Годы, отделяющие конец эпохи Возрождения от начала промышленной революции, были периодом бурного развития Европы. По мере того как тонкая, но твердая оболочка феодализма постепенно начинала трещать под напором вышедшего из его глубин среднего класса, в самом обществе происходили глубокие сдвиги и перемены, которые высвобождали невиданные запасы творческой энергии.
С развитием промышленности и торговли неуклонно возрастал спрос на усовершенствованные орудия труда, новые виды транспорта и более надежные средства связи. Наука отзывалась на нужды эпохи, вырывая у природы ее секреты и обращая их на благо человека.
Так, например, астрономия оказывала существенную помощь кораблевождению. Физика, математика, химия и другие науки способствовали появлению новых образцов станков, пригодных для обработки металлов, эффективных источников энергии, более стойких красителей для текстильной промышленности, быстроходных кораблей и многому другому.
Лихорадка научных исследований и открытий охватила практически все слои общества. Обнаруженные учеными непостижимые чудеса становились темой оживленных дискуссий. И никто не удивлялся, если какой-нибудь ремесленник, мясник или булочник могли со знанием дела прокомментировать новейшие открытия, относящиеся к схеме кровообращения или к положению Солнца во Вселенной. Благодаря совершенствованию средств связи появилась невиданная ранее возможность для обмена мыслями, соображениями и критическими замечаниями.
Возникали различные ассоциации ученых, исследователей и научные общества, позволившие наладить непосредственные контакты. На собраниях члены обществ сообщали о проделанной работе, делились своими открытиями, выдвигали новые смелые гипотезы. Вскоре даже в небольших европейских городках появились общества, в которые был открыт доступ не только ученым или неспециалистам, но даже случайно забредшим шарлатанам.
В Лондоне существовала группа просвещенных молодых людей — любителей науки и противников конформизма. Нередко они собирались в кофейнях и тавернах, где дискутировали, обсуждали последние открытия, выдвигали собственные теории. В 1645 году они объединились в организацию, ставшую позднее известной под названием «Невидимый колледж». Не получив признания в Лондоне, члены этой организации перебрались в Оксфорд, где в то время свободные дискуссии могли проходить в относительно безопасных условиях. Со временем Колледж приобрел много сторонников, а в 1662 году, после окончания гражданской войны, английский король Карл II подписал хартию о преобразовании его в Лондонское королевское общество.
По словам Томаса Спрэта, первого историографа общества, цель его членов состояла «лишь в том, чтобы получать удовольствие от более свободной атмосферы и от бесед с коллегами в спокойной обстановке, вдали от страстей и безумий того мрачного века... чтобы правдиво описывать все творения природы или искусства, которые могли бы стать им известными...»
Что же касается науки, то, по свидетельству Спрэта, члены общества «предприняли попытку освободить ее от шарлатанства, нелепых поверий, ожесточенной борьбы различных сект и старались превратить ее в орудие, с помощью которого человечество смогло бы добиваться не триумфа одной какой-нибудь точки зрения, а подлинного господства над вещами».
Через два года после королевского указа общество начало выпускать «Философские труды» — один из первых и наиболее известных научных журналов, который, кстати говоря, издается и по сей день. Именно в этом журнале впервые появились работы Мальпиги и рисунки бактерий, выполненные Левенгуком.
Аналогичные научные общества возникли в Италии, Германии и других странах. Французская Академия, основанная в 1653 году кардиналом Ришелье, в 1699 году была преобразована во Французскую Академию наук и также приступила к публикации своих трудов.
С возникновением научных обществ и появлением их печатных изданий усилился взаимный обмен сведениями. Открытие, совершенное в одной какой-нибудь стране, вскоре становилось достоянием ученых других стран. Так, например, Мальпиги был более известен и ценим в Англии, Франции и Германии, нежели на родине. В Англии, Франции, Германии и Италии почти одновременно стало известно об открытиях Гарвея, их оживленно обсуждали научные круги всей Европы.
По иронии судьбы некоторые академии и общества, в свое время способствовавшие свободному развитию науки, впоследствии сами стали орудиями косности и проповедниками догм. Будучи своего рода «органами власти» в науке, они, как и подобало столь солидным учреждениям, погрузились в состояние застоя. В итоге восторжествовал консерватизм, под влиянием которого академии нередко сопротивлялись бурному притоку свежих мыслей. В наши дни в самом слове «академический» содержится намек на косный формализм и слепую приверженность традициям. Но в начальный период своего существования научные общества с поистине юношеским пылом и рвением направляли и возглавляли научную революцию, которая была призвана изменить — и до сих пор с успехом продолжает делать это — лицо мира.
Итак, схема кровообращения наконец была выяснена. Однако химический состав крови, способ и место ее образования, функции и механизм ее воздействия на организм оставались неизвестными. Что же касается сущности процессов, в ходе которых кровь снабжает ткани необходимым для жизнедеятельности кислородом, то это была двойная загадка, ибо сам кислород еще предстояло открыть.
Как ни странно, но исследования, позволившие выяснить роль крови в процессе дыхания, начались только с изобретения воздушного насоса, благодаря которому удалось создать вакуум. Наличие вакуума в лабораторных условиях позволило ученым провести эксперименты с целью определения воздействия воздуха и безвоздушной среды на живые существа.
Одним из первых ученых, внесших свой вклад в решение этой проблемы, был тот самый итальянский физиолог Спалланцани, который, как мы уже упоминали, обнаружил капилляры у теплокровных животных. Современники Спалланцани полагали, что воздух необходим для циркуляции крови. По их мнению, животное, лишенное воздуха, погибало из-за остановки кровообращения. Спалланцани удалось доказать ошибочность этого утверждения. На основании проведенных экспериментов он убедился, что в безвоздушной среде кровь продолжала циркулировать. Животное, помещенное в вакуум, утверждал Спалланцани, погибало из-за того, что нехватка воздуха каким-то образом поражала нервную систему.
