Вот, собственно, и все. Как говорится, осталось только поставить точку. Так бы я, наверно, и сделал, если бы очерк писался каких-нибудь полгода назад. Но жизнь идет вперед, а наука в своем развитии иногда делает такие повороты, которые не в силах предугадать не только писатели-фантасты, но и даже специалисты.
Чаще всего это случается тогда, когда ученые в результате технических открытий получают в свои руки новые методы исследования. Так, Левенгук, применив микроскоп для изучения живой природы, открыл мир микробов, о существовании которого никто в те времена и не подозревал.
Однако на этот раз все произошло несколько по-иному.
Двое московских ученых — микробиолог-почвовед Денис Иванович Никитин и специалист по электронной микроскопии вирусолог Стефан Борисович Стефанов в отличие от Левенгука пользовались в своей работе инструментом, теперь уже довольно распространенным и сравнительно хорошо освоенным биологами, — обычным электронным микроскопом, и тем не менее… Но сначала все-таки несколько слов о самом электронном микроскопе.
Как известно, самые малые предметы, различаемые человеческим глазом, имеют размер около 0,2 миллиметра. Для наблюдения более мелких частиц обычно прибегают к оптическим системам, позволяющим получить увеличенные изображения. Наиболее совершенные из них — световые микроскопы — дают возможность наблюдать структуры, которые в 2 тысячи раз меньше предметов, различимых невооруженным глазом. Спрашивается: можно ли при световой микроскопии добиться больших увеличений? Оказывается, можно. Но бесполезно. Бесполезно потому, что при этом не становятся видимыми какие-либо новые, более мелкие детали рассматриваемых объектов, а изменяется лишь масштаб изображения. Другими словами, разрешающая способность остается такой же, что и у системы с увеличением в 2 тысячи раз. Никакие технические усовершенствования тут не помогут, так как разрешающая способность микроскопов ограничивается самой природой света, длиной световой волны. При идеальных условиях самые лучшие оптические микроскопы позволяют наблюдать частицы размером около одной трети световой волны.
Для видимого света с длинами волн от 0,4 до 0,7 микрона это соответствует объектам размером не менее 0,2 микрона; для более коротких невидимых ультрафиолетовых лучей — объектам в 0,1 микрона.
Отсюда ясно, почему дальнейшее проникновение в мир малых объектов недоступно самым совершенным световым микроскопам. Ясно и другое, что в приборах, которые могут позволить рассмотреть более мелкие объекты, недоступные для обычного микроскопа, следует использовать лучи не световые, а какой-то иной природы, имеющие меньшую длину волны.
Таким прибором и является электронный микроскоп. В нем изображение исследуемых объектов получается с помощью электронных лучей. Длина волны пучка электронов в условиях безвоздушного пространства — вакуума — оказывается в 100 тысяч фаз более короткой, чем длина волн видимого света. В остальном же принципиальная схема электронного микроскопа не отличается от схемы микроскопа светового. Но здесь вместо оптических линз установлены особые, так называемые магнитные и электромагнитные линзы. Кроме того, электроны в этом микроскопе движутся в пустоте (вакууме), а изображение исследуемых объектов получается на специальном экране, почти таком же, как экран телевизора. Современные электронные микроскопы дают полезное увеличение более 100 тысяч раз, и с их помощью можно увидеть даже отдельные крупные молекулы.
Первый электронный микроскоп был сконструирован в 1932 году. Сделали это немецкие ученые Кнолл и Руски. Прошло всего семь лет, и в печати появились работы, в которых рассказывалось об исследованиях, проведенных при помощи электронного микроскопа. Освоение чудесного и загадочного мира ультрамалых объектов началось. Человеческий гений проник еще в одну область неизвестного. Однако впереди ученых ждали не только новые замечательные открытия и разгадки тайн природы, но и новые трудности, разочарования и поражения.
Особенно тяжело пришлось биологам. Прошло довольно много времени, прежде чем электронный микроскоп вошел в их лаборатории. Можно сказать, что только теперь биологи начинают со всей полнотой использовать этот прибор. В сотнях лабораторий, с необыкновенным упорством преодолевая бесконечные методические трудности и неудачи, под стук вакуумных насосов ученые создают новую главу биологии, главу, которая уже имеет свое название — электронная микроскопия биологических объектов.