c Ł
T Y G O D N I K P O P U L A R N Y , P O Ś W I Ę C O N Y N AUK OM P R Z Y R O D N I C Z Y M .
PRENUMERATA „WSZECHŚW IATA44.
W W a rsz a w ie : rocznie rub. 8 , kwartalnie rub. 2.
Z p rz e sy łk ą p o c z to w ą : rocznie rub. 10, półrocznie rub. 5.
Prenumerować można w Redakcyi Wszechświata i we wszystkich księgarniach w kraju i zagranicą.
Redaktor Wszechświata przyjmuje ze sprawami redakcyjnemi codziennie od godziny 6 do 8 wieczorem w lokalu redakcyi.
A d r e s R e d a k c y i : M A R S Z A Ł K O W S K A N r . 118.
D R . S T E F A N R A B A U D .
RO ZW Ó J PO JĘ Ć TERATOLOGICZNYCH;
EM BRYOLOGIA A N O R M A L N A .*) Isto ty żywe przedstaw iają się naszej uw a
dze w postaciach najrozm aitszych. Rozm ai
tość tę zwykliśm y sprow adzać do nieznacz
nej ilości kategoryj ogólnych, opartych na podobieństw ach i różnicach stale dających się zauważyć.
Lecz czasami spotykam y, jak o w yjątki, po
staci niezwykłe, które nie dają się zam knąć w ram kach ustalonych kategoryj układni- czych. Takiem i są np. cyklopy, obdarzone okiem pojedyńczem ,osadzonem w środku tw a
rzy ponad nosem zm arniałym , lub otocefale o dwu uszach, złączonych pod brodą; symele o goleniach zrośniętych powierzchniam i ze- w nętrznem i lub ektrom ele o skróconych lub niezupełnych kończynach. Takiem i są isto
ty dziwne o ciele zd woj on em, podwójnej gło-
A rty k u ł n in ie jsz y d r. R a b a u d a , znanego te ra to lo g a fra n cu sk ieg o , za w iera zestaw ien ie ory g inalnych p o jęć a u to ra o biologicznem znaczeniu potw orności. W y g ło szo n y ja k o w stęp do k u rsu em bryologii anorm alnej w S orbonie, został n a stę p n ie um ieszczony w „ R evue S cie n tifiq u e‘‘.
P rz e k ła d podajem y za uprzejm em zezw oleniem Szan. A utora.
wie lub miednicy, i t. p. Zdziwieni stajem y przed istotam i takiem i: niepojętem zdaje się nam ich istnienie. Zwiemy je istotam i anor- malnemi lub potworam i.
Lecz sam a nazwa „potworność14 niem a żad
nego znaczenia określonego; nie poucza nas ona wcale o całości tych form dziwnych, które napozór nic nie m ają pomiędzy sobą wspólnego, prócz swej niezwykłości. T ym czasem te szczególne istoty m ają głębokie znaczenie biologiczne, które postaram y się wyjaśnić, śledząc rozwój pojęć o istocie po
tworności w ich historycznym przebiegu.
I.
Potw ory oddaw na zw racały na siebie uw a
gę powszechną. N ajdaw niejsi autorowie, za-
j
równo poeci ja k myśliciele, mówią o nich z podziwem, niepozbawionym domieszki trw ogi, a opartym n a gruncie przesądu. W i
dziano w nich bądź dzieło szatana, bądź ob
jaw gniew u bożego, bądź płód stosunku czło
wieka ze zwierzęciem. Nieraz najtęższe n a w et skądinąd um ysły w spraw ach, dotyczą
cych potworności, daw ały się unieść po ry
wom w yobraźni bezkrytycznej, snując na kanw ie przypadków teratologicznych—ba
śnie cudowne.
Panow anie ty ch m niem ań przesądnych trw ało przez wieki długie. Podczas gdy in ne dziedziny biologii: morfologia zew nętrz
27 (1162). W arszawa, dnia 3 lipc^/ 1904 r. Toill X X III.
i — 77 - - - -
418
W S Z E C H Ś W IA TJ\la 27 na, anatom ia i fizyologia, powoli w kraczały
n a drogę badania naukow ego, teratologia pozostaw ała poza niem i daleko: zdaw ało się przez czas dłu g i niemożliwem związanie form potw ornych z innem i postaciam i żywe- mi. A ż do końca X V III stulecia zanotow ać m ożna zaledwie kilka um ysłów przenikliw - szych (Arystoteles, A m broży P are, M ontai- gne), które ośmieliły się zaprotestow ać prze
ciw nadprzyrodzonem u pochodzeniu potw or
ności,—-głosy ich jed n ak przebrzm iały bez echa wśród powodzi baśni fantasty czny ch.
Pierw szą próbą w yprow adzenia nauk i o po
tw orach z dziedziny fan tazy i b y ły dzieła H al
lera. M e próbow ał on protestow ać przeciw przesądom współczesnych, lecz p o starał się o ułożenie spisu znanych podówczas obser- wacyj teratologicznych, oddzielając ziarna p raw dy od plew fantazyi. P ra c a ta była konieczną i w inna poprzedzać w szystkie in ne. Początkiem bowiem każdego badania naukow ego m usi być przedew szystkiem oce
n a w artości naukow ej faktów badanych:
w ten sposób przygotow any być m usi g ru n t dla wszelkich przyszłych poszukiw ań. Sam H aller nie w yprow adzał ze swej pracy żad
nego w niosku ogólniejszego 1), dotyczącego stosunku potw orów do ogółu isto t ożywio
nych. M usim y jed n a k zauważyć, że dla um ysłu owoczesnego, przyćm ionego w p ły wem panujących pojęć teologicznych, spro
w adzenie teratologii do zoologii nie było rzeczą łatw ą. Mogło to być jed y nie w y n i
kiem prac późniejszych, owocem wielkich w ysiłków myśli, o partych na wiedzy nie
zw ykle rozległej. Stało się to udziałem Ste
fan a G eoffroy Saint-H ilairea.