В XVIII веке о воздухе было известно не больше, чем в свое время о крови. В основном представления о нем носили сугубо фантастический характер. Парацельс назвал воздух греческим словом «хаос», от которого впоследствии произошло слово «газ». В тайну воздуха в конце концов удалось проникнуть химии, пришедшей на смену алхимии. Основы химии, по-видимому, были заложены еще в древнем Китае, где из красного минерала киновари пытались извлечь магический заменитель крови. Химические исследования природы воздуха привели к поразительным результатам. Прежде всего удалось установить, что воздух — это не однородный газ, как полагали ранее, а смесь нескольких газов, каждый из которых обладает присущими только ему свойствами.
Уже в 1678 году химику по имени Борх удалось получить кислород, но ученый не смог понять ни природы этого газа, ни того, что он является составной частью воздуха. Углекислый газ был открыт только в 1755 году Джозефом Блэком, который обратил внимание на некоторые его свойства, но оказался бессильным дать им исчерпывающее определение.
Еще раньше на сцене появился один чрезвычайно любопытный человек. Это был Отто фон Герике, бургомистр Магдебурга. Страстный любитель эффектных зрелищ, Герике тратил огромные суммы на опыты по созданию вакуума. Собрав мощный воздушный насос, он сложил друг с другом два металлических полушария и откачал из них воздух. Затем в столь милой его сердцу праздничной обстановке Герике осуществил захватывающий эксперимент. В присутствии императора и всего двора он продемонстрировал поразительную силу пустоты — вакуума. По шестнадцать лошадей с каждой стороны потребовалось для того, чтобы разъединить полушария!
Во второй половине XVII века вакуум превратился в важное средство, позволяющее исследовать свойства воздуха. Два члена Лондонского королевского общества — ирландский химик Роберт Бойль и его помощник Роберт Гук — провели серию экспериментов, в ходе которых стало совершенно ясно, что безвоздушная среда исключает возможность жизни и горения. Едва лишь они откачивали воздух из герметически закрытого контейнера, как находившиеся там живые существа погибали, а превосходно заправленные лампы гасли. Очевидно, в воздухе содержалось какое-то вещество, в высшей степени необходимое как для самой жизни, так и для процесса горения.
Бойль и Гук почти вплотную подошли к открытию кислорода и к пониманию его важнейшей роли в жизненных процессах. Бойль даже отметил, что условия для горения создает не весь воздух, а лишь какой-то его составной элемент, и он же придает артериальной крови характерный для нее алый цвет. Он назвал этот таинственный элемент воздуха «маленькой квинтэссенцией жизни».
Низкий уровень техники и слабая теоретическая база не позволили Бойлю и Гуку по-настоящему выяснить роль кислорода. Однако они сделали все, что было в их силах. Для выделения кислорода из состава воздуха и выяснения роли крови в процессе дыхания требовались новые знания, новые эксперименты. И они не заставили себя долго ждать.
Это был век титанов. В течение какой-то сотни лет появились работы Ньютона, Галилея, Бойля, Мальпиги, Гука, Гарвея, Левенгука и других гениев. Происходило бурное накопление новых сведений и экспериментальных фактов, развивались новые теории; совершенствовался и специализировался научный инструментарий, а также технические приемы, одно за другим следовали открытия законов природы, которые объясняли непонятные прежде явления; разрабатывались новые методики.
В 1774 году английскому химику Джону Пристли удалось получить кислород путем нагревания красной окиси ртути. Проведя серию тщательно продуманных экспериментов, Пристли доказал, что этот газ является составной частью воздуха и расходуется при дыхании и горении. Более того, он сумел показать, что на солнечном свете растения выделяют кислород из поглощаемого ими углекислого газа. В ходе последовавших за этим открытий удалось понять круговорот углерода, с помощью которого в природе достигается равновесие: животные поглощают из воздуха кислород и выделяют углекислый газ, а растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Открытие это имело потрясающий эффект. Для многих людей, которые столкнулись с новыми данными науки, отказ от прочно укоренившихся воззрений прошлого оказался весьма болезненным, а то и вовсе невозможным. Поэтому не обошлось без компромиссов. Душа или бестелесная субстанция, которая, как считалось прежде, текла по артериям, приобрела новые, уже не столь определенные черты. Некоторые философы и физики XVIII века даже поспешили увязать учение о душе с только что открытыми химическими превращениями. Они заявили, что химические процессы, происходящие в организме человека, якобы контролируются душой и поэтому коренным образом отличаются от всех других химических процессов.
Исследования Пристли продолжил и развил гениальный французский ученый Антуан Лавуазье. Пользуясь более совершенными приборами, чем его английский коллега, Лавуазье показал, что человеческий организм действует примерно так же, как огонь, сжигая питательные вещества и выделяя за счет этого теплоту и энергию. Необходимый для этой деятельности кислород поступает из воздуха и кровью разносится по тканям.
Благодаря этим открытиям человек проник в другую, неведомую доселе область, тайны которой ограничивали круг его познаний. Было в основном признано, что роль крови в процессе дыхания, равно как и во всех химических процессах, происходящих в живых организмах, заслуживает серьезного изучения.
Многое еще предстояло — и предстоит в наши дни — выяснить. Но путь был открыт. Движение началось, и скорость его нарастала. Остальное должны были сделать время, упорство, ум и энергия. Река жизни ждала, когда человек завершит ее изучение.
