Значительную долю в местной промышленности занимало производство спирта, вина и уксуса, поэтому многие заказы были связаны с процессом брожения, который интересовал Пастера и прежде. Когда ему впоследствии намекали на то, что к великим открытиям привела работа в Лилле, он отвечал: «Случай имеет значение лишь тогда, когда попадает на подготовленную почву».
В середине XIX века господствовала теория, созданная шведским химиком Йенсом Берцелиусом и немецким химиком Юстусом фон Либихом. Это были великие ученые, которые очень много сделали для развития химии. В частности, Берцелиус ввел современные символы химических элементов, открыл такие элементы, как церий, селен и торий, разработал химическую классификацию минералов, ввел в науку ряд важных понятий, начиная с катализа и заканчивая органической химией. Либих же заслуживает памятника уже только за то, что разработал современный метод обучения химии, ориентированный на лабораторную практику. До Либиха студенты преимущественно обучались на лекциях, им почти ничего не показывали и не давали самостоятельно проводить опыты, а только рассказывали, рассказывали и рассказывали. Либих изобрел аппарат для определения содержания углерода, водорода и кислорода в органических веществах, что послужило мощным толчком к развитию органической химии. Либих был основоположником агрохимии, именно с его работ началось применение химических удобрений в сельском хозяйстве. Либих создал и доработал ряд теорий… После того как умер Берцелиус (это произошло в тысяча восемьсот сорок восьмом году), Либих стал ведущим специалистом по органической химии в Европе, а можно считать, что и во всем мире. В сравнении с ним мало кому известный профессор из Лилля выглядел как десятилетний ребенок перед Диллианом Уайтом
[143].
И что делает этот «ребенок»? Он осмеливается утверждать, что Берцелиус и Либих ошиблись, когда сочли брожение (расщепление органических веществ на более простые) обычным химическим процессом. Это не просто химический процесс, а результат жизнедеятельности мельчайших организмов.
Согласно Берцелиусу и Либиху, процесс брожения запускался кислородом, присутствовавшим в воздухе. «До соприкосновения с кислородом составные части вещества остаются в покое, не оказывая никакого влияния друг на друга, кислород же нарушает это состояние покоя и равновесие сил притяжения, которые связывают элементы в частице вещества. Вследствие этого нарушения происходит распад», — писал Либих в своем фундаментальном труде «Химические письма».
Некоторые органические вещества были настолько стойкими, что не поддавались действию кислорода, но на них, по мнению Либиха, можно было воздействовать продуктами распада менее стойких веществ. Так, например, для того чтобы сок свеклы начал бродить, в него нужно добавить немного перебродившего сока — чистая химия и ничего больше. Можно заменить перебродивший сок кусочком мяса, результат будет таким же.
Но у Пастера было другое мнение. Для чисто химического процесса брожение было странным, слишком непредсказуемым и зависящим от совершенно нехимических факторов. Так, например, если «закваску», то есть те продукты распада, которые должны запустить брожение, предварительно нагреть, причем не до очень высоких температур, то они потеряют свою силу. Химические вещества так себя вести не должны. И почему вообще осадок, образующийся в результате брожения, может служить катализатором, запускающим этот процесс? Ведь осадок можно считать конечным продуктом брожения…
Исследовав под микросопом осадок, образовавшийся при скисании молока, то есть при молочнокислом брожении, в результате которого молочный сахар превращается в молочную кислоту, Пастер увидел скопища маленьких шариков. То были бактерии, вызывающие брожение. «Брожение — это процесс, вызванный жизнью и организацией дрожжевых телец, а не их разложением и гниением. Также это не явление соприкосновения, при котором превращение сахара совершается в присутствии телец-ферментов, ничего им не давая и ничего от них не получая», — написал Пастер в своем первом отчете о спиртовом брожении.
Публикация отчета вызвала немедленную ответную реакцию Либиха, не терпевшего критики в свой адрес, тем более от каких-то никому не известных практиков.
«Эти бактерии самозародились в результате брожения, — ответил Либих. — А новое брожение вызывают не они, а те продукты распада, которые переносятся вместе с ними. Господин Пастер путает причину со следствием».
В то время еще продолжали верить в самозарождение всякой мелочи, вплоть до мух. Это сейчас ученые ломают свои умные головы над тем, как получить самозародившуюся клетку из органического субстрата, а тогда просто верили, что такое возможно.
Дальнейшее напоминало судебный процесс над главарем мафии, в ходе которого прокурор выдвигает одно обвинение за другим, а адвокаты подсудимого всячески пытаются его опровергнуть.
Пастер установил, что при нагревании ферментного материала, а именно — вина, до 60° его ферментативные свойства исчезают.
«Ничего удивительного, — отвечал Либих. — Нагревание изменило свойства ферментного вещества, потому-то и нет брожения».
Пастер в ответ на это оставлял нагретое вино на некоторое время в соприкосновении с воздухом — и в нем начиналось брожение, потому что бактерии попадали в вино из воздуха.
«Это пример действия кислорода», — отвечал Либих.
Гипотезу, выдвинутую Берцелиусом, Либих превратил в стройную и гибкую теорию, которую он постоянно дорабатывал в свете новых научных открытий. Вдобавок Либих был блестящим оратором, а любой выдающийся оратор в глубине души немного демагог. Другой бы на месте Пастера уступил или пошел бы на компромисс, но Пастер был невероятно упрямым человеком. Он видел, что идет по правильному пути, и не собирался ни останавливаться, ни поворачивать назад.
Слабые удары валят большие дубы
[144]. На тринадцатом году полемики с Пастером Либих написал брошюру о брожении, которая на самом деле была посвящена разоблачению «возни» Пастера. Да — возни. «Исследование Пастера дробится на возню с отдельными деталями, — писал в брошюре Либих. — Главное, общее для всех этих процессов, упускается из вида…» Под «главным» он имел в виду свою теорию.
Пастер отвечал лаконично: «Процесс брожения есть явление, которое вызывается микроорганизмами и сопровождает их жизнь и деятельность».
Сокрушительным ударом по теории Берцелиуса и Либиха стало открытие Пастером брожений, которые происходят без участия кислорода, потому что вызываются микроорганизмами, не нуждающимися в нем.
