i dessa dagar behöver vetenskapen inte längre rättfärdigande som ett ämne som är värdigt människans allvarliga hängivenhet. Vinsten i exakt kunskap om universums krafter och material erkänns på alla sidor som att det medför löfte om oöverskådlig fördel för mänskligheten. Den fulla betydelsen av detta nya ljus, i dess betydelse för förbättringen av den mänskliga lotten, börjar bara förverkligas.

i linje med den ökande uppskattningen av värdet av vetenskaplig forskning för mänskligheten finns det idag bland vetenskapliga män ansträngningarna att relatera varje enskild vetenskap till varandra och att associera alla i en sammanhängande helhet utan att förlora behovet av noggrannhet i varje del. Förekomsten av sådana sammansatta grenar av studien som fysikalisk kemi, biokemi, fysiologisk botanik, och så vidare, är en indikation på den bredare utsikterna; och några av de största moderna vetenskapliga framstegen görs längs gränslinjerna mellan de olika vetenskaperna. Naturen är trots allt en enhet, och våra klassificeringar av hennes närbesläktade fenomen i speciella ämnen är delvis godtyckliga.

detta försök att relatera de olika vetenskaperna till varandra är inte bara till hjälp för vetenskapen som helhet, det är också fördelaktigt för den enskilda arbetaren. En människas mentala syn måste breddas genom ett försök att spåra förhållandet mellan hennes speciella uppgift och mångfalden över mänsklighetens aktiviteter och behov.

den särskilda vetenskapsgren som kallas kemi har många relationer till mänskligt liv, liksom till andra vetenskaper. Den utgör en väsentlig del av varje naturfilosofi; den tjänar som ett beundransvärt medel för intellektuell disciplin; den leder tillverkaren och köpmannen mot effektivitet i produktionen och produktens renhet; men, kanske viktigast av allt, den har nyckeln som ensam kan låsa upp porten till verkligen grundläggande kunskap om de dolda orsakerna till hälsa och sjukdom. Detta är ett av de mest värdefulla och vitala sätten på vilka någon vetenskapsgren kan tjäna mänskligheten under de kommande åren.

fler berättelser

för tio århundraden sedan, under alkemisternas tid, kallades Kemi ”medicinens tjänarinna;” i dag är detta förhållande inte svagare, utan snarare mycket starkare. Syftet med denna artikel är att mycket kort uppmärksamma några av de sätt på vilka modern kemi kanske kan hjälpa teorin och praktiken av medicin.

att det finns ett nära samband mellan Kemi och medicin är tydligt för var och en. Våra kroppar är helt uppbyggda av kemiska ämnen, och alla levande organismers mångfaldiga funktioner beror åtminstone delvis på kemiska reaktioner. Kemiska processer gör det möjligt för oss att smälta maten, hålla oss varma, förse oss med muskulär energi. Det är mycket troligt att även intryck av våra sinnen, och tankar våra hjärnor, liksom sättet att förmedla dessa genom nerverna, är alla berörda mer eller mindre intimt med kemiska reaktioner. Kort sagt, människokroppen är en underbart invecklad kemisk maskin; och dess hälsa och sjukdom, dess liv och död, är i huvudsak kopplade till samordningen av en mängd komplexa kemiska förändringar.

denna invecklade levande kropp kräver tydlig syn och djup kunskap för sin fulla förståelse; och de tidigare dagarnas kemi var alldeles för enkel och ytlig för att vara en mycket användbar guide i den förbryllande labyrinten av många konvergerande och korsande vägar. Nu har omständigheterna helt förändrats. Kemi närmar sig snabbt fysik i noggrannhet och expanderar bortom fysikens omfattning. När den kemiska förståelsen har ökat har klyftan mellan de enklare fenomenen i det kemiska laboratoriet och de mer komplicerade förändringarna som ligger bakom organiskt liv blivit mindre och mindre. Den intelligenta läkaren uppfattar detta och välkomnar den hjälp som den snabbt framväxande kemivetenskapen kan ge honom. En framstående patolog sa nyligen att i studien av cellen och dess tillväxt, normal såväl som onormal, har den undersökande medicinska forskaren kommit till den plats där han måste falla tillbaka på kemisk kunskap, eftersom han uppfattar att cellens verkan beror på arten och kvantiteten av de olika kemiska ämnen som den är gjord av. Eftersom cellen är grunden för allt liv, och eftersom våra kroppar helt enkelt består av aggregeringar av ett stort antal celler, som var och en styrs av kemiska lagar, är det uppenbart att kemi måste ligga till grund för alla vitala funktioner.