G dy S. G eoffroy S aint-H ilaire p rzy stąp ił do studyów n ad potworam i, m iał on ju ż za sobą la t wiele p rac y n ad an atom ią porów nawczą zwierząt. P race te utw ierdziły go w przeświadczeniu, że ciało zw ierząt n ajroz
m aitszych składa się zawsze z m ateryałów podobnych, ułożonych p o dłu g pew nych sta ły ch zasad, że poszczególna budow a różnych grup zoologicznych odpow iada jednem u „pla
now i złożenia". W ychodząc z ty ch zasad
Z d an ie to m usim y p rz y ją ć z p ew nem i za
strzeżeniam i; por. mój a r ty k u ł z r, z. w e W s z e c h - św iecie p. t. „S ta n o w isk o A . v. H a lle ra w histo-
r y i em bryologi£“ . J . T .
G eoffroy Saint-H ilaire m usiał w drodze ro zum ow ania logicznego przypuścić, że i orga- nizacya potw orów zależy również od t e go plan u ogólnego. „Sprowadzenie potw o
rów do ty p u powszechnego budowy jest ła
tw ą i konieczną dedukcyą, koniecznem tw ierdzeniem odw rotnem teoryi o jedności budow y organicznej. Gdyśm y się ju ż prze
konali, że całe klasy państw a zwierzęcego są ustalone podług jednego i tegoż samego typu, byłoby tru d n e m i w prost bezsensow- nem przypuszczenie istnienia wielu różnych typów w obrębie jednego i tegoż samego g a tu n k u 11 i).
B yło to jednak tylk o czysto teoretyczne w łączanie potw orności do szeregu form no r
m alnych; pozostawało jeszcze dowieść, w j a ki sposób potw ory zbliżają się do zw ykłych typów budow y. Zachodziła tu trudność wielka, praw ie nieprzezwyciężona, pomimo teory i „jedności p la n u “, a w ypływ ająca z pa
nującego podówczas m niem ania, że ustroje w pierw szych ju ż chw ilach swego istnienia są zupełnie podobne do postaci dojrzałych;
niepodobieństw em było wobec tego w y tłu m aczyć zależność zboczeń od owych „planów złożenia1*, prow adzących do pow stania po
tw orności. T u taj wielką pomoc znalazły teo- rye teratologiczne w rodzącej się embryolo- gii norm alnej. Dzięki pracom K. F. W olffa już w owe czasy zaczął przew ażać pogląd, że ja jk o przedstaw ia z początku masę obo
jętn ą , k tó ra następnie tylko staje się b a r
dziej złożoną, zwolna kształtującą się i roz
w ijającą: znaną już była, aczkolwiek w za
rysach ogólnych, histo rya pow staw ania za
sadniczych narządów .
Zestaw iając te zaczątkowe pojęcia embryo- logiczne ze sw oją teoryą „jedności p la n u “, S. G eoffroy Saint-H ilaire m usiał dojść do prześw iadczenia, że rozwój zarodkow y je s t pow olnem w ypełnianiem zgóry zakreślone
go planu. A poniew aż plan te n m iał być jed n y m dla w szystkich zwierząt, przeto n a
stępstw o okresów rozw oju osobnikowego w oczach jego było związane siłą konieczno
ści z p rzy ro d ą sam ą isto t żywych. Te okre
sy były dla niego jedynem i, k tó re m ogą is t
nieć wogóle; wszelkie inne przypuszczenie
Iz y d o r G eoffroy S ain t-H ila ire : „E ssa is d e Z oologie g e n e ra le " . 1 8 4 1 . S tr. 199.
j\ó 27
W SZ E C H ŚW IA T419 miało sprow adzać naukę do szeregu bezład
nego faktów, niedających się zrozum ieć 1).
W ten sposób istota potw orności również łatwo daw ała się określić. K ażdy osobnik, bądź norm alny, bądź uchylający się od ty p u swoistego—m usiał przejść całą seryę okre
sów rozwojowych; w niektórych p rzypad
kach pewne z tych okresów m ogą być pom i
nięte: te lub inne okolice tworzącego się cia
ła zarodka m ogą uledz w strzym aniu lub przynajm niej zwolnieniu w zrostu. W ykształ
cony pod wieloma względami potw ór pozo
staje częściowo zarodkiem , stosując się nie
zupełnie do ogólnego „planu budow y“.
W ten sposób pow stała „teorya w strzym a
n ia
rozw oju“ (arret de developpem ent) 2).
N ie
będziemy jej tu roztrząsać szczegółowo i ograniczym y się do rozpatrzenia jej stosun
ku do ogółu ruchu naukowego owej epoki
i
w pływ u na ogólny kierunek pojęć biolo
gicznych. Pod tym względem stanow iła ona p unkt zw rotny w historyi nauki. „Na m iej
sce pojęcia isto t dziwnych, niepraw idłow ych, teorya w strzym ania rozw oju postaw iła poję
cia bardziej prawdziwe, bardziej filozoficz
n e —częściowego przetrw ania stanów i na- rządków zarodkowych, które w ystępują u po
tw ora obok narządów zupełnie w ykształco
nych. Zjaw iska potworności dzięki tej teo
ryi zostały powiązane pom iędzy sobą; ich znaczenie, ich stosunki w zajem ne m ogą być wreszcie uchwycone i zrozum iane" 3).
B ył to pierwszy etap naukow y w rozwoju teratologii; teorya ta w ykazała w sposób jas
ny a dosadny, że pow stanie potworności za
leży od procesów em bryonalnych i w ystę
r ) I. G eoffroy S ain t-H ila ire: „ T ra ite d e T e ra - to lo g ie“ , 1 8 3 7 , t. I I I , s tr . 4 3 5 .
