Несправедлива судьба к ученым. Кто-то бьется над открытиями в лаборатории годами, а кто-то случайно проливает утром кофе на пробегающего мимо кота – и озаряется гениальной догадкой. Впрочем, без определенной доли удачи в науке действительно сложно выделиться из серых рядов. История полна мифов о Ньютоне и яблоке, Архимеде и его любви к купанию, Менделееве и периодической системе, пришедшей к нему во сне. Что же дали миру случайности, ошибки и недоразумения, удачно выпавшие на долю светлых голов?
Здоровый случай
Миниатюрный прибор, спасший огромное количество людей от смерти – кардиостимулятор – был изобретен совершенно случайно. Нет, открытие эффективности стимуляции сердца электрическими разрядами произошло задолго до этого. Первое упоминание о том, как сосед «поднял из мертвых» трехлетнюю девочку, выпавшую из окна на мостовую, оголенными проводами, появилось еще в 1774 году. Но претворить бесчисленные успешные и неудачные опыты докторов Франкенштейнов в миниатюрный компактный прибор получилось только в 50-х годах ХХ века. До этого времени кардиостимуляторы были размером с телевизор и нередко оставляли ожоги. В 1956 году инженер и изобретатель Уилсон Грейтбатч работал над устройством, которое должно было записывать сердечный ритм. Однако в ходе исследований он допустил классическую ошибку – вставил в прибор не ту деталь. Ошибившись с резистором, Грейтбатч заметил, что в электрической цепи прибора возникли колебания, похожие на ритм человеческого сердца. Через два года ученый запатентовал вживляемый компактный кардиостимулятор. В мае 1958 года первый такой прибор был успешно имплантирован собаке.
Однако случайные открытия не только спасали жизнь, но и значительно улучшали ее качество. В 1992 году в одной из лабораторий компании Pfizer проводили фармакологические исследования препаратов на основе вещества силденафил. Новое лекарство должно было помочь людям, страдающим от гипертонии и стенокардии. Силденафил, по прогнозам ученых, увеличивал приток крови к сердечной мышце и понижал артериальное давление. Однако исследование на контрольной группе выявило, что желаемого результата силденафил не дает и в сердечных делах на первый взгляд бесполезен. Однако, к большому удивлению медиков, некоторые мужчины, участвовавшие в исследованиях, попросили оставить им таблетки. Оказалось, что вместо улучшения кровообращения в сердечной мышце препарат примерно через час после приема вызывал приток крови к мужским гениталиям. Разумеется, ни о каком прекращении разработок и речи идти уже не могло: в Pfizer поняли, что нашли настоящую золотую жилу. Клинические испытания возобновились в 1993 году, и спустя 5 лет на рынки Америки поступила «Виагра» – самое известное средство против нарушения эрекции. Лекарство ждал ошеломительный успех: в первый год доход от продажи составил более миллиарда долларов. В этом же году случайные спасители мужской потенции были награждены Нобелевской премией.
Дату 19 апреля называют Днем велосипеда, однако повод для особого выделения этой даты в календаре не связан с каким-либо транспортным изобретением. Дело в том, что именно в этот день Альберт Хоффман, швейцарский химик, впервые попробовал изобретенный им LSD. Впервые ученый синтезировал вещество еще в 1938 году в ходе изучения свойств лизергиновой кислоты, которую он считал полезной в сфере акушерства. Но эффект от будущего самого известного психоделика прочувствовал на себе только 5 лет спустя. Впервые воздействие наркотика Хоффман ощутил за три дня до своего эксперимента, вероятно, случайно впитав небольшую дозу через подушечки пальцев. Дома он прилег и погрузился в состояние, подобное опьянению, отличавшееся крайне возбужденным воображением: «В сноподобном состоянии, с закрытыми глазами (я находил дневной свет неприятно ярким), я воспринимал непрерывный поток фантастических картин, удивительных образов с интенсивной, калейдоскопической игрой цветов. После приблизительно двух часов это состояние постепенно исчезло».
19 апреля он принял 250 мкг ЛСД и, почувствовав его действие, поехал домой на велосипеде, так как автомобиля не было из-за ограничений военного времени. Дорога домой превратилась в настоящее полотно Сальвадора Дали. Когда Хоффман все же добрался до дома, он попросил вызвать врача и принести ему молока от отравления. Несколько часов химик провел в бреду, уверяя, что его соседка ведьма, а мебель ему угрожает.
