетона в газете не видел. Может, я его убедил? А может, в газете ему сказали то же самое?

Карл Ландштейнер получил очень широкое образование. Это не было заслугой только медицинского факультета Венского университета. Большой научный кругозор — результат собственной неуемности. Он посещал лекции других факультетов, институтов Вены.

Официальное обучение — всегда лишь основа. На этой основной почве и строятся большие знания, широкий кругозор. Частично отбрасыванием ненужного и главным образом поисками дополнительных знаний.

«Audiator et altera pars» — «Выслушай и другую сторону». И Карл Ландштейнер, боясь односторонности своих учителей, ходил на лекции их оппонентов. Он не принимал на веру точку зрения одних ученых, не познакомившись с противоположной точкой зрения.

Студент-медик, полюбивший химию, он еще увлекся иммунологией. Сочетание этих двух увлечений помогло ему стать иммунологом совершенно нового направления.

Ландштейнер окончил университет в 1891 году. Работал в университетских клиниках, Институте гигиены, а затем в Институте патологии города Вены. В этом институте Ландштейнер начал свои оригинальнейшие для того времени иммунологические исследования. Ежегодно он публиковал пять-десять работ. С каждой новой работой все яснее и четче становилась научная индивидуальность молодого исследователя. И параллельно создавался ранее неизвестный аспект иммунологии.

Химическое мышление приближало, да и приближает биологию к уровню точных наук. В те времена, на заре точной биологии, химическое мышление разделило на две стороны единый процесс иммунитета.

Одна сторона — реакция организма на чужие, инородные тела или вещества, микробы или белки, попавшие в кровь или ткани.

Другая — природа веществ, включающих иммунологические реакции организма. К тому времени эти вещества-включатели получили общее название «антигены». Например, микробы или бараньи эритроциты в организме кролика вызывают ответную реакцию, в частности, выработку антител. Вызывают эту реакцию они находящимися в них антигенами. Но назвать — еще не значит понять. Слово есть, но какую сущность оно обозначает, неясно. Ясно только, какое действие оно вызывает. Этого мало. Неясно, как построены эти вещества, какие химические группы их составляют, сколько и какие антигены в различных чужеродных клетках и белках. Это было интересно. Разрешение этих загадок приближало биологию к точности. Прямого практического интереса решение этих загадок не представляло. Но этим научным теоретическим вопросам и посвятил жизнь Карл Ландштейнер.

Сейчас имя его стоит в ряду крупнейших иммунологов. В 1930 году Ландштейнер удостоен Нобелевской премии. А в 1900 году ему было 32 года, он был всего лишь молодым исследователем. Исследователем, интересы которого лежали далеко от каких-либо практических нужд медицины.

Не удивительно, что одно из ранних наблюдений Ландштейнера, результаты которого были опубликованы в 1901 году, оставалось до поры до времени интересным, но «ненужным» наблюдением.

Ландштейнер обнаружил в человеческих эритроцитах два антигена. Потом один из этих антигенов назвали — А, второй, естественно, — В.

В процессе своих отвлеченных исследований Ландштейнер обнаружил любопытную вещь. Не то чтобы в каждом эритроците любого человека были оба антигена. У некоторых в красных кровяных клетках — только антиген А. У некоторых — только В. А у некоторых — ни А, ни В.

И более того: там, где в эритроцитах есть антиген А, в сыворотке имеются антитела против В. И наоборот. Где нет ни А, ни В — там есть антитела против обоих антигенов.

Карл Ландштейнер опубликовал любопытные закономерности в статье со скромным названием «Об агглютинативных свойствах нормальной человеческой крови». Он совершенно не предполагал практических последствий наблюдения. Опубликовал — и продолжал свои отвлеченные исследования антигенных веществ.

Прошло несколько лет, прежде чем открытие Ландштейнера нашло применение в клинике.

В 1914 году началась первая мировая война.

Человек в котелке и близнецы

Пирогов называл войну «травматической эпидемией». И вот такая эпидемия наступила. Было много повреждений, и очень тяжелых и необычных. Эта эпидемия отличалась от прошлых новыми видами оружия, а стало быть, и новыми видами повреждений. Медицина опять с особенной остротой обратилась к проблеме переливания крови. Опять — потому что уже не раз и в прошлые века врачи пытались переливать кровь при различных болезнях или ранениях, и, естественно, особенно важно это было при большой потере крови. Однако все попытки сделать переливание крови рядовым практическим мероприятием ежедневной медицины оставались безуспешными. Результаты были общеизвестны и неутешительны. У каждого третьего-четвертого пациента после переливания крови развивалось тяжелейшее осложнение, зачастую кончающееся смертью. Переливание крови слишком часто приводило к потере больного. Применять эту желанную процедуру было чрезвычайно опасно. Риск очень редко себя оправдывал.