2) T erm in te n został poraź p ierw szy u ży ty w r. 16 6 2 przez H a rv e y a , k tó ry oznaczył nim proces tw o rzen ia się np. w arg i zajęczej. P óźniej H a lle r i K . F . W o lff stosow ali go do oznaczenia przyczyn eksom falii i n ie k tó ry c h in n y c h p o tw o r
ności. A u th e n rie th uogólnił p ojęcie w strzy m an ia rozw oju, lecz i on nie stw o rzy ł p o d ty m w zglę
dem żadnej w yraźnej te o ry i. T a dopiero została utw orzona przez S t. G eoffroy S a in t-H ila ire a (1 8 2 1 ) i, niezależnie o d niego, przez M eckla (1 8 1 2 ). N a
leży je d n a k przypuszczać, że m ianow icie Geof
fro y S ain t-H ila ire w p ły n ą ł stanow czo n a u g ru n to w anie tei te o ry i (M eckel: „ H a n d b . d. P ath o ł.
A n at. 1812).
3) I . G eoffroy S ain t-H ila ire: T ra ite d e T erato- logie. 1 8 3 2 . t“ I , s tr . 1 8 .
puje w pewnych określonych w arunkach, nie zaś drogą przypadku. Ju ż ta sama okolicz
ność zmusza nas do uznania Stefana Geof- froy Saint-H ilairea za twórcę teratologii no
woczesnej.
Teorya w strzym ania rozwoju, jako zasad
niczego procesu teratologicznego, została p rzyjęta praw ie powszechnie. Lecz wprędce wywiązał się spór zacięty o najbliższe przy
czyny tego zjawiska: walka pomiędzy pre- form istam i a epigenetykam i znalazła tu no
we pole. D otąd jeszcze pam iętny je s t spór, w którym Lem ery i W inslow, jako następca Meckla, wypowiadali się za hypotezą potw or
ności wrodzonej w znaczeniu preform izm u, podczas gdy epigenetycy z S. Geoffroy Saint-H ilairem na czele uznaw ali w pływ de
cydujący w arunków zew nętrznych. Tw órca teratologii chciał naw et dowieść swych tw ier
dzeń na drodze doświadczalnej: zdaje się wszelako, że nie udało mu się w ykonać tych zamysłów, zresztą S. Geoffroy Saint-H ilaire sprow adzał w pływ y zew nętrzne do b ru ta l
nych oddziaływ ań m echanicznych: ucisku owodni łub przyrostów łożyskowych.
II.
Stefan Geoffroy Saint-H ilaire założył pod
waliny naukowe teratologii i pozostawił sy
nowi swemu Izydorowi pracę dalszego roz
w ijania i stosow ania swej teoryi. T en zno-
| wu zbadał niezm iernie szczegółowo wszelkie znane za jego czasów typy potworności i sta
rał się wyjaśnić ich pow stanie na zasadzie oj
cowskiej teoryi w strzym ania rozwoju. W ten sposób utw orzył on pewną ilość grup po
tworności, grup o rozmaitej w artości układ ni czej, i ustalił system atykę teratologiczną, w ypływ ającą całkowicie z owej teoryi za
sadniczej. T a pierwsza próba uklasyfikow a- nia potworności stanow i w ynik usilnej w ie
loletniej pracy i w ybornie charakteryzuje ówczesny stan nauki. Nie m iała ona jed n ak wpływu ta k znacznego, jakiegoby się można było spodziewać. Próba ta, przedstaw iona w form ie zdecydowanego postulatu, została też, niestety, w tej właśnie postaci przyję
ta. Od owego czasu teratologia, zaliczona przez Geoffroy Saint-H ilairea-ojca do zakre
su nauk zoologicznych, nagle została sam a
„w strzym ana w rozw oju4', ta k jak g d y b y do
szła już do kresów możliwego w tej dziedzi-
420
W S Z E C H ŚW IA TJSii> 27 nie poznania. Nieznacznie, teo ry a w strzy
m ania rozw oju stała się dogm atem . I wpręd- ce przestano m yśleć o tem , żeby spraw dzać ją przez zestaw ianie z mnożącemi się wciąż nowemi odkryciam i teratologicznem i, lecz odw rotnie—te ostatnie naginano do ram teo
ryi-dogm atu.
T eorya ta, głęboko zakorzeniona w um y
słach następców dw u w ielkich teratologów francuskich, m iała za sobą wszelkie pozory prawdziwości. N astępnie została ona przez C. D arestea utw ierdzona n aw et zapom ocą bezpośrednich spostrzeżeń embryologicznych.
B ezw ątpienia, D areste nie w ierzył w w yłącz
ność „w strzym ania rozw oju1'j a k o powszech
nego objaw u teratogenetycznego, lecz, p rzy puszczając, że często zdarzające się zboczenia w tw orzeniu się owodni pow odują n a stę p nie w sposób m echaniczny zniekształcenia samego zarodka,—uznaw ał pośrednio udział owego niedorozw oju błon zarodkow ych za jed y n ą niem al przyczynę potw orności.
Jeżeli z p u n k tu wadzenia rozstrzygnięcia istoty procesów nienorm alnych poszukiw a
nia embryologiczne, zapoczątkow ane przez D arestea, nie w prow adziły żadnej w ażniej
szej popraw ki do teoryi panującej, niemniej przeto w ydały one z drugiej stro n y wyniki n a d e r doniosłe. Obaj G eoffroy Saint-H ilai- reow ie przypuszczali, że potw orność je s t wy
nikiem specyalnego przystosow ania się za
rodka, lecz nie poparli tego żadnym dowo
dem faktycznym . C. D aresteow i zaś p rzy padł w udziale zaszczyt w ykazania drogą doświadczalną, że utw o ry teratologiczne zja
wiają się u zarodków często ju ż w stadyach rozwojowych niezm iernie w czesnych—i to daleko wcześniejszych, niż m ożna to było przed nim przypuszczać. On to w ykazał, że zboczenia zarodkow e są zw iązane jaknajści- ślej ze zm ianam i środow iska, w którem roz
w ija się now y organizm .