Kemi kan vara till nytta för medicin på minst tre helt olika sätt. En av dessa handlar om att upptäcka komponenterna i saker. Denna typ av kemi kallas analytisk kemi. Ett annat sätt på vilket kemi kan hjälpa medicin beror på den moderna kemistens förmåga, inte bara för att ta reda på vad sakerna är gjorda av, men också för att upptäcka hur delarna sätts ihop. Denna gren av kemi kallas strukturell kemi, eftersom den inte bara har att göra med materialen utan också med hur dessa material är ordnade. En annan metod för hjälpsamhet kommer från en ännu nyare utveckling av kemi, vanligen kallad fysikalisk kemi, som behandlar fenomen som ligger på gränslinjen mellan fysik och kemi—särskilt den del av gränslinjen som rör förhållandet mellan energi och material. Den fysiska kemisten måste veta, inte bara vad saker är gjorda av och hur dessa element sätts ihop, utan också vilken energi det handlar om att sätta ihop dem och vilken energi som frigörs när de sönderdelas.

var och en av dessa tre typer av kemi kan i hög grad hjälpa medicinens vetenskap och konst—och ingen filosof behövs för att förklara hur mycket effektivare deras hjälp kan vara än den gamla metoden att bara observera vätskans och vävnadens yttre utseende.

Låt oss nu kortfattat titta på de olika aspekterna av dessa tre hjälpsamhetssätt och ta dem i den ordning de just har nämnts. Först kommer fältet för den analytiska kemisten. Som sagt är människokroppen en kemisk maskin. Den består helt av kemikalier och drivs uteslutande av kemisk energi. Den analytiska kemisten kan berätta för oss sammansättningen av var och en av de många ämnen som komponerar denna invecklade maskin. Han kan inte bara upptäcka de olika elementen som finns, men också att med stor precision uppskatta deras exakta mängder. Han kan analysera mat, liksom kroppens olika delar och utsöndringar, och kan bestämma förhållandet mellan sammansättningen av maten som äts och den resulterande kroppsliga substansen. Allt detta är uppenbarligen av stort värde, för det visar oss på en gång på ett allmänt sätt vilka element som borde komma in i maten; och dessutom, i fall av sjukdom ger det oss utmärkta ledtrådar till hur kroppens olika funktioner avviker från det normala och ger därmed viktigt stöd vid diagnos och förslag på lämplig behandling. Men det här är en gammal och uppenbar historia, därför kommer jag inte att dröja längre på den analytiska sidan av tillämpningen av kemi på medicin, viktig som den är.

låt oss nu vända oss till den andra aspekten av ämnet: nämligen förhållandet mellan strukturell Kemi och medicin. Så nyligen är utvecklingen av ämnet att själva tanken på strukturell Kemi ännu inte är en del av den genomsnittliga liberalt utbildade människans utrustning.

strukturell Kemi hade sitt ursprung i upptäckten att två ämnen kan bestå av exakt samma procentuella mängd av exakt samma element, och ändå vara helt olika från varandra. Detta faktum, att två saker kan vara exakt lika för sina beståndsdelar, men mycket olika i deras egenskaper, innebär att det måste finnas skillnad i arrangemang av något slag eller annat. Vi kan få den tydligaste uppfattningen av denna ide med hjälp av atomhypotesen. Om de minsta partiklarna av en viss förening byggs upp av ännu mindre atomer av de olika elementen i fråga, är det uppenbart att vi kan tänka oss olika arrangemang av dessa atomer, och det är rimligt att anta att de särskilda arrangemangen kan göra betydande skillnad i de resulterande föreningarnas natur. Överallt i livet arrangemang är betydande. När det gäller siffror är kombinationen 191 väldigt annorlunda än 911, även om var och en innehåller samma individuella tecken. Varför kan inte arrangemang vara betydande när det gäller atomer?