В некоторых странах переливание крови было даже запрещено. Во Франции в XVII веке профессор Сорбоннского университета Дени совместно с хирургом Эмерецом произвели неудачное переливание крови одному безнадежному больному по просьбе его жены. Они отказывались. Но жена настояла. Больной умер. Жена подала в суд. К чести того времени, судила врачей Французская академия наук. К чести Французской академии наук, она не осудила врачей. Французская академия запретила переливание. Но запретила мудро. Академия постановила разрешать переливание после особого одобрения авторитетной комиссии. И после каждого переливания потребовала подробного разбора результатов. Накопленные результаты подтвердили: переливание крови опасно, а в ряде случаев смертельно.

А сейчас врачи-практики обратили внимание на «не имевшее никакого отношения к практике» наблюдение Карла Ландштейнера. Опираясь на его исследования, врачи стали брать для переливания не любую кровь, а только ту, эритроциты которой не склеиваются в сыворотке человека, которому собираются перелить кровь. Практически процедура свелась к определению антигенов А и В в эритроцитах донора, дающего кровь, и больного, получающего ее. То есть смешивали кровь донора и сыворотку больного. Если красная часть крови склеивалась в комочки, в крови больного есть вещества, не совместимые с антигенами донора. Значит, кровь не подходит. Нужен другой донор. Переливать можно только кровь, совместимую по групповым антигенам.

С тех пор прошло 50 с лишним лет. Закончилась первая, отгремела и вторая мировая война. За эти годы переливание крови спасло сотни тысяч больных и раненых. Этот метод лечения применяется во всех больницах мира. Кровь переливают не только при большой потере, но и при многих заболеваниях, не связанных с ранениями, и при сложных хирургических операциях. А все началось со скромного «отвлеченного» наблюдения молодого иммунолога.

Итак, работа Ландштейнера поделила все человечество на четыре группы по свойствам их крови. Вернее, по отсутствию или наличию у них антигенов А или В. Есть первая группа, или иначе нулевая, потому что в ней нет ни антигена А, ни антигена В. Но есть оба антитела: анти-А и анти-В. Значит, ее, эту «безантигенную» кровь первой группы, можно переливать куда угодно, в любую кровь — ведь в ней нет тех веществ, которые включают иммунные механизмы.

Эритроциты эти, «без антигенов», не будут склеиваться сывороткой. Зато в эту кровь нельзя переливать любую кровь с антигенами А или В. В сыворотке этой нулевой (первой) группы есть антитела и для А и для В. Значит, в эту кровь можно вливать только такую же, без антигенов, то есть тоже нулевую (первую) группу.

И наконец, еще один вывод. Человек с этой группой крови — универсальный донор: от него можно переливать во все группы. Но он же очень разборчивый реципиент, то есть получатель крови, ему можно переливать лишь свою же группу, и только.

Если мы повторим те же рассуждения и для других групп, нам станет ясной схема переливания: каким людям, с какой группой, какую группу можно переливать. Предположим, у нас четвертая группа, или ее называют группой АВ, что означает наличие в эритроцитах ее обоих антигенов, а стало быть, отсутствие в сыворотке обоих антител. Вывод: эту группу нельзя переливать ни одной другой — всюду есть антитела либо на А, либо на В-антиген; но в кровь этой группы можно переливать любую кровь, то есть люди этой группы — универсальные реципиенты. Первая (нулевая) группа, так сказать, более альтруистичная — себе меньше, чем другим. Четвертая — эгоистичная: себе больше, чем другим. Тот же ход рассуждения можно распространить и на остальные две группы. Вторую, или А, в которой нет антигена В, но есть антитело — анти-В. На третью группу В, где нет антигена А, но есть антитело против него.

Это рассуждение читатель может и сам сделать. Во-первых, он тогда проверит, разобрался ли, а во-вторых, избавит автора от неловкости при столь долгом повторении многочисленных А, В и анти.

После того как врачи-практики осмыслили и применили с блеском открытие групп крови, получившей название системы АВ0, начались поиски других антигенов в эритроцитах. И в 1927 году неуспокоившийся Карл Ландштейнер совместно с Левиным обнаружил еще четыре антигена. Двум из них присвоили наименования М и N. Из них составили единую систему MN. Двум другим — Р и р. Таким образом, стали известны уже три антигенные системы красных клеток крови, объединяющих семь разных антигенов. При этом антигены М, N. Р и р оказались несущественными при переливании крови, сведения о них никак практически не применялись.

