«В экспериментальных работах, — писал он в то время, — надо сомневаться до тех пор, пока факты не заставляют отказаться от всяких сомнений».
Почти неприметно для себя он уже перешел с пути химика на путь физиолога. По-настоящему он понял это, когда 30 января 1860 года Академия наук присудила ему премию по экспериментальной физиологии. Премия была присуждена за работы по брожению винной кислоты и ее изомеров, по спиртовому и молочнокислому брожению. Докладчик — Клод Бернар — подчеркнул громадный физиологический интерес полученных результатов и в заключение сказал: «Именно благодаря этой физиологической тенденции в работах Пастера комиссия и пришла к единодушному решению присудить ему в 1859 году премию по экспериментальной физиологии».
Это было признанием его заслуг как биолога. Это было поощрение биологического направления в его работах. То, что он наметил для себя на будущее, то, что ему еще предстояло сделать…
Впрочем, чтобы понять, что ему предстояло сделать, нужно разобраться в теориях, господствовавших в те времена.
Явления брожения стары как мир. И бесконечно разноообразны. Квасится в квашне тесто для хлеба; бродит в чане свекольный сок, превращаясь в вино; киснет в кружке молоко; горкнет масло, плесневеет хлеб, тлеет навоз, прокисает вино, превращаясь в уксус, портится уксус, в свою очередь превращаясь в мутную воду. Болеют и умирают люди, животные, а через некоторое время в месте их захоронения остается один только прах. Ежегодно цветут цветы, и ежегодно они вянут, а на следующий год на том же месте расцветают новые цветы.
Брожение, гниение, разложение… Трудно провести между ними грань, как трудно провести грань между жизнью и смертью. Почему на разлагающихся останках животных и растений возобновляется цветение и жизнь? И куда деваются самые останки? Почему земля до сих пор не усеяна трупами, сколько их должно было скопиться за миллионы лет?! Множество живых организмов и продуктов их жизнедеятельности заполняют мир, потом все это исчезает, превращаясь в гниющий прах, а потом сноза возникает новая жизнь.
Бесконечны и разнообразны явления жизни и смерти, но что-то есть в них общее. Что же? Какие законы управляют всеми этими превращениями? В чем суть их?
За разрешение этих вопросов еще в глубокой древности прежде всего взялись философы. Они высказывали множество догадок, оспаривали их правильность, делали ни на чем не основанные умозрительные выводы и ничем не подтвержденные заключения. Состояние наук не позволяло в те далекие времена сколько-нибудь вразумительно ответить на эти вопросы.
Потом попытки разобраться в тайнах брожения и гниения перешли от философов к алхимикам. Нельзя ли превращать железо в золото при помощи процесса, подобного превращению теста в хлеб? — спрашивали они. Нет ли такого порошка, который превратит неблагородный металл в благородный, как превращается при помощи дрожжей сусло в пиво?
Алхимики бесславно закончили свой век, и на сцену вышли химики.
Ученик Парацельса, голландец Ван-Гельмонт уже не рассуждает, выискивая в голове забавные мысли. Он ставит опыты и говорит: есть общее в явлениях гниения, брожения вина, дыхания и пищеварения — во всех этих процессах обязательно присутствует углекислый газ. Этому присутствию углекислоты обязан процесс брожения своим названием — при выделении углекислого газа бродящее вещество находится в состоянии, напоминающем кипение, оно бурлит, «бродит» по сосуду. Его частицы как бы движутся, вовлекая в это движение все больше и больше вещества.
На этом основании возникла теория, что всякое тело, находящееся в состоянии гниения, легко передает это состояние другому, еще не гниющему телу; таким образом, подобное тело, представляющее внутреннее движение, может весьма легко увлечь за собой другое тело, находящееся еще в состоянии покоя, но по своей природе способное к движению.
Этот чисто динамический подход к процессу явился прообразом будущей химической теории Либиха.
А химия в те времена становилась все более мощной наукой. Ее развитие шло достаточно быстро по сравнению с другими науками. К восьмисотым годам химикам был уже не только известен метод, как делать газы видимыми и отличать один газ от другого, — ими были определены свойства углекислого газа и открыто, что углекислый газ и спирт — единственные продукты превращения сахара в спиртовом брожении.
К этому времени появился во Франции великий химик Лавуазье. Он открыл новые законы, многое внес в учение о строении вещества, изучил неизученные до него явления. Но своей славой он обязан введению в химию весов. Только после этого химия стала по праву называться точной наукой. С помощью весов занялся Лавуазье и выяснением вопроса о брожении.
Лавуазье взвешивал воду, сахар и дрожжи, помещал эту взвесь в сосуд с водой. Когда процесс брожения заканчивался, он снова взвешивал содержимое сосуда и, высчитав разницу до и после брожения, устанавливал количество выделенного углекислого газа. Затем он перегонял в другой сосуд алкоголь и также взвешивал его. Получалось, что выделенная углекислота и полученный алкоголь весят ровно столько, сколько весил первоначально сахар. Таким же образом, при помощи весов, Лавуазье установил, что углерод, находившийся в сахаре, полностью переместился в алкоголь и выделился в виде углекислого газа. То же он проделал по отношению к кислороду и водороду. И в результате сделал вывод:
«Действие винного брожения заключается в том, чтобы разделить на две части сахар, который есть окисел, окислить одну половину за счет другой, чтоб образовалась угольная кислота, раскислить другую половину за счет первой и получить сгораемое вещество, которое будет алкоголь. Так что, если возможно было воссоединить алкоголь и угольную кислоту, то вновь образовался бы сахар».
Это было исчерпывающее решение вопроса, с доказательствами и точными опытами. Впрочем, не совсем точными: Лавуазье принял во внимание все — и сахар, и алкоголь, и угольную кислоту, и кислород, и водород — то есть воду; но куда у него девались дрожжи? Ведь он добавлял их по весу к первоначальной смеси и совершенно сбросил со счетов при подведении итогов.
Дрожжи как-то непонятно исчезли из выводов и последующих ученых. Собственно, не самые дрожжи — они то присутствовали при всяких опытах брожения, но их почему-то никто не упоминал при заключительных выводах.
Обходили молчанием дрожжи и Гей-Люссак и Дюма, которые установили обязательное участие кислорода в процессе брожения.
Никто не оспаривал, что дрожжи участвуют в брожении. Всем было известно, что они в виде пены или мутного осадка встречаются на поверхности жидкости или на дне сосуда. Сахарные растворы в их присутствии начинали бродить, а дрожжей при этом становилось как будто даже больше. Было также известно, что если взять со дна чана, в котором перебродило сусло, немного дрожжевого осадка и по капле добавить его в другие чаны с совершенно свежим прокипяченным суслом — через несколько часов оно начнет бродить. С другой стороны, знали, что если и не положить в сахарный раствор дрожжи или осадок бродящей жидкости, то они появятся сами по себе. В 1803 году Тенар обнаружил, что в каждом таком случае, когда сахарный раствор начинает бродить, сам собой появляется осадок, по виду и свойствам похожий на дрожжи. Как тут было не сделать вывод, что дрожжи — продукт брожения?