«Возникла и другая мысль, идея, полная горькой иронии: если я должен был преждевременно покинуть этот мир, то это произойдет из-за диэтиламида лизергиновой кислоты, которому я же сам и дал рождение в этом мире».
Хоффман ликовал: он нашел вещество, которое сможет найти широкое применение в фармакологии, неврологии и особенно в психиатрии. Но он даже и не подозревал, что ЛСД-25 кто-то будет использовать вне медицины. Дьявольские картины и ужас, который он испытал во время своего эксперимента, не давали повода подумать о том, что кому-нибудь придет в голову принимать его как некий наркотик для получения удовольствия. В начале 1950-х его применяли для лечения депрессии, алкогольной, героиновой и кокаиновой зависимости, а также пытались использовать в психиатрии для лечения некоторых форм шизофрении и неврозов. Однако, несмотря на благие намерения создателя, нечаянный психоделик вышел далеко за пределы аптек и отчасти сформировал культуру 60-х и 70-х в США. В настоящее время продолжается исследование ЛСД и обсуждается вопрос его легализации для применения в медицине.
Иногда для того, чтобы сорвать большой куш, нужно прислушаться к своим клиентам. Жаль, этого вовремя не понял американский офтальмолог Алан Скотт. В 1980-х он нашел действительно неплохое применение ботулотоксину – белку, вырабатываемому бактериями Clostridium botulinum. После долгих исследований он выяснил, что ботокс – хороший метод лечения косоглазия. Инъекции, парализующие некоторые мышцы, давали отличный результат, а вместе с тем разглаживали морщины вокруг глаз. Некоторые пациенты шутили: «Доктор, я снова к вам за уколами от морщин». Знали бы они, что через десяток лет такая фраза действительно войдет в обиход. В 1991 году Скотт продал право на дистрибуцию своего изобретения компании Allergan за 4,5 млн. долларов. В то время такая цена за средство для лечения офтальмологических и неврологических проблем казалась ему весьма удачной. В 2012-м он признается журналу Times of India, что, к своему стыду, он не разглядел косметологический потенциал средства, иначе был бы уже миллиардером.
Внезапно вкусно!
Кому не случалось иногда просыпать сахар, соль или какао в готовящийся ужин и совершить великое открытие нового блюда? На кухне все мы немного ученые-экспериментаторы. Однако некоторые оплошности в рецептах стали по-настоящему культовыми. Кока-кола, печенье с шоколадом, картофельные чипсы и булочки с изюмом – все это результаты неудач, оплошностей или хитростей поваров.
Сегодня компания Ferrero известна всем сладкоежкам: под ее именем выпускаются самые культовые десерты мира – серия «Киндер», «Рафаэлло», конфеты «Ферреро Рошер» и, конечно же, шоколадная паста «Нутелла», появлением которой мир обязан курьезной случайности. В середине ХХ века итальянец Пьетро Ферреро владел небольшим кондитерским магазинчиком и проводил все свое свободное время, экспериментируя с разными ингредиентами в мастерской. После Второй мировой войны завоз какао в страну был сильно ограничен, поэтому приходилось выкручиваться с тем, чем богата местная земля. Так Пьетро придумал батончик Gianduja на основе лесных орехов и какао-масла. Продукт получился недорогим, а поэтому быстро обрел популярность, и даже мэрия города сделала большой заказ на сладкие батончики к одному из праздников. Пьетро с помощниками подготовили сотню десертов, а наутро обнаружили, что жара расплавила всю работу. Неунывающий кондитер не мог смириться с таким ударом судьбы и приказал быстро нарезать хлеб и выложить на подносы сдобные булочки. Через пару часов он показывал, как нужно намазывать растаявший «Джандуйо», и оказалось, что от нового лакомства детей не оттащить за уши. Так итальянская жара подарила Пьетро Ферреро и всему миру будущую шоколадно-ореховую пасту «Нутелла», перед этим чуть было не загубив все дело кондитера. Кстати, конфеты Рафаэлло – кремовая начинка в вафельной оболочке – тоже появились благодаря боязни Ферреро итальянского лета: наконец-то он создал десерт, которому жара не страшна!
Похожая легенда связана и с появлением символа советской эпохи – киевского торта. Существует версия, что в 1956 году на фабрике им. Карла Маркса (современная Киевская кондитерская фабрика Roshen) подготовили партию яичного белка для бисквита, но забыли убрать ее в холодильник. Чтобы не подставлять коллег с предыдущей смены, кондитеры приготовили торт из того, что получилось. И результат оказался восхитительным! Вскоре коржи из затвердевшей пены с кремом назвали Киевским тортом. Правда, сегодня на фабрике утверждают, что эта история – всего лишь красивая легенда.