Тем не менее (опять отвлеченно) ученые разработали способы их определения, установили, какой процент людей содержит тот или иной антиген. Например, среди англичан 42 процента содержат антиген А, 8 процентов — В, 3 процента — АВ и 47 процентов относятся к группе 0. Среди русских 36 процентов имеют группу крови А, 23 процента — В, 8 процентов — АВ и 33 процента относятся к группе 0. По системе MN человечество делится следующим образом: 30 процентов несут антиген М, 20 процентов — антиген N. и 50 процентов содержат в эритроцитах оба антигена. Но, как дальше вы узнаете, в разделе «Иммунология и криминалистика», эти сведения в конце концов тоже оказались криминальными в практике.

Здесь перечислены далеко не все антигены, найденные к сегодняшнему дню в эритроцитах человека. На сегодня их известно более семидесяти. Количество их день ото дня растет. Они могут сосуществовать на эритроцитах в самых различных сочетаниях. Антигенная структура, взаимоотношения антигенов в эритроцитах человека так же неповторимы, как и рисунок линий на пальцах. К этому мы еще вернемся на следующих страницах.

В 1940 году Ландштейнер совместно с Винером занялись сравнением антигенных свойств клеток крови человека и обезьян. Они ввели кроликам эритроциты обезьян макак резусов и получили иммунную сыворотку против эритроцитов этого вида животных. И вдруг оказалось, что эта сыворотка против обезьяньих эритроцитов склеивает эритроциты большинства людей. Следовательно, в клетках большинства людей содержится какой-то антиген, который есть в эритроцитах макак резусов. Антиген получил название резус-фактора. Исследователи описали методику определения резус-фактора в крови человека. Выяснилось, что он содержится в эритроцитах 85 процентов жителей Америки и отсутствует у остальных 15 процентов. Соотношение резус-положительных и резус-отрицательных лиц в других странах оказалось приблизительно таким же. Последующие детальные исследования показали, что имеется шесть основных разновидностей антигена, которые и составляют антигенную систему «Резус». Эти антигены обозначены буквами С, D, Е, с, d, е. Резус-положительными считаются лица, клетки крови которых содержат главный антиген системы — антиген D.

И тоже это открытие, казалось бы, не имело никакого практического значения. Но уже через год было замечено одно чрезвычайно интересное совпадение.

Если в брак вступают резус-положительный мужчина и резус-отрицательная женщина, у них довольно часто рождаются дети с желтухой. Эта желтуха связана с разрушением эритроцитов, и пигмент из клеток выходит в сыворотку, окрашивая все ткани. Разрушение эритроцитов называется «гемолиз». А желтуха у новорожденных называется гемолитической. Иногда эта болезнь бывает очень тяжелой и дети умирают. Часть младенцев гибнет, еще не родившись, в последние месяцы беременности. Если отец и мать оба резус-положительны или оба резус-отрицательны, так сказать, «резус-одинаковы», такого осложнения не бывает. Не бывает его и в случаях резус-положительной матери при любом отце. В результате многочисленных наблюдений и исследований стало ясно — гемолитическая желтуха новорожденных вызвана резус-несовместимостью матери и ребенка, еще не младенца, еще плода.

Ребенок всегда наследует ровно половину своих признаков от матери и ровно половину от отца. Если отец содержит в своих клетках резус-фактор, то и его ребенок может его иметь, то есть быть положительным по этому признаку. Развивается же этот ребенок в организме матери, которая может быть и резус-отрицательной. Иначе говоря, плод с наследственностью отца вырабатывает резусный антиген, которого нет в организме матери и который чужд материнскому организму. Этот резус-антиген проникает из плода в кровь матери и вызывает у нее образование антирезусных антител. Антитела эти из организма матери попадают в кровь ее будущего ребенка, еще плода. Они встречаются с резус-антигеном в эритроцитах плода. Они склеивают и разрушают эритроциты. Плод либо погибает до родов, либо развивается гемолитическая желтуха у новорожденного ребенка.

Когда механизм развития этой болезни был понят, стало очевидным и громадное практическое значение открытия Ландштейнера и Винера. Возможное осложнение могли уже предвидеть, могли начать искать способы предупреждения и лечения его.

Вот так-то «чистая наука» 1900 года до сего дня дает практические результаты.