det är inte möjligt i denna korta översyn att förklara exakt hur kemister får en uppfattning om arrangemanget av atomer som bygger upp partiklarna (eller molekylerna) av varje substans. Vi är beroende av två arbetsmetoder: en, uppdelningen av föreningen och hitta i vilka grupper den sönderdelas; den andra, försöket att bygga upp från dessa eller liknande grupper den ursprungliga föreningen. Precis som bland fragmenten av en kollapsad byggnad hittar du bitar som är tillräckligt för att visa om det var en bostad, en stall eller en maskinbutik, så bland fragmenten av ett nedbrutet ämne hittar du bitar av dess struktur som fortfarande är kvar tillsammans, tillräckligt för att indikera något av den ursprungliga grupperingen. Varje annan kemisk struktur kommer att lämna en annan typ av kemisk d-oxibris. Om det ursprungliga ämnet från liknande fragment kan konstrueras med lämpliga medel är beviset starkt att viss kunskap om strukturen har uppnåtts.

när det gäller nyttan av Strukturkemi för medicin, kan vi inte bara se dess stora betydelse. Om bindningen av oändliga atomer på olika sätt modifierar egenskaperna hos de resulterande ämnena på olika sätt, är det uppenbart att det speciella sättet att binda samman var och en av de komplicerade föreningarna som utgör våra kroppar är av avgörande betydelse för oss. Dessutom, när det gäller vår mat, kan arrangemanget enbart av atomerna göra hela skillnaden mellan näring och gift.

det är lätt att se varför dessa olika strukturer borde ha olika effekt i kroppen. Att leva, när det gäller djur, är en kontinuerlig process att bryta ner mer komplicerade strukturer till enklare; och det är uppenbart att denna nedbrytning kommer att ske på olika sätt med olika grupperingar och därmed ge olika resultat.

kunskapen om det atomära arrangemanget av de olika ämnen som utgör kroppen är inte bara bunden att ge en ovärderlig guide i studien av fysiologi, patologi och hygien, men har redan lett till den logiska upptäckten av helt nya läkemedel, uppbyggda artificiellt i laboratoriet för att passa de speciella behoven hos särskilda sjukdomar och till rationell användning av livsmedel. Under de kommande åren kommer dessa vinster att föröka sig.

således kan läkaren i framtiden göra sitt arbete, inte med ett serum eller virus av tvivelaktig sammansättning och värde, utan snarare med rena ämnen som byggts upp i det kemiska laboratoriet — ämnen med sina grupper av atomer så ordnade av subtil vetenskap att de åstadkommer rekonstruktion av utslitna organ eller förstörelse av maligna bakterier utan att arbeta skada av något slag. Vi kan således drömma om att uppnå en artificiell immunitet mot smittkoppor, till exempel, lika mycket överlägsen vaccination som detta är överlägsen den gamla ympningen.

välgörande ämnen av detta slag kommer inte ofta att upptäckas av en slump; antalet möjliga arrangemang är alldeles för stort. För att veta allt som finns att veta om saken måste strukturen för varje invecklad substans som finns i kroppen hittas och arrangemanget av atomerna i varje partikel i vår komplexa organism. Innan detta ska ske kan vi inte med rimlig säkerhet förutsäga vad som kommer att hända med dessa ämnen i deras dagliga funktioner, eller hur de sannolikt kommer att påverkas av sjukdom. Detta är ett problem som är så oerhört viktigt att det skulle vara svårt att överdriva dess betydelse för eftertiden.

som jag har sagt, modern kunskap kräver nu av kemisten att han borde veta, inte bara de element som komponerar alla saker och hur dessa element sätts ihop, utan också hur stor en energiproduktion är involverad i varje förändring som de kan utsättas för.