Rzeczy te w ydają się nam dziś ju ż banal- nemi: nie były one jed n ak oczywistem i sa
me przez się. D la uzasadnienia ty ch pojęć w sposób niezbity trzeba było nieustannej czterdziestoletniej pracy, posiłkującej się licznem i a niezm iernie urozm aiconem i do
świadczeniam i. W szystko było do zrobienia na nowo: należało w prost stw orzyć terato - genię doświadczalną, ustalić jej m etody, ob- myślc ć kierunki. Bezw ątpienia tłum aczenie |
otrzym anych przez D arestea rezultatów nie
zupełnie dziś nas może zadowolić. Aby ocenić należycie jego pracę należy pam iętać o w arunkach epoki, o niedokładności stoso
w anych przez niego środków badania, zwró
cić uw agę, że badanie zarodków zapomocą lupy nie może dać wyników zupełnych i ści
słych. Przesadne przypisyw anie znaczenia decydującego zboczeniom owodni nie może przeciw w ażyć zasługi utw orzenia całej n o wej dziedziny b ad ań —teratogenii doświad
czalnej.
Pom im o to w szystko teorya „w strzym ania ro zw oju 14 panuje i dziś niepodzielnie w te r a tologii. Nieznaczne, nieśm iałe próby jej sk ry tykow ania opierają się na podstaw ach b a r
dzo kruchych. T ak np. prace J . Guerina, 0 w artości o wiele niższej niż daw ne prace Saint-H ilaireów , nie m ogły zachw iać powagi ty ch ostatnich.
D ok try n a w strzym ania rozw oju dotyczy w yłącznie staty k i i cynem atyki teratologii;
jej dynam ika nie m a dotąd żadnej teoryi przew odniej. B ezw ątpienia, zgodzono się już daw no, że potw orność polega na m odyfika- cyi rozw oju zarodkowego. D areste już w y
kazał istnienie bezpośredniej zależności p o m iędzy tem i m odyfikacyam i a w pływ am i zew nętrznem i, lecz o istocie tej zależności nie m ógł nic powiedzieć. Zw rócenie się do w pływ ów czysto m echanicznej n a tu ry nie- tylko nic nie tłum aczy, lecz w prost oddala trudność, gdyż pozostaje wówczas w yjaśnić 1 przyczynę zwężenia owodni, przyrostów łożyskow ych lub innych czynników tegoż rodzaju. W iele różnych przypuszczeń powo
łano do życia: przedew szystkiem , zwrócono się do niejasnego pojęcia ataw izm u. P onad I w szystkie jed n a k najniebezpieczniejszem ,
J
a dążącem do powszechnego owładnięcia um ysłam i je s t przeświadczenie, że potw or
ność je st chorobą wrodzoną. Takie pomie-
| szanie pojęć spowodował Izydor Geoffroy Saint-H ilaire, któ ry, chociaż starał się -okre
ślić granicę pom iędzy chorobą a anom alią, nie m ógł jed n a k nietylko dać w tej mierze
| stanow czego sp raw dzianu (którego dziś nam dostarcza badanie histologiczne), lecz naw et j sam nieraz m ieszał objaw y potw orności z pro
cesam i patologicznem i.
(CDN)
Tłum . J a n T u r.
Ku 27 W SZ E C H ŚW IA T
421
V . B JE R K N E S , prof. uniw. w Sztokholmie.
Z A G A D N IE N IE P R Z E P O W IA D A N IA P O G O D Y Z E S T A N O W IS K A M E C H A N IK I
I F I Z Y K I , i)
Jeżeli, ja k każą zasady m yśli przyrodo- znawczej, kolejne stany atm osferyczne w y
pływ ają w edług pew nych określonych praw ze stanów poprzednich, tedy jasnem jest, że w arunkam i koniecznemi i dostatecznem i ra- cyonalnego rozw iązania problem atu przepo
wiedni meteorologicznych będą następujące:
1. Trzeba znać z dostateczną dokładnością stan atm osfery w pew nym czasie;
2. Trzeba znać z dostateczną dokładnością praw a, w edług k tó ry ch jeden stan atm osfe
ryczny przechodzi w drugi.
I.
D ostarczanie wiadomości o stanie atm o sfery w odpowiednich, oznaczonych umową, czasach jest zadaniem m eteorologii obserwa- | cyjnej. Zadanie to nie zostało dotychczas rozw iązane w zakresie w ystarczającym dla racyonalnej prognozy pogody. Osobliwie do- tkliw em i są dwie luki. Popierwsze, stacye, biorące udział w codziennem zapisyw aniu pogody, są wyłącznie stacyam i lądowemi.
Na morzu, które stanow i cztery piąte po
wierzchni kuli ziemskiej, a przeto musi po
siadać wpływ górujący, nie prowadzi się do
tychczas system atycznych dziennych obser- wacyj pogody. Następnie, dostrzeżenia, zbie
rane przez regularne obserwowanie pogody, dotyczą jedynie samej powierzchni kuli ziem
skiej, pozostawiając nas w zupełnej nieśw ia
domości tego, co się dzieje w górnych w a r
stw ach powietrza.
Atoli środki techniczne, k tóre umożliwią nam wypełnienie obu ty ch luk, są już w na- szem posiadaniu. Telegrafia bez d ru tu po
zwoli na wciągnięcie parowców, odbyw ają
cych stałe podróże, do szeregu stacyj, wysy
łających dzienne depesze o pogodzie. A wiel
kie postępy, dokonane w ciągu la t ostatnich przez m eteorologię aeronautyczną, pozwala-
x) M eteorologische Z e itsc h rift, 1 9 0 4 .
ją tuszyć, że stanie się możliwem codzienne obserwowanie górnych w arstw atm osfery bądź zapomocą stacyj stałych na lądzie, bądź też latających—na morzu.
Rychło więc nadejdzie czas, gdy będziemy posiadali czy to codzień, czy w oznaczone dni zupełną dyagnozę stanu atm osfery. Tem samem stanie się zadość pierwszem u w arun
kowi oparcia przepowiedni pogody na zasa
dach racyonalnych.
II.
