w dzisiejszych czasach nauka nie potrzebuje już usprawiedliwienia jako przedmiotu godnego szczerego oddania człowieka. Zysk w dokładnej wiedzy o siłach i materiałach wszechświata jest uznawany ze wszystkich stron jako przynoszący ze sobą obietnicę niezliczonych korzyści dla ludzkości. Pełne znaczenie tego nowego światła, w jego wpływie na poprawę ludzkiego losu, dopiero zaczyna się urzeczywistniać.

zgodnie z rosnącym docenieniem wartości badań naukowych dla ludzkości, istnieje dzisiaj wśród naukowców wysiłek, aby powiązać każdą konkretną naukę z każdą inną i połączyć wszystkie razem w spójną całość, nie tracąc z oczu potrzeby dokładności w każdej części. Istnienie takich złożonych gałęzi studiów, jak Chemia Fizyczna, biochemia, botanika fizjologiczna i tak dalej, jest jednym z przejawów szerszego spojrzenia; i niektóre z największych współczesnych osiągnięć naukowych są dokonywane wzdłuż granic między różnymi naukami. Natura jest przecież jednostką, a nasze klasyfikacje jej ściśle powiązanych zjawisk na specjalne tematy są częściowo arbitralne.

ten wysiłek, aby powiązać różne nauki ze sobą, jest nie tylko pomocny dla nauki jako całości, jest również korzystny dla pojedynczego pracownika. Perspektywę umysłową człowieka należy poszerzyć o próbę prześledzenia związku jego szczególnego zadania z różnorodnymi działaniami i potrzebami ludzkości.

szczególna gałąź nauki zwana chemią ma wiele związków z życiem człowieka,a także z innymi naukami. Stanowi istotną część każdej filozofii przyrody; służy jako godny podziwu środek dyscypliny intelektualnej; prowadzi producenta i kupca w kierunku wydajności produkcji i czystości produktu; ale, być może najważniejsze ze wszystkich, posiada klucz, który sam może otworzyć bramę do naprawdę podstawowej wiedzy o ukrytych przyczynach zdrowia i chorób. Jest to jeden z najcenniejszych i najistotniejszych sposobów, w jaki każda gałąź nauki może służyć ludzkości w nadchodzących latach.

więcej historii

dziesięć wieków temu, w czasach alchemików, Chemia była nazywana „służebnicą medycyny”; dziś związek ten nie jest słabszy, ale znacznie silniejszy. Celem niniejszego artykułu jest zwrócenie uwagi bardzo krótko na niektóre sposoby, w jakie współczesna chemia może być w stanie pomóc teorii i praktyce medycyny.

to, że istnieje ścisły związek między chemią a medycyną, jest dla każdego jasne. Nasze ciała są w całości zbudowane z substancji chemicznych, a wszystkie różnorodne funkcje żywego organizmu zależą przynajmniej częściowo od reakcji chemicznych. Procesy chemiczne pozwalają nam trawić pokarm, utrzymywać ciepło, dostarczać energii mięśniowej. Jest wysoce prawdopodobne, że nawet wrażenia naszych zmysłów i myśli naszych mózgów, jak również sposób przekazywania ich przez nerwy, dotyczą mniej lub bardziej intymnie reakcji chemicznych. Krótko mówiąc, Ludzkie ciało jest cudownie skomplikowaną maszyną chemiczną; a jego zdrowie i choroba, jego życie i śmierć są zasadniczo związane z koordynacją różnych złożonych zmian chemicznych.

ta zawiłość żywego ciała wymaga jasnego wzroku i głębokiej wiedzy dla jego pełnego zrozumienia; a Chemia dawnych czasów była zbyt prosta i powierzchowna, aby być bardzo użytecznym przewodnikiem w zagadkowym labiryncie wielu zbiegających się i krzyżujących się ścieżek. Okoliczności całkowicie się zmieniły. Chemia szybko zbliża się do fizyki w zakresie dokładności i rozszerza się poza fizykę w zakresie. Wraz ze wzrostem rozumienia chemicznego, luka między prostszymi zjawiskami w laboratorium chemicznym a bardziej skomplikowanymi zmianami leżącymi u podstaw życia organicznego stawała się coraz mniejsza. Inteligentny lekarz to dostrzega i z zadowoleniem przyjmuje pomoc, jakiej może mu udzielić szybko rozwijająca się nauka chemiczna. Wybitny patolog powiedział niedawno, że w badaniu komórki i jej wzrostu, zarówno normalnego, jak i nienormalnego, badający Naukowiec Medyczny doszedł do miejsca, w którym musi wrócić do wiedzy chemicznej, ponieważ dostrzega, że działanie komórki zależy od Natury i ilości różnych substancji chemicznych, z których jest wykonana. Ponieważ komórka jest podstawą wszelkiego życia, a nasze ciała składają się po prostu z agregacji ogromnej różnorodności komórek, z których każda podlega prawom chemicznym, jest oczywiste, że chemia musi leżeć u podstaw wszystkich funkcji życiowych.