В XVII веке король Людовик XIV запретил возить французские вина в Англию за то, что британский парламент лишил трона его друга, Якова II. А потом и сами англичане отказались импортировать вина из Франции. Но пить что-то надо было. А поэтому Британия заключила договор о поставке алкоголя из Португалии. Однако расстояние от Пиренейского полуострова до берегов Темзы – не чета проливу Ла-Манш, а поэтому изысканные вина по дороге в тепле, без надлежащего ухода успевали испортиться и теряли вкус и аромат. Но португальские виноделы заметили, что крепкие вина куда лучше переносят долгие путешествия и придумали перед отправкой доливать в бочки бренди, чтобы товар не скисал по пути под лучами солнца. Некоторым производителям не хотелось ждать долго, и они заливали виноградный спирт еще во время брожения. Вино получалось сладким и крепким и пришлось весьма по вкусу англичанам, а после и всему миру. Похожая история произошла и с другим вином – мадерой. Бочки с напитком подхватывали на острове Мадейра – португальской колонии – просто по пути. В трюме не хватало места, и бочонки оставляли на палубе. Под жаром солнца вино сильно изменяло вкус, и в него стали добавлять спирт, повышая крепость до 19 – 20%. А чтобы уменьшить кислотность, после долгого путешествия бочки отправляли в погреба, и после нескольких лет хранения мадера приобретала характерный вкус.
Иногда для успешного изобретения достаточно просто не помыть руки. Так из-за пренебрежения гигиеной и техникой безопасности был открыт один из самых популярных заменителей сахара – сахарин. Константин Фальберг, изобретатель искусственного подсластителя, на самом деле работал над изучением… битума. Он и его исследовательская группа проверяли, как производные вещества сочетаются с фосфором, аммиаком, хлором и другими элементами. Вернувшись домой и сев за стол ужинать, ученый заметил, что хлеб и остальные блюда имеют какой-то сладковатый вкус. И только тогда он вспомнил, что забыл помыть руки, выйдя из лаборатории, – на них остался некий химикат, подсластивший еду. Фальберг вернулся на работу, внимательно проверил все пузырьки и нашел тот, который вызвал интересную реакцию. В 1879 году он запатентовал сахарин и начал его широкое производство. Удивительно, но родственные подсластители – цикламат и аспартам – тоже были открыты случайно, в качестве побочного продукта медицинских исследований.
Простые случайные вещи
Сегодня стикеры – милый обязательный атрибут жизни офисного работника. А 50 лет назад люди не могли понять, что это такое и что с этим делать? Примерно такая реакция была на изобретение нового акрилового клея для компании ЗМ (МММ – Minnesota Mining and Manufacturing Company), которая в основном занималась выпуском клейкой ленты – скотча. Однако результат работы доктора Спенса Силвера был неожиданным – новый клей сворачивался в маленькие шарики размером с бумажные волокна, был липким, водостойким и хорошо держался на поверхности. Вот только склеивал он из рук вон плохо. Но Силвер понимал: он изобрел революционно новый продукт, а поэтому не упускал случая показать кому-нибудь свою липкую доску объявлений, которую он покрывал клеевым спреем. Однако лучшее применение для нового продукта придумал коллега ученого Арт Фрай. Он пел в церковном хоре и часто раздражался от того, что закладки в псалтыри при перелистывании страниц постоянно выпадали, и нужные места приходилось искать заново. Фрай предложил нанести революционный клей Силвера на кусочки бумаги, которые можно будет приклеить к книге, – и попал в точку! Стикеры безболезненно отклеивались от страниц, не повреждали бумагу и не оставляли следов. Первое время инженеры компании нехотя изучали разработку Силвера, пеняя на технологические трудности. Однако в 1980-м стикеры поступили в продажу, а уже в 1981-м стали первым продуктом компании 3М.