N asuw a się tedy pytanie drugie: czy zna
my dostatecznie praw a, według których z d a
nego stanu atm osferycznego w yłania się n a
stępujący?
Spraw y atm osferyczne są kom binacyą p ro cesów m echanicznych i fizycznych. D la każ
dego z ty ch procesów zasady m echaniki lub fizyki pozwalają nam napisać jedno lub k il
ka rów nań m atem atycznych. W arunkiem dostatecznej znajomości praw , rządzących zmianam i stanów atm osferycznych, jest, by ilość otrzym anych w ten sposób rów nań nie
zależnych była rów na ilości zaw artych w nich niewiadomych. S ta n atm osfery w danym dowolnym czasie będzie pod względem me
teorologicznym oznaczony, jeżeli w czasie tym będziemy mogli obliczyć dla każdego p unktu prędkość, gęstość, ciśnienie, tem p e
ratu rę i wilgotność powietrza. Prędkość, jako wektor, wyobrażona jest przez trzy wielkości skalarne, czyli przez trzy składowe prędkości, a więc idzie o wyznaczenie 7-iu wielkości niewiadom ych.
Celem wyznaczenia tych niewiadom ych możemy wypisać następujące równania:
1. Trzy hydrodynam iczne rów nania ru chu. Są to związki różniczkowe między trzem a składowem i prędkości, gęstością i ci-
j
śnieniem.
2. Rów nanie ciągłości, w yprow adzające
| zasadę zachowania masy podczas ruchu.
Rów nanie to jest także związkiem różnicz
kowym i zawiera składowe prędkości i gę
stość.
3. Rów nanie stan u pow ietrza atm osferycz
nego, które je s t zależnością w postaci skoń
czonej między gęstością, ciśnieniem, tem pe
ratu rą i wilgotnością dowolnej m asy powie
trza.
422
W S Z E C H Ś W IA TJM® 27 4. Dwie główne zasady teoryi m echanicz
nej ciepła, które pozw alają na napisanie dwu związków różniczkow ych, form ułujących, ja k się zm ieniają w zachodzących zm ianach sta
nu energia i entropia dowolnej m asy po
w ietrza. R ów nania te nie w prow adzają ró w nież do zagadnienia żadnych now ych nie
w iadom ych, gdyż energia i en trop ia w y raża
ją się zapomocą ty ch sam ych zm iennych, któ re wchodzą do rów nania stanu, i u sta n a w iają związek m iędzy zm ianam i ty c h w iel
kości a zm ianam i innych wielkości, rozw a
żanych jak o znane. Tem i innem i w ielko
ściami są: popierwsze, praca, dokonana przez masę pow ietrza, a oznaczona przez te same zmienne, które wchodzą do rów nań d y na
m icznych; następnie ilości ciepła, zaczerp
nięte zzew nątrz albo wydzielone nazew nątrz, który ch znajomości dostarczą nam dane fizyczne o pochłanianiu prom ieniow ania lub o w yprom ieniow yw aniu oraz o ogrzew aniu się pow ietrza za zetknięciem z ziemią.
Zauw ażm y, że zagadnienie znakom icie się upraszcza, jeżeli nie zachodzi zgęszczanie | się lub parow anie wody, to jest, jeżeli ilość | pary wodnej, zaw artej w m asie pow ietrza,
jje s t składnikiem stałym . M am y natenczas o jed n ę niew iadom ą mniej i pom inąć m oże
my jed no z rów nań, to m ianowicie, które w ynika z drugiej zasady term odynam iki.
Z drugiej strony, jeżelibyśm y m usieli się liczyć z kilku zm iennem i składnikam i atm o-
jsfery, ted y dru g a zasada d ałab y nam dla każdego nowego składnika nowe równanie.
M ożemy więc wypisać 7 niezależnych rów nań, zaw ierających 7 norm alnie zachodzą
cych zm iennych. O ile tedy m ożem y się ju ż teraz zoryentow ać w zagadnieniu, m usim y wnieść, że posiadam y w ystarczającą znajo
mość praw procesów atm osferycznych, by zbudować na niej racyonalne przepow iednie pogody. Musimy wszakże przyznać, że w sku
tek niezupełności naszych wiadomości, po
m inęliśmy, być może, jakieś w ażne w da
nej dziedzinie czynniki. Przypuścić m ożna w pływ d ziałań kosm icznych nieznanego nam rodzaju. N astępnie, wielkim zjaw iskom atm osferycznym tow arzyszy dłu g i szereg zjaw isk pobocznych, np. elektrycznych i op
tycznych, i nasuw a się pytanie, czy wśród ty ch zjaw isk tow arzyszących niem a żad
nych, któreby w sposób uczuw alny oddzia
ły w ały na bieg procesów atm osferycznych.
O ddziaływ ania takie niew ątpliw ie istnieją.
Tęcza np. sprow adza zm iany w rozkładzie
! w chłoniętej przez prom ieniow anie energii słonecznej, a napięcia elektryczne wyw ierają znaczny w pływ na spraw y zgęszczania się.
Ale niem a dotychczas oznak, by tego ro dzaju procesy w pływ ały w sposób dający się ocenić na procesy atm osferyczne. Jakkol- w iekbądź, m etoda naukow a w ym aga, aby przedew szystkiem zacząć od zagadnienia mo
żliwie najprostszego, a w*ięc od powyżej po staw ionego zagadnienia, które prow adzi do
| 7-iu ró w nań z 7-iu zmiennemi.
III.
Z ty ch 7-iu rów nań jedno tylko, rów nanie stanu m a postać skończoną. Sześć pozosta
łych są rów naniam i o pochodnych cząstko
w ych. Rów nanie stan u pozwala na w yru
gow anie jednej z 7-iu zmiennych, zadanie sprow adza się więc do zcałkowania układu 6-iu rów nali o pochodnych cząstkowych o 6-iu zm iennych i do uw zględnienia w arun
ków początkowych, danych przez obserwa- cye nad stanem początkow ym atm osfery.
