Биология и медицина
В описываемую эпоху формируются новые отрасли биологической науки, вклад в которые отечественных ученых исключительно велик. Классические работы В.О. Ковалевского, посвященные эмбриологии беспозвоночных, работы И.И. Мечникова по сравнительной физиологии и по эмбриологии беспозвоночных, изыскания в области эволюционной палеонтологии А.О. Ковалевского и А.Н. Северцова должны быть названы в числе первых.
Ставшее характерным для физиологии того времени исследование сложных физиологических явлений методами физики и химии дали возможность осуществиться фундаментальному открытию К.А. Тимирязева (1843-1920).
Климент Аркадьевич Тимирязев вошел в мировую науку как один из крупнейших физиологов растений, сформулированный им механизм фотосинтеза позволил дать принципиально новое направление научного поиска физиологии растений. К.А. Тимирязев был также замечательным популяризатором науки. Его «Жизнь растения», написанная живым, общедоступным языком, интересно и увлекательно, а также биографические книги о Ч. Дарвине входили в число любимых книг молодежи.
Классические работы по биологии были выполнены С.Н. Виноградским, открывшим в 1887 г. х е м о с и н т е з – явление хемоавтотрофных микроорганизмов. Крупными достижениями в области физиологии растений была отмечена деятельность А.С. Фаминцына и С.Г. Навашина, открывших в конце XIX в. соответственно возможности протекания естественных физиологических процессов в растениях при искусственном цвете и двойное оплодотворение у покрытосеменных растений.
Крупным открытием стало исследование Н.И. Лунина (1853-1932), предположившего в 1880 г. существование помимо белков, жиров и углеводов, солей и видов особых веществ, названных впоследствии в и т а м и н а м и.
Мировую славу приобрела деятельность Ильи Ильича Мечникова (1845-1916) – одного из основоположников эволюционной эмбриологии, микробиологии, иммунологии, создателя крупной научной школы. В 1882 г. И.И. Мечников открыл явление, названное ф а г о ц и т о з о м, т.е. активным захватом и поглощением живых клеток и неактивных частиц органическими организмами или особыми клетками – фагоцитами как формой защитной реакции организма при воспалении. В дальнейшем это явление было положено в основу созданной им теории иммунитета – целостного учения о целебных защитных силах организма. И.И. Мечников много занимался проблемами старения, написав очень живую и увлекательную по изложению книгу «Этюды о природе человека». Он полагал, что старость – та же болезнь, которую можно предупредить, добившись того, чтобы человек смог жить настолько долго, насколько запрограммирован его организм, т.е. до 300 лет, как минимум, а основная причина преждевременной старости – гнилостное брожение бактерий, выделяющих яды, которые в свою очередь, ослабляют клетки различных тканей, вызывая их старение. Как средство от преждевременного старения организма И.И. Мечников создал систему рационального питания из продуктов, содержащих прежде всего кисломолочные бактерии. Идеи И.И. Мечникова об использовании антагонизма у микробов для лечебных целей получили развитие в современном учении об антибиотиках. В 1908 г. И.И. Мечникову (вместе с немецким ученым П. Эрлихом), второму из русских ученых, была присуждена Нобелевская премия за открытие фагоцитоза.
Сергей Петрович Боткин (1832-1889) стал фактически основоположником физиологического направления в клинической медицине. В 1861 г. С.П. Боткин впервые создал в России экспериментальную клиническую лабораторию, где занимался работами по изучению физиологического и фармацевтического воздействия лекарственных средств. Создал новое направление в медицине, названное нервизмом. С.П. Боткин первым высказал мысль о специфическом строении белка в различных органах, установил инфекционный характер вирусного гепатита, названного впоследствии «болезнью Боткина», разработал диагностику и клинику блуждающей почки. С.П. Боткин вел огромную организационную работу по совершенствованию медицинского образования и обслуживания – участвовал в организации женских врачебных курсов, открывал бесплатные амбулатории и больницы, ввел институт санитарных врачей, издавал «Еженедельную клиническую газету». Во многом именно С.П. Боткиным был сформирован характерный для России тип врача – неутомимого подвижника науки, практика, активного общественного деятеля во славу клинической отечественной медицины.
Героическим примером такого рода была и личность врача-эпидемиолога И.А. Деминского (1864-1912), который, погибая от заражения чумой, оставил подробные записи проведенного и им эксперимента, доказав идентичность протекания процессов болезни у суслика и человека.