Другая крайне липкая вещь тоже появилась в результате ошибки, которая могла принести ее изобретателю большие неприятности. В разгар Второй мировой войны молодой исследователь Гарри Кувер изучал полимеры, подходящие для создания оптических прицелов. Среди прочих в его списке оказались цианоакрилаты, но как только они смешивались с водой (даже самым малым ее количеством), то мгновенно становились очень липкими и клейкими. Так что их Кувер сразу отмел – для поставленной задачи они не подходили. Вспомнил об этом классе веществ исследователь только через 9 лет, во время работы над термостойким покрытием для реактивного самолета. Он и его коллега Фред Джойнер изучали различные составы с помощью дорогого прибора – рефрактометра. И вот после работы над одним из цианоакрилатов Джойнер и Кувер обнаружили, что линзы аппарата за 3 тыс. долларов слиплись намертво. Однако вместо того чтобы признать свою вину перед компанией и заплатить огромную на то время сумму за порчу оборудования, Кувер убедил руководство, что на основе этого невероятно липкого вещества можно создать сверхмощный клей, который принесет им огромную прибыль. 7 лет исследователи потратили на то, чтобы найти правильный состав – и вот на рынке появился первый суперклей Eastman 910.
Поначалу изобретение не пользовалось популярностью, однако все изменил выпуск известного американского телешоу «У меня есть секрет». Кувер в прямом эфире приклеил суперклеем металлический стержень к опущенному на сцену тросу, выждал немного, а потом повис на этой конструкции, демонстрируя силу нового изобретения. Спрос на Eastman 910 моментально подскочил. Чуть позже на основе того же вещества был разработан аэрозоль, который помогал остановить кровотечение. Изобретатель Гарри Кувер чрезвычайно гордился тем, что его случайная находка помогла спасти многих солдат во время войны во Вьетнаме. Иронично, но вещество, особые свойства которого были изначально открыты в результате разработки оружия, сохранило много жизней. В 2010 году президент США Барак Обама наградил ученого медалью за заслуги в области технологий и инноваций.
Еще одно вещество из военной промышленности перекочевало в наш обиход – тефлон. Особенности самого состава были обнаружены случайно в ходе разработок холодильного оборудования. Новый полимер, скользкий и инертный к любым химикатам, запатентовали и пустили на нужды армии. И только примерно 10 лет спустя французский инженер Марк Грегуар придумал обрабатывать этим полимером вечно спутывающиеся рыболовные снасти. Жена Грегуара предложила смазать им же и сковородку, на которой вечно подгорал улов. Так появилась первая тефлоновая посуда.
А целлофановые пакеты обосновались в быту благодаря фантазиям одного гения, который мечтал изобрести водонепроницаемую скатерть. Как-то раз, в 1900 году, швейцарский текстильный инженер Жак Бранденбергер сидел в своем любимом кафе и увидел, как официант меняет залитую красным вином скатерть на новую, чистую. Ученого сразу же охватила идея создания ткани, устойчивой к загрязнениям, которую не испортить бокалом вина и с которой можно будет просто вытереть воду. Бранденбергер долго бился над синтезом гибкой материи и водостойкой целлюлозы, но так ни к чему и не пришел. Получившаяся ткань была слишком жесткой, а слой целлюлозы попросту отставал от нее. Но, несмотря на неутешительный результат, ученый заинтересовался новым прозрачным и гибким материалом. В 1912-м его продукт уже использовали для создания противогазов, а в 1923-м – для упаковки продуктов в США.
Благодаря легкой неуклюжести ученых у нас есть сегодня и небьющееся стекло, которое широко используют в автомобильной и строительной промышленности. В 1903 году французский ученый Эдуард Бенедиктус во время своих экспериментов в лаборатории смахнул на пол колбу, однако та не разбилась, чем сильно удивила изобретателя. Оказалось, что в колбе до этого был раствор коллодия: вещество испарилось, но тонкий слой остался на стенках колбы. Новое стекло получило название триплекс. Бенедиктус хотел приспособить свое изобретение в активно развивающуюся сферу автомобилестроения, но производители посчитали изобретение слишком дорогим. Только после Второй мировой войны, когда триплекс использовали в производстве противогазов, компания «Вольво» решила внедрить находку для своих автомобилей.
Художник ищет вдохновение, вглядываясь в улицы города, музыкант – прислушиваясь к шуму воды. Вспышку озарения может вызвать и проезжающий мимо пыльный грузовик, и всплеск от хвоста рыбки. Озарение ученых – некая химия той же природы. Удачное стечение обстоятельств, случайность и тонкое умение заметить то, мимо чего пройдут все остальные, увидеть в своей ошибке великое открытие. Гению остается лишь разглядеть то, что видят все. Так, может, случайные изобретения совсем не случайны?