Chemia może być przydatna w medycynie na co najmniej trzy różne sposoby. Jednym z nich jest odkrywanie składników rzeczy. Ten rodzaj chemii nazywa się chemią analityczną. Inny sposób, w jaki chemia może pomóc medycynie, zależy od zdolności współczesnego chemika, nie tylko do dowiedzenia się, z czego są zrobione rzeczy, ale także do odkrycia, w jaki sposób części są połączone. Ta gałąź chemii nazywa się chemią strukturalną, ponieważ ma do czynienia nie tylko z materiałami, ale także ze sposobem, w jaki te materiały są ułożone. Jeszcze inna metoda przydatności pochodzi z jeszcze nowszego rozwoju chemii, potocznie nazywanej chemią fizyczną, która zajmuje się zjawiskami leżącymi na granicy między fizyką a chemią—zwłaszcza tą częścią granicy dotyczącej stosunku energii do materiału. Fizyczny chemik musi wiedzieć, nie tylko z czego zbudowane są rzeczy i jak te pierwiastki są połączone, ale także jaka energia jest związana z ich połączeniem i jaka energia jest uwalniana, gdy są rozkładane.

każdy z tych trzech rodzajów chemii może w znacznym stopniu pomóc nauce i sztuce medycyny—i żaden filozof nie jest potrzebny, aby głosić, o ile skuteczniejsza może być ich pomoc niż stara metoda obserwowania jedynie zewnętrznego wyglądu płynu i tkanki.

przyjrzyjmy się teraz krótko szczegółowo różnym aspektom tych trzech sposobów pomocy, przyjmując je w kolejności, w jakiej zostały właśnie wspomniane. Najpierw jest dziedzina chemika analitycznego. Jak już powiedziano, Ludzkie ciało jest maszyną chemiczną. Składa się wyłącznie z substancji chemicznych i jest uruchamiany wyłącznie energią chemiczną. Chemik analityczny jest w stanie powiedzieć nam skład każdej z wielu substancji, które tworzą tę skomplikowaną maszynę. Jest on w stanie nie tylko odkryć różne elementy, które są obecne, ale także oszacować ze znaczną precyzją ich dokładne ilości. Może analizować żywność, a także różne części i wydzieliny ciała i może określić związek między składem spożywanego pokarmu a otrzymaną substancją cielesną. To wszystko ma oczywiście wielką wartość, ponieważ pokazuje nam od razu w sposób ogólny, jakie elementy powinny wejść do żywności; co więcej, w przypadku choroby daje nam doskonałe wskazówki dotyczące sposobu, w jaki różne funkcje organizmu odbiegają od normy, a tym samym zapewnia ważną pomoc w diagnostyce i sugestię odpowiedniego leczenia. Ale jest to stara i oczywista historia, dlatego Nie będę się dalej rozwodził nad analityczną stroną zastosowania chemii w medycynie, która jest ważna.

przejdźmy teraz do drugiego aspektu tematu, a mianowicie do Związku chemii strukturalnej z medycyną. Tak niedawny jest rozwój tematu, że sama idea chemii strukturalnej nie jest jeszcze częścią wyposażenia przeciętnego wykształconego człowieka.

Chemia strukturalna miała swoje źródło w odkryciu, że dwie substancje mogą składać się z dokładnie tej samej ilości procentowej dokładnie tych samych pierwiastków, a jednocześnie być całkowicie różne od siebie. Ten fakt, że dwie rzeczy mogą być dokładnie takie same co ich składniki, ale bardzo różne w ich właściwościach, sugeruje, że musi istnieć różnica w układzie jakiegoś lub innego. Możemy uzyskać najczystszą koncepcję tej idei za pomocą hipotezy atomowej. Jeśli najmniejsze cząstki danej substancji złożonej są zbudowane z jeszcze mniejszych atomów różnych danych pierwiastków, jasne jest, że możemy wyobrazić sobie różne układy tych atomów i rozsądnym jest przypuszczenie, że poszczególne układy mogą mieć znaczący wpływ na naturę powstających związków. Wszędzie w życiu układ jest znaczący. W przypadku liczb kombinacja 191 bardzo różni się od 911, chociaż każda zawiera te same znaki Indywidualne. Dlaczego układ nie może być istotny w przypadku atomów?