O ścisłem analitycznem zcałkowaniu tego u k ład u rów nań nie może być mowy. Toż wiadomo, że naw et obliczenie ruchu trzech punktów , działających wzajem na siebie we
dłu g praw a ta k prostego jalc newtonowskie, przechodzi o wiele środki, jakiem i rozporzą
dza współczesna analiza m atem atyczna. Nie m ożem y wńęc spodziewać się, że potrafim y to zrobić dla ruchów wszystkich punktów atm osfery, którem i rządzą oddziaływ ania da
leko bardziej skomplikowane. Ale naw et gdybyśm y um ieli wypisać ścisłe rozwiązanie analityczne, to nie dałoby nam ono tego, czego potrzebujem y. Albowiem rozwiązanie, aby posiadało stosowalność praktyczną, m u si przedew szystkiem mieć postać przejrzy
stą, a przeto pom ijać m nóstwo szczegó
łów, k tó re weszłyby do każdego rozw iązania ścisłego. Przepow iadanie powinno
Avięcdo- tyczeć w iększych przestrzeni i dłuższych przeciągów czasu, np. od stopnia południka do stopnia po łu d n ik a i z godziny na godzi
nę, nie zaś od m ilim etra do m ilim etra i z se
k u nd y na sekundę.
Porzucam y więc zupełnie myśl o anali-
M 27
W SZ E C H ŚW IA T423 tycznych m etodach całkow ania i zagadnie
nie przepow iadania pogody form ułujem y w następującej praktycznej postaci:
Na podstaw ie obserwacyi w yobrażam y stan początkow y atm osfery zapomocą szeregu map, w skazujących rozkład 7-iu zmiennych w poszczególnych w arstw ach atm osfery. B io
rąc te m apy za p u n k t wyjścia, należy n a kreślić nowe m apy tego samego rodzaju, przedstaw iające nowe stany atm osfery z g o dziny na godzinę.
Rozwiązanie zagadnienia w tej postaci w y
m aga m etod graficznych oraz kom binacyi m etod graficznych i rachunkow ych, które wyprowadzić należy bądź z równań, o po
chodnych cząstkowych, bądź też z zasad dy- nam iczno-fizycznych, stanow iących podsta
wę ty ch rów nań. Niema żadnej racyi w ą t
pić zgóry o możliwości w ypracow ania takich metod. W szystko sprow adza się do tego, by się powiodło rozłożyć to zagadnienie, k tó re jako całość niezm iernie jest trudne, na szereg zagadnień częściowych, z którychby żadne nie nastręczało trudności nieprzezw y
ciężonych.
IV.
W celu przeprow adzenia tego rozkładu na zagadnienia częściowe pow ołujem y ogólną zasadę, na której się opiera rachunek nie-
• skończonostkowy z kilku zmiennemi. A by ułatw ić rachunki praktyczne, m ożna z a stą pić jednoczesne zm iany kilku zm iennych przez kolejno po sobie następujące zm iany poszczególnych zm iennych lub poszczegól
nych grup zmiennych. P rz y zm ianach nie- skończonostkowych dałoby to ścisłe m etody rachunku nieskończonostkowego. Zaś w r a zie zm ian skończonych da to m etody przy
bliżone rachu nk u różnic skończonych, oraz k w ad ratu ry m echanicznej, z k tó ry ch tu ta j korzystać m usim y.
Ale zasady tej nie m ożna stosować na śle
po, albowiem prakty czn a w artość m etody zależeć będzie przedewszystkiem od um ie
jętnego naturalnego ugrupow ania zm ien
nych, któreby doprowadziło do zagadnień częściowych, oznaczonych pod względem m atem atycznym i fizycznym oraz przejrzy
stych. Doniosłość decydującą będzie m iał przedewszystkiem pierw szy rozkład. Musi
on być dokonany w edług naturalnej linii dem arkacyjnej w zagadnieniu głównem.
A ta k a natu raln a linia dem arkacyjna is t
nieje. J e s t nią linia graniczna między p ro cesami specyalnie dynamicznem i a specyal- nie fizycznem i, które łącznie stanowią cało
k ształt spraw atm osferycznych. R ozkład wzdłuż tej linii granicznej prow adzi do roz
bicia zagadnienia głównego na zagadnienia częściowe: czysto hydrodynam iczne i czysto term odynam iczne.
Łącznię, wiążącą zagadnienia: hydrodyna
miczne i term odynam iczne, można, w rzeczy samej, bardzo łatw o zerwać, ta k łatwo, że teoretycy hydrodynam iki ustaw icznie z tego korzystali, by uniknąć jakiegokolw iek po
ważniejszego zetknięcia się z meteorologią;
łącznią tą jest rów nanie stanu. Jeżeli p rzy j
miemy, że w rów nanie to nie wchodzą tem peratu ra i wilgotność, tedy otrzym am y uży
wane zwykle przez hydrodynam iko w rów na
nie „dodatkow e14, które jest jedynie zależno
ścią między gęstością a ciśnieniem. To do
prow adza nas do badania ruchów płynów w w arunkach, usuw ających wszelkie bezpo
średnie uw zględnianie procesów term odyna- micznych.
Z am iast usuwać zupełnie tem peraturę i wilgotność z rów nania stanu, możemy je uważać dla krótkich odstępów czasu za wiel
kości dane, biorąc ich w artości bądź z obser
wacyi, bądź z poprzedzających rachunków . Skoro zagadnienie dynam iczne zostało roz
wiązane, tedy zapomocą m etod czysto term o dynam icznych oblicza się nowe w artości tem peratury i wilgotności. W artości te uw a
ża się znowu za dane, rozw iązując zagadnie
nie hydrodynam iczne dla następnego odstę
pu czasu; i tak dalej.
V.
Posiadam y tedy ogólną zasadę, na której winien się oprzeć pierwszy rozkład zagad
nienia głównego. W praktycznem jej prze
prow adzaniu pozostaje jeszcze wybór m ię
dzy kilku różnemi drogami, zależnie od spo
sobu, w ja k i w prow adza się hypotezy o tem peraturze i wilgotności. Ale w niniejszem ogólnem roztrząsaniu niem a racy i wchodzić w to bliżej.
