Путешествие по жизни в науке из века ХХ в век XXI - Александр Иванович Журавлев
Вернемся к истории биологии. С электроном и другими электрически заряженными частицами всё ясно. Величайшее биологическое открытие – открытие «животного электричества», т. е. электрически заряженных частиц, сделал в 1791 году Гальвани в своем бессмертном труде «Трактат о силах электричества при мышечном сокращении».
Трудно себе представить, что было бы, если бы он не сделал этого открытия. Как бы мы обходились без электрокардиограмм (ЭКГ), электромиограмм, различных электростимуляторов; без знания биотоков и биопотенциалов.
С квантами положение было сложнее. Проблема участия квантов в метаболизме животных тканей поставлена в экспериментальной работе русского исследователя В. Лепёшкина. Он в 1933 году обнаружил потемнение – засветку фотопластинок, на которые он поставил исследуемые им ткани и гомогенаты. Он считал это излучение ультрафиолетом и назвал его некробиотическим, т. е. возникающим при гибели ткани.
Теоретически считал неизбежным ультрафиолетовое излучение А. Гурвич. Он исходил из известных фактов – поглощения ультрафиолетовых лучей с максимумами 160, 220, 280 нм нашими белками. Он считал, раз белки поглощают излучение в ультрафиолетовой области, то в УФ они и ДОЛЖНЫ излучать. Он создал митогенетическую гипотезу, согласно которой при поглощении одного УФ-кванта клетка делится и при делении опять излучает УФ-квант.
Однако объективно – опытно-экспериментально – с помощью оптических приборов ультрафиолетовое излучение от тканей животных уловить и измерить не удавалось, о чём и писал Сент-Дьердьи ещё в 1960 г.
Б.Н. Тарусов хорошо знал эту проблему и тысячи неудачных или недостоверных работ с попытками замерить ультрафиолетовое излучение от животных тканей. Тем не менее авторитет А. Гурвича был так высок, что все исследователи считали, что излучение белков животных тканей ДОЛЖНО быть ультрафиолетовым, т. е. в области длин волн от 160 до 320 нанометров.
И тут произошла революция в измерении слабых световых потоков. Ещё в 1934 году наш русский инженер Лев Кубецкий изобрел самый чувствительный прибор – трубку Кубецкого, или фотоэлектронный умножитель – ФЭУ.
Технически вначале он был несовершенен и не очень чувствителен, но теоретически возможности этого прибора – этой вакуумной лампы – были безграничны. Военная техника послевоенных лет требовала и постоянно совершенствовала эти ФЭУ.
К 1958 году нашей военной промышленностью были созданы ФЭУ-18, очень чувствительные в ближней ультрафиолетовой и видимой, с 360 до 650 нм, области спектра.
Б.Н. Тарусов хорошо знал эти успехи, а поскольку наш Институт биофизики (п/я 3400) не имел ограничений в снабжении, он выписал десяток этих ФЭУ, тогда очень дорогих. Кончилась наша спокойная жизнь.
Однажды в 1959 году он пришёл в наши комнаты, у меня и А.И. Поливоды смахнул со стола все колбочки и заявил: «Начинайте исследование излучений животных тканей. Зафиксируйте излучение А.Г. Гурвича. Вот в МГУ группа исследователей у профессора А.А. Красновского в составе Ю.А. Владимирова, СВ. Конева и Ф.Ф. Литвина уже измеряет это УФ-свечение. Вот вам ФЭУ».
Так был создан творческий коллектив: руководитель, инициатор и вдохновитель – профессор Б.Н. Тарусов; технический исполнитель и конструктор Анатолий Иванович Поливода и исследователь А.И. Журавлев.
Это было исключительно удачное сочетание глубокого знания биологии у Б.Н. Тарусова и русского умельца, конструктора А.И. Поливоды. Ему ничего не стоило за 2–3 суток смонтировать любую конструкцию, и он смонтировал такую установку с учетом опытов астрономов и военных. Чтобы не было внутренних помех – шумов, ФЭУ-18 с внутренним фотокатодом опускали в сосуд Дьюара с жидким азотом, т. е. охлаждали его до -170 °C. Конечно, все тепловые шумы – тепловые излучения – как помехи от самой установки прекращались.
Надо сказать, что наша промышленность к 1956–1957 гг. создала не только ФЭУ-18 и ФЭУ-22 как датчики, но и лучшие в мире высоковольтные стабилизаторы электрического напряжения – ВС и усилители слабых сигналов – УШ.
Создание нового типа установок и открытие спонтанного сверхслабого свечения животных тканей в диапазоне 360-1200 нм
У нас было всё, была идеальная для того времени установка, но сигнал – свечение от животных тканей не фиксировался. Пришлось думать.
Явных причин было две.
1. Внешние технические (военные) и космические излучения, которые создавали шумы, многократно превышающие сигнал, т. е. излучение животных тканей.
2. Всё-таки недостаточная чувствительность установки.
Убрать помехи было возложено на меня. Это была далеко не творческая работа: во-первых, надо было найти небольшую комнату, обить её для изоляции от внешних сигналов железными листами, спаять их, создав из них единый лист, и потом хорошо заземлить – индивидуально и поглубже. Больше всего для этой цели подошёл туалет. Пришлось им пожертвовать и пользоваться туалетом этажом ниже. Железо мне выписали, так же, как и 40 метров медного кабеля для заземления, т. к. лаборатория находилась на 5-м этаже. Кроме того, я взял со склада 3 штуки трехметровых медных штыря для заземления. Обил весь туалет железными листами. Спаял все листы, к каждому припаял медный провод из кабелей, спустил кабели вниз. Внизу все три штыря забил в землю так, что торчали только верхушки, и к ним припаял провода кабелей.
Поработал не зря. Шумы уменьшились в 3 раза, но не пропадали. Мудрые физики мне объяснили, что железо защищает только от электрических помех – электрических полей, но остаются магнитные.
Если хочешь избавиться от магнитных наводок, надо всё изолировать медными листами.
Весело?! Да! Получил медные листы, и всё сначала. Припаял их сверх железных.
Ура! Шумы, наводки исчезли почти полностью. Но сигнал не улавливался.
Оставалось повышать чувствительность установки. И тут кого-то из нас осенило. Произошло ОЗАРЕНИЕ – как повысить чувствительность установки.
У психологов, философов, невропатологов и др. написаны сотни трудов на тему, что же такое ОЗАРЕНИЕ, которое приводит к открытию, т. е. делает человека ВЕЛИКИМ УЧЕНЫМ. Самое удивительное, что определить это пытаются люди, которые сами никогда не ОЗАРЯЛИСЬ.
Поскольку в течение жизни меня ОЗАРЯЛО несколько раз, попытаюсь дать этому определение:
«ОЗАРЕНИЕ – это внезапное, логичное соединение в сознании нескольких фактов, явлений, свойств, которые ранее никем логически не соединялись».
Вот и тут мы соединили – свойства жидкого азота и пенопласта.
Все знают, что такое термос – стеклянный сосуд с двумя стенками, между которыми вакуум. В этом термосе достаточно долго, до часа, сохраняется кипящий жидкий азот. В этот жидкий азот в термосе и опускали ФЭУ.
Любой свет снаружи, даже от животного, прежде чем попасть на ФЭУ, встречается с наружной стеклянной или кварцевой стенкой термоса, на которой он частично отражается – рассеивается – и частично поглощается. Затем всё так же на второй внутренней стенке, затем рассеивается во внутреннем тонком слое кипящего жидкого азота и только после этого попадает