nu är det ingen tvekan om att energi är den omedelbara orsaken till varje handling i det kända universum. Utan någon form av energi skulle hela universum vara vilande, mörkt, piercingly kallt, sovande. En värld genomsyrad av fysiska energier, men utan kemisk energi, kan kretsa och ha ljus och värme; men det kan inte ha något organiskt liv, för livet är baserat på verkan av kemisk energi. Således är studien av kemisk energi ett annat mycket viktigt mänskligt problem.

fysikalisk kemi har att göra med förhållandet mellan var och en av de olika typerna av energi till kemisk förändring. Det handlar om de agerande, drivkrafter som gör livet möjligt, och i var och en av dess många aspekter ger det ny intelligens att bära på den levande mekanismens arbete.

fysikalisk kemi behandlar bland annat de kemiska relationerna mellan förändringarna från fast till flytande och från vätska till gas och diskuterar typen av lösningar och blandningar av alla slag. Eftersom den levande kroppen består av fasta ämnen och vätskor och beror på atmosfärens gaser för att främja de kemiska förändringar som animerar den, och eftersom lösningar och blandningar finns i varje cell, är lagarna och teorierna för fysisk kemi sammanflätade med varje fysiologiskt faktum.

återigen handlar fysikalisk kemi om förhållandet mellan värme och kemisk förändring. Produktionen av energi i form av värme i varje kemisk reaktion är värd att studera, men särskilt borde människan undersöka de steg genom vilka utvecklas all djurvärme—och detta beror uteslutande på kemisk reaktion. Dessutom studerar fysikalisk kemi effekten av att ändra temperaturen på hastigheten och tendensen för kemisk verkan, — en fråga av betydelse i studien av feber och andra onormala förhållanden, liksom i spårningen av den underbara dolda mekanismen genom vilken kroppen hålls vid nästan konstant temperatur.

denna dynamiska kemi i framtiden slutar dock inte här. Inom dess provins ligger också de nyligen hittade relationerna mellan Kemi och elektricitet, som kanske bär på några av mysterierna i nervös handling och ger mycket intelligens om lösningarnas natur i allmänhet. Viktigare, kanske, än allt detta är grenen av ämnet som kallas fotokemi, ljusets kemi, som lovar att ge stor hjälp vid tolkningen av de förändringar som uppstår i växternas löv under påverkan av solljus. Genom enbart ljusets förmedling kan naturen bygga upp de invecklade föreningar som behövs för att förse alla djur med mat; och tills vi förstår grönsakens tillväxt kan vi inte hoppas förstå djurets.

ett ögonblicks tanke kommer att visa att denna kemi av ämnen i handling—det vill säga energikemi-för med sig ett löfte om hjälpsamhet till kommande generationer, som kanske överstiger någon annan vetenskaps. För studiet av det inerta ämne från vilket livet har avvikit, oavsett hur exakt denna studie kan vara, kan inte ge oss en sann kunskap om dess verkliga kontor, lika mycket som vi kan förutsäga från utseendet på en uppstoppad fågel i ett museum dess fullständiga vana av livet. För att förstå levnadsprocessen måste man se ämnena i handling och studera deras beteende under påverkan av de många krafter som spelar runt dem; och detta är syftet med fysisk kemi.

jag har kort beskrivit några av de sätt på vilka vetenskapen har ett stort löfte om hjälp för att lida mänskligheten i framtiden. För vissa kan synvinkeln ha verkat materialistisk; vi måste dock komma ihåg att vetenskapen inte försöker förstå det ultimata mysteriet, utan endast behandlar naturens fakta. Livets största mysterier verkar nästan lika långt formlösning som någonsin. Precis vilka relationer som finns, till exempel mellan kemisk förändring och tanke, vilka permanenta förändringar av kemisk struktur som orsakar minne, vet vi inte. Livet har vi aldrig kunnat producera enbart av dött material. Personlighet och ärftlighet trotsar kemisten, som de gör fysiologen och psykologen. Men låt oss inte vara otåliga. Även om det är omöjligt att förutsäga hur långt vi med hjälp av våra begränsade sinnen ska kunna tränga in i mysterierna i ett universum som är oändligt stort och underbart, kan vi ändå trösta oss med tanken att varje steg som uppnås ger ny välsignelse till mänskligheten och ny inspiration till större strävan.