w tym krótkim przeglądzie nie jest możliwe dokładne wyjaśnienie, w jaki sposób chemicy uzyskują pojęcie układu atomów, które budują cząstki (lub cząsteczki) każdej substancji. Polegamy na dwóch metodach pracy: pierwszym jest podział związku i ustalenie na jakie grupy się rozkłada; drugi, próba zbudowania z tych lub podobnych grup pierwotnego związku. Tak jak wśród fragmentów zawalonego budynku znajdziesz kawałki na tyle, aby pokazać, czy było to mieszkanie, stajnia, czy warsztat maszynowy, tak wśród fragmentów zepsutej substancji znajdziesz kawałki jej struktury wciąż pozostające razem, na tyle, aby wskazać coś z pierwotnego zgrupowania. Każda inna struktura chemiczna pozostawi inny rodzaj débris chemicznego. Jeśli z podobnych fragmentów oryginalna substancja może być skonstruowana za pomocą odpowiednich środków, dowody są silne, że pewna wiedza na temat struktury została zdobyta.

jeśli chodzi o przydatność chemii strukturalnej w medycynie, nie możemy nie dostrzec od razu jej ogromnego znaczenia. Jeśli Wiązanie ze sobą atomów infinitezymalnych na różne sposoby zmienia właściwości powstających substancji w różny sposób, jest oczywiste, że szczególny sposób wiązania ze sobą każdego ze skomplikowanych związków tworzących nasze ciała ma dla nas kluczowe znaczenie. Co więcej, w przypadku naszego pożywienia, sam układ atomów może sprawić, że cała różnica między pokarmem a trucizną.

łatwo zrozumieć, dlaczego te różne struktury powinny mieć różny wpływ na organizm. Życie, w przypadku zwierząt, jest ciągłym procesem rozbijania bardziej skomplikowanych struktur na prostsze; i jest jasne, że to rozbijanie będzie się działo na różne sposoby z różnymi grupami, a tym samym przyniesie różne rezultaty.

znajomość układu atomowego różnych substancji składających się na organizm nie tylko jest zobowiązana dostarczyć nieocenionego przewodnika w badaniu fizjologii, patologii i higieny, ale już doprowadziła do logicznego odkrycia zupełnie nowych leków, budowanych sztucznie w laboratorium, aby dopasować się do szczególnych potrzeb poszczególnych dolegliwości i racjonalnego wykorzystania żywności. W nadchodzących latach zyski te będą się mnożyć.

tak więc w przyszłości lekarz może wykonywać swoją pracę nie przy użyciu surowicy lub wirusa o wątpliwym składzie i wartości, ale raczej czystymi substancjami zbudowanymi w laboratorium chemicznym-substancjami z ich grupami atomów tak ułożonymi przez subtelną naukę,aby osiągnąć odbudowę zużytych narządów lub zniszczenie złośliwych zarazków bez jakiejkolwiek szkody. Możemy więc marzyć o uzyskaniu na przykład sztucznej odporności na ospę, o tyle wyższej niż szczepienia, o ile jest ona lepsza od starej szczepienia.

dobroczynne substancje tego rodzaju nie są często odkrywane przez przypadek; liczba możliwych rozwiązań jest zbyt duża. Aby wiedzieć wszystko, co trzeba wiedzieć o materii, należy znaleźć strukturę każdej skomplikowanej substancji istniejącej w ciele i rozmieszczenie atomów w każdej cząsteczce naszego złożonego organizmu. Dopóki nie zostanie to zrobione, nie możemy być w stanie przewidzieć, z jakąkolwiek rozsądną pewnością, co stanie się z tymi substancjami w trakcie ich codziennych funkcji lub w jaki sposób mogą one być pod wpływem choroby. Jest to problem tak żywotnie ważny, że trudno byłoby wyolbrzymić jego znaczenie dla potomności.

jak już powiedziałem, współczesna wiedza wymaga teraz Od chemika, aby wiedział nie tylko o elementach składających się na wszystkie rzeczy i o tym, jak te elementy są ze sobą połączone, ale także o tym, jak Wielka energia jest zaangażowana w każdą zmianę, której mogą być poddane.

teraz nie ma wątpliwości, że energia jest bezpośrednią przyczyną każdego działania w znanym wszechświecie. Bez jakiejkolwiek energii, cały wszechświat byłby spokojny, ciemny, przeraźliwie zimny, śpiący. Świat nasycony energiami fizycznymi, ale bez energii chemicznej, może się obracać i mieć światło i ciepło; ale nie może posiadać życia organicznego, ponieważ życie opiera się na działaniu energii chemicznej. Tak więc badanie energii chemicznej jest kolejnym bardzo ważnym problemem ludzkim.