N astępne głów ne pytanie brzmi: znaleźć
424
W S Z E C H Ś W IA TAf» 27 dostatecznie proste rozw iązania każdego z za
g a d n ie ń częściowych: hydrodynam icznego i term odynam icznego.
Rozw ażm y naprzód zagadnienie h y dro dynam iczne, k tó re je s t właściwem zagad
nieniem głównem; albowiem rów nania d y n a miczne są właściwem i rów naniam i progno
zy. One jedynie w prow adzają do zagad nie
nia czas, jako zm ienną niezależną; rów nania term odynam iczne nie zaw ierają czasu. ■
Otóż zagadnienie hydrodynam iczne dosko
nale się nadaje do rozw iązania graficznego.
Z am iast rachunków z trzem a rów naniam i dynam icznem i wprowadzam y pro ste kon- strukcye równoległoboków dla odpowiedniej ilości punktów , dopełniając to dla punktów pośrednich zapomocą interpolacyi graficz
nej, albo też poprostu na oko. G łów na tru d ność polegać będzie na uw zględnieniu ogra
niczenia swobody ruchów , w ynikającego z rów n an ia ciągłości oraz z w arunków g ra ficznych. Ale spraw dzenie, czy rów naniu ciągłości staje się lub nie staje zadość, m ożna również przeprow adzić w edług m etod g ra ficznych, przyczem liczyć się m ożna z topo
g rafią pow ierzchni ziemi, dokonyw aj ąc kon- strukcyi n a m apach, które w sposób zw ykły przedstaw iają tę topografię.
Rozwiązanie hydrodynam icznego zagad
n ien ia częściowego nie n astręczy więc wiel
kich trudności m atem atycznych. Przecież dotkliw ą luką w poznaniu czynników, z któ- rem i trzeb a się liczyć, je s t niezupełna znajo
mość oporu tarc ia podczas ru chu mas powie
trza; bo tarcie zależy od różnic prędkości w ich nieskończenie m ałych częściach, g d y m eteo
rologowie są zmuszeni rozw ażać jed y nie r u chy średnie znacznych mas pow ietrza. Nie m ożna więc korzystać z w yrazów, dotyczą
cych tarc ia w rów naniach hydrodynam icz
nych, z zastosowaniem znalezionych w labo- rato ry ach współczynników tarcia, lecz nale
ży w prow adzić em piryczne dane o rzeczyw i
stym oporze przeciw ruchow i w ielkich mas pow ietrza. Otóż posiadam y ju ż dostateczne takie dane, by przystąpić do pierw szych prób obliczania zgóry przyszłych ruchów pow ietrza, a sam e te próby dostarczą z cza
sem koniecznych popraw ek i dopełnień.
Term odynam iczne zagadnienie częściowe jest pod względem m atem atycznym znacznie prostsze, niż hydrodynam iczne. Z rozw ią
zanego zagadnienia hydrodynam icznego za
czerpnąć tylko trzeba pracę, dokonaną przez m asy pow ietrza podczas zaszłych przesu
nięć. Skoro znam y tę pracę oraz ilości cie
pła, w chłonięte i wydzielone przez prom ie
niow anie podczas danego odstępu czasu, zna
ne zasady term odynam iczne pozwolą nam n a nowe wyliczenie nowego rozkładu tem p e ra tu ry i wilgotności. R achunki nie będą pod względem m atem atycznym trudniejsze, niż podobne rach u nki dla eksperym entów laboratoryjnych, w których m asy powie
trz a znajdują się w spoczynku w zamkniętej przestrzeni. Obszerne prace przygotow aw cze w tym względzie zaw arte też są w b a
daniach H ertza, v. Bezolda i innych.
Podobnie, ja k w zagadnieniu hydrodyna- micznem, głów na trudność polegać tu będzie na niedokładnej naszej znajomości rozm aitych czynników , któ re m uszą wejść do rachunku.
W artości: ilości ciepła, otrzym yw anych przez m asy pow ietrza w skutek różnicy między wy- prom ieniow yw aniem a pochłanianiem pro
m ieniow ania; ilości wody, parujących ponad pow ierzchniam i mórz, lub spadających w po staci deszczu z wody zgęszczonej w obło
k ach —będą, początkowo przynajm niej, oce
niane w sposób bardzo niepewny. Ale i tu posiadam y ju ż dostateczne wiadomości, by rozpocząć pierwsze próbne rachunki, a dal
sza p raca w ty m k ierunku da nam stopnio
wo coraz to dokładniejsze w artości stałych, ściągające się do różnych lądów i mórz, do różnych wysokości atm osfery, różnych sta
nów pogody, różnych gęstości obłoków i t. d.
VI.
Pew nem jest, że na naszkicowanej powy
żej drodze nie napo tka się nieprzezwyciężo
nych tru dn ości m atem atycznych.
