Фриц Цернике - да проникнеш в клетката

Телескопът е за големия свят на звездите, микроскопът – за малкия свят на клетките. Те са измислени в Холандия през 16 - 17 век, усъвършенстват се, обаче има проблем.

Заради пречупването на светлината, ако изследваш едноклетъчно в оптичен микроскоп, трябва да го оцветиш, за да видиш нещо. Но багрилото убива гадинките и можеш да изследваш само мъртва тъкан. А то не е като да видиш как вирусът протяга хищни пипала, за да те докопа. Това задържа развитието на биологията и медицината на ниво, което не отговаря на техните възможности и обществените нужди.

И тук, както за откриването на микроскопа, Нуждата си ражда друг холандец - Фредерик, по-известен като Фриц Цернике.

Около 1930 г. в Гьотинген Цернике теоретично обосновава фазово-контрастния метод, при който фазовото изместване на електромагнитната вълна се трансформира в контраст на интензитета, както и да се превежда това на нормален език. Методът се прилага за повишаване качеството на дифракционните решетки, за оценяване на неравни оптически повърхности, както и за смущаващия микроскопски проблем с убиването на живата клетка.

Без сложната част от обясненията - Цернике намира начин да преобразува фазовите промени и така прозрачни обекти стават видими. За целта измисля нещо просто – пластинка с процеп, наречена „фазова“. Тя се слага в микроскопа на пътя на светлината към лещите на обектива и сякаш отключва погледа на биолозите към цял един нов, жив свят.

Фриц Цернике е роден през 1888 г. в Амстердам, в интелектуално семейство. От малък има интерес към физика, химия и математика. В средното училище е страхотен по науките и хич го няма по история, литература, езици – налага се да държи допълнителен държавен изпит по латински и гръцки, за да бъде приет в университета. През ученическите години се задълбава във фотографията, изобретява фотокамера, прави миниатюрна астрономическа обсерватория, снима комета и решава трудни математически задачи.

Не всеки разбира така щастието, но за него то е пълно.

В университета учи химия, физика и математика, печели и два конкурса за есе на теми от Теорията на вероятностите и Теорията на светлината, което е основа за докторската му дисертация. През 1913 Цернике е асистент по астрономия, след 2 години вече преподава математическа физика, а през 1920 става и пълен професор.

През първия период от научната си кариера, до 1930, Цернике се интересува най-вече от произволните движения и групиране на частиците в молекулярни субстанции, изобретява и нов, много чувствителен галванометър. Покрай науката, не му остава време за друг живот, но все пак през 1930 се жени, а през 1945 съпругата му умира и се жени втори път. Но, освен към жените, през 1930 Цернике се обръща към оптиката и така започва вторият етап от кариерата му, през който открива фазово контрастния метод, популяризира и да разширява приложенията му в микроскопията.

През 1933 той решава да работи с най-добрите и отива в заводите „Карл Цайс“. Там обаче инженерите отговарят надменно: „Ако имаше нещо наистина важно в тази идея, ние досега щяхме да сме стигнали до нея“.

Е, не са стигнали. И затова Цернике деликатно казва в речта си през 1953, когато получава Нобеловата награда за физика: „Когато погледна назад към тези събития, впечатлен съм от ограниченията на човешкия ум“.

Да, светът трудно приема новостите - и трябва да се намеси шеговитата Вселена, за да се стигне до практическа реализация на голямото откритие на Цернике. Втората световна война вече върви, Холандия е окупирана и нацистите правят преглед на нереализираните научни идеи, които биха могли да подпомогнат армията. Те откриват забутана в архивите идеята на Цернике, поглеждат укоризнено инженерите от „Карл Цайс“, а онези се пляскат извинително по челото и през 1941 най-патриотично започват да я реализират.

Истинското развитие на фазово-контрастния микроскоп обаче е вече след войната. Самият откривател продължава да работи за усъвършенстването му, а докато е гост професор в Балтимор, получава и цветни микроскопски изображения. Казват, че Нобеловата награда на Цернике можеше да е не само за физика, но и за физиология – заради огромния принос, който има откритието му в тази сфера. А един от членовете на шведската академия отбелязва друг интересен факт – от десетилетия Цернике е първият човек, който получава наградата за откритие в сферата на класическата, а не на атомната физика или квантовата механика.

Нищо обаче не го спасява от болестта на Паркинсон, загнездена в мозъка му. Последните 6 години от живота на Фриц Цернике минават в мъки и в мъки си тръгва от света през 1966. Вероятно Природата го наказва, задето проникна в живата клетка и разкри някои нейни най-съкровени тайни.

*Становищата, изказани в рубриката „Мнение“, могат да не отразяват позицията на Свободна Европа.