Chemia Fizyczna ma do czynienia z relacją każdego z różnych rodzajów energii do zmian chemicznych. Zajmuje się działaniem, siłami napędowymi, które umożliwiają życie, a w każdym z wielu jego aspektów wnosi nową inteligencję do działania żywego mechanizmu.

Chemia Fizyczna zajmuje się między innymi relacjami chemicznymi zmian z ciał stałych do cieczy i z cieczy do gazu oraz omawia naturę roztworów i mieszanin wszelkiego rodzaju. Ponieważ żywe ciało składa się z ciał stałych i cieczy i zależy od gazów atmosfery w celu promowania zmian chemicznych, które je ożywiają, a ponieważ roztwory i mieszaniny są obecne w każdej komórce, prawa i teorie Chemii Fizycznej przeplatają się z każdym faktem fizjologii.

ponownie Chemia Fizyczna zajmuje się związkiem ciepła ze zmianami chemicznymi. Produkcja energii w postaci ciepła w każdej reakcji chemicznej jest godna badania, ale zwłaszcza człowiek powinien zbadać etapy, w których rozwija się całe zwierzęce ciepło-i jest to wyłącznie spowodowane reakcją chemiczną. Co więcej, Chemia Fizyczna bada wpływ zmiany temperatury na szybkość i skłonność do działania chemicznego — co ma znaczenie w badaniu gorączki i innych nienormalnych warunków, a także w śledzeniu cudownego ukrytego mechanizmu, dzięki któremu ciało jest utrzymywane w niemal stałej temperaturze.

ta dynamiczna Chemia przyszłości nie kończy się jednak na tym. W jego prowincji leżą również niedawno znalezione relacje chemii i elektryczności, niosące być może niektóre z tajemnic działania nerwowego i dostarczające wiele inteligencji dotyczących natury rozwiązań w ogóle. Być może ważniejsze niż to wszystko jest gałąź przedmiotu zwanego fotochemią, chemią światła, która obiecuje dać wielką pomoc w interpretacji zmian zachodzących w liściach roślin pod wpływem światła słonecznego. Tylko dzięki pośrednictwu światła, natura jest w stanie zbudować zawiłe związki potrzebne do zapewnienia wszystkim zwierzętom pożywienia; i dopóki nie zrozumiemy wzrostu warzyw, nie możemy mieć nadziei na zrozumienie wzrostu zwierząt.

chwila myśli pokaże, że ta chemia substancji w działaniu—czyli Chemia energii—niesie ze sobą obietnicę pomocy dla przyszłych pokoleń, która być może przewyższa jakąkolwiek inną naukę. Badanie substancji obojętnej, z której odeszło życie, bez względu na to, jak dokładne może być to badanie, nie może dać nam prawdziwej wiedzy o jego prawdziwym biurze, bardziej niż możemy przewidzieć po pojawieniu się wypchanego ptaka w muzeum jego kompletny nawyk życia. Aby zrozumieć proces życia, trzeba zobaczyć substancje w działaniu i zbadać ich zachowanie pod wpływem różnorodnych sił, które je otaczają; i to jest cel Chemii Fizycznej.

pokrótce przedstawiłem kilka sposobów, w jakie nauka niesie wielką obietnicę pomocy cierpiącej ludzkości w przyszłości. Dla niektórych punkt widzenia mógł wydawać się materialistyczny; musimy jednak pamiętać, że nauka nie próbuje zgłębić jego ostatecznej tajemnicy, ale zajmuje się tylko faktami natury. Największe tajemnice życia wydają się prawie tak daleko rozwikłane, jak nigdy dotąd. Tylko jakie istnieją relacje, na przykład, między zmianą chemiczną a myślą, jakie trwałe zmiany struktury chemicznej powodują pamięć, nie wiemy. Życie, którego nigdy nie byliśmy w stanie wytworzyć z martwego materiału. Osobowość i dziedziczność przeciwstawiają się chemikowi, podobnie jak fizjologowi i psychologowi. Ale nie bądźmy niecierpliwi. Chociaż jest niemożliwym przewidzieć, jak daleko będziemy zdolni przez nasze ograniczone umysły do wnikania w tajemnice Wszechświata niezmiernie rozległego i cudownego, to jednak możemy pocieszyć się myślą, że każdy osiągnięty krok przynosi nowe błogosławieństwo ludzkości i nowe natchnienie do większych wysiłków.