Николаю Васильевичу Склифосовскому (1836-1904) принадлежит, прежде всего, первостепенная заслуга внедрения в хирургическую практику принципов антисептики (обеззараживание с помощью химических веществ), а затем и асептики (обеззараживание с помощью физических веществ) у нас в России. Благодаря постоянному практическому изучению основ хирургии Н.В. Склифосовский блестяще владел оперативной техникой. Уже в доантисептическое время он проводил с успехом такие крупные операции, как удаление яичника, когда эти операции не производились еще во многих крупных клиниках Европы. Сложные операции по пластической хирургии также нашли в Н.В. Склифосовском не только мастера хирургической техники, но и автора новых методов операций. Одна из таких операций при ложных суставах под названием «замка Склифосовского» или «русского замка», с успехом произведённая им, описывается как в русских, так и в заграничных учебниках. Н.В. Склифосовский оперировал во всех областях хирургии; он был одинаково блестящим хирургом, как в мирной, так и в военно-полевой хирургии.
Занимаясь всю жизнь научной хирургией, Н.В. Склифосовский сделал очень много для организации науки в России. Член-учредитель Общества русских врачей, член Московского хирургического общества, в котором принимал активное участие; он был членом-учредителем и председателем 1-го и 6-го съездов хирургов. Н.В. Склифосовский был организатором, почётным председателем и активным участником Пироговских съездов хирургов. Особенно ярко организационная деятельность Н.В. Склифосовского выразилась в блестящем проведении в Москве 12-го Международного съезда хирургов в 1897 г., а также организации медицинского образования как в Московском университете, где он был 8 лет деканом медицинского факультета, так и в Петербурге – в должности директора института усовершенствования врачей. За 7 лет заведывания этим институтом Н.В. Склифосовский построил новые здания, электрифицировал их, добился значительного увеличения ассигнований на институт, перестроил операционные, увеличил штаты, оклады и т. д. За это время институт вырос в учреждение, каким могла бы гордиться и Западная Европа. Неудивительно, что в день 25-летия профессорской деятельности среди сотен телеграмм, полученных Н.В. Склифосовским, в одной из них – от медицинского факультета в Лозанне – было написано: «Вы стоите во главе учреждения, которому другие народы Европы завидуют».
***
Разрешая крупные теоретические проблемы, русские ученые одновременно работали над вопросами, так сказать, прикладного характера – использование природных богатств, борьба с засухой, сельскохозяйственными вредителями и т.д.
Лидером здесь явился Д.И. Менделеев – инициатор подземной газификации угля, первых планомерных работ по внедрению удобрений. В этот период рождается усилиями Д.Н. Прянишникова (1865-1948) отечественная агрохимия – наука, значение которой для нашей страны было и остается огромным, учитывая то, что мы живем преимущественно в зоне «рискованного земледелия». В этой связи очень важными были исследования Н.А. Максимова (1880-1952) по засухоустойчивости и морозоустойчивости растений.
После начала Первой мировой войны в 1914 г. с особой остротой встал вопрос об изучении естественных природных ресурсов страны. В 1915 г. при Академии наук по предложению В.И. Вернадского была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС). Комиссия специально занималась Курской магнитной аномалией, Кольским полуостровом, изучением Урала, Средней Азии, Кавказа. После Октябрьской революции комиссия была реорганизована в различные научные учреждения, начавшие действовать в системе Академии наук.
Вместе с тем, именно организационные вопросы оставались все эти годы наиболее слабым звеном в отечественном естествознании. Так, не получила развития в условиях бюрократической системы управления в Российской империи такая жизненно необходимая форма, как научно-исследовательские институты, научные общества зачастую создавались на частные средства, добровольные пожертвования (например, общество опытных наук имени Леденцова в Москве); недостаток материальных средств вынуждал многих ученых искать возможности применить свои силы и знания за границей. Конечно, и за рубежом Мечников, Виноградский, Лодыгин работали в интересах России и российской науки, однако сама система, преемственность научного знания, традиции оказывались нарушенными. В общегосударственном масштабе обеспечение экспериментальной деятельности российских естествоиспытателей отсутствовало. И даже в таких условиях И.П. Павлов, И.И. Мечников, Д.И. Менделеев достойным образом заявляли о себе на мировой арене. Идеи В.И.Вернадского о ноосфере, А.А. Ухтомского о доминанте высшей нервной деятельности человека, неутомимая работа К.Э. Циолковского (1857-1925), который, без какой-либо поддержки государства, без помощи научного сообщества в примитивной лаборатории смог обосновать идею межпланетных сообщений и создать модель космического корабля – все это и многое другое намного опередили свое время, намечая перспективы научного прогресса не только в XX-ом, но и XXI в.
Российское естествознание развивалось в теснейшей связи с мировой наукой, русские ученые были постоянными участниками международных научных симпозиумов, выставок, лауреатами международных премий и наград (см. Приложения).