G dy m etody graficzne zostaną należycie w ypracow ane, gdy w ygotow ane zostaną t a blice pomocnicze, w tedy poszczególne działa
n ia okażą się zapew ne również łatw o wyko- nalnem i. I ilość ty ch działań poszczególnych niekoniecznie będzie bardzo duża. Ilość ta zależeć będzie od długości odstępów czasu, dla k tó ry ch rozw iązuje się dynam iczne za
gadnienie częściowe. Im krótszem i będą te przez nas obrane odstępy czasu, tem żm ud
niejsza będzie robota, ale też tem dokład
No 27 W SZ EC H ŚW IA T
425 niejszy rezultat; jeżeli nadam y im długość
znaczną, ułatw im y sobie ogrom nie rach u n ki — ale na koszt dokładności. Ostatecz
nych wyników co do tego, jaki w ybór jest najstosowniejszy, dostarczy nam dopiero do
świadczenie. N aw et jeżeli je s t w ym agana wielka dokładność, odstępy godzinne jak n aj- pewniej w ystarczą. Albowiem wyjątkow o tylko się zdarzy, że m asy pow ietrza prze
biegną w ciągu godziny więcej niż jeden sto
pień południka, albo że drogi, przez nie prze- bieżone, wykażą w ciągu godziny znaczniej
szą krzyw iznę. A wobec tego wolno je s t wykonywać prostą konstrukcyę rów noległo- boków zapomocą odcinków prostych. Skoro zdobędzie się dostateczne doświadczenie, a przeto wyćwiczy się oko i instynkt, będzie zapewne m ożna ograniczać się o wiele dłuż- szemi naw et odstępam i czasu, np. 6-godzin- nemi. Przepow iednia pogody na 24 godziny w ym agałaby natenczas 4-krotnego p rzepro
wadzenia konstrukcyi hydrodynam icznej i 4-krotnego obliczenia term odynam icznej popraw ki tem p eratu ry i wilgotności.
W obec tego jest możliwe, że w przyszło
ści m etoda tego rodzaju stanie się podstaw ą codziennych praktycznych przepow iedni p o gody. Jakkolw iek wszakże będzie się to przedstaw iało pod względem praktycznym , to w każdym razie głębsze badanie naukowe procesów atm osferycznych będzie musiało prędzej czy później być prow adzone w edług m etody, opartej na praw ach m echaniki i fi
zyki. Będzie to z konieczności m etoda tego samego rodzaju, co powyżej naszkicowana.
Skoro zaś tak, tedy narzuca się ogólny plan badań dynam iczno-m eteorologicznych.
Głownem zadaniem m eteorologii obserwa
cyjnej będzie regularn e dostarczanie jednocze
snych dostrzeżeń ze w szystkich części atm o
sfery: na powierzchni ziemi i w w arstw ach górnych na lądzie i na morzu.
Pierw szem zadaniem m eteorologii teo re
tycznej będzie natenczas w ypracow anie na podstaw ie ty ch obserwacyj możliwie przej
rzystego obrazu fizycznego i dynamicznego stanu atm osfery w chwili dostrzeżeń. A obraz ten m usi posiadać postać tak ą, by nadaw ał się jako p u n k t w yjścia do przepow iadania pogody w edług racyonalnej m etody dyna- miczno-fizycznej.
Ju ż to pierwsze, w stępne zadanie bardzo
j jest rozległe. Boć rozumie się, że daleko
j
je s t trudniej przedstaw ić stan atm osfery na w szystkich wysokościach, niż, jak to się obecnie dzieje, jedynie n a wysokości pozio
m u morza. Nadto, pomimo postępów i udo
skonaleń, możliwość do bezpośredniego ob
serw owania górnych w arstw atm osfery za
wsze pozostanie bardzo ograniczoną. D latego koniecznem jest, by obserwacye w arstw g ór
nych możliwie najlepiej wyzyskiwano, aby treść ich wyżym ano do cna. Z wielkości bezpośrednio obserwowanych trzeba w ypro
wadzić rachunkow o, o ile tylko się da, dosta
teczne wartości dla wielkości, nie dających się w prost obserwować. W tym celu w yzy
skać trzeba praw a, wiążące ze sobą rozm aite wielkości. Zatem , ju ż w konstruow aniu c a łokształtu stanu atm osfery n a podstaw ie ob
serwacyj sporadycznych, stosować trzeba na szeroką skalę m etody dynamiczno-fizyczne.
D rugiem wreszcie i najwyższem zadaniem meteorologii teoretycznej będzie konstruow a
nie z tego obrazu stanu atm osfery w chwili początkowej,—obrazów' stanów przyszłych bądź w edług naszkicowanej tu taj metody, bądź w edług innych m etod tego rodzaju.
Zestaw ienie skonstruow anych ta k obrazów z obrazami, których potem dostarczą obser
wacye, da poczęści ogólną kontrolę trafności metody, poczęści zaś wskazówki co do lep
szych wartości wielkości stałych oraz udo
skonaleń samej metody.
Tłum . m. h. h.
B IO LO G IA I CHEM IA.
(Dokończenie).
Chcąc przeprow adzić ogólną klasyfikacyę nauk, dochodzi się wkrótce do wniosku, że nauki nie istnieją obok siebie, ale że jed n a d ru g ą ogarnia; i to w sposób ta k dziwnie w zajem ny, że się to dokładnie daje przed
staw ić tylko na wzorze geom etrycznym . Przedm iotem w szystkich n auk są przede
wszystkiem fak ty życiowe człowieka. K a ż dy poszczególny fa k t składa się z nieskoń
czonej liczby składników; z tych bierze się pod uw agę tylko niektóre, zależnie od celu, jaki m am y na m yśli, reszty się nie uw zględ
nia. W ten sposób nauka obejm uje tem wię
426 JSS 27 cej faktów , im m niejsza jest liczba uw zględ
nionych składników ; i naodw rót: obejm uje tem więcej zgadzających się ze sobą skład
ników , im szczuplejsza jest liczba faktów , które ogarnia. D latego też jed n a i ta sama nauk a jest w jed nym kierunku najrozleglej- sza, a w innym naj ciaśniej sza i naodw rót.
A by panom choć w przybliżeniu dać wyo
brażenie o ty m stosunku, przedstaw ię tu n a
stępujący szkic sum aryczny, n a którym licz
ba faktów życiowych przedstaw iona je s t p o
ziomo, a uw zględnione sk ład n ik i—pionowo.
P sychologia : Biologia ________ Chem ia
I F izy k a
L
_ G eom etry a_________ M atem atyka
1___ N auka o w ielorakościach
Widzicie panowie, że n au ka o wielorako- ściach (przez nazw ętę rozum iem naukę, w zglę
dem której m atem atyka, czyli n au k a o wiel
kościach jest tylko częścią) je s t najrozle- glejszą i jednocześnie najciaśniejszą nauką, poniew aż rozciąga się na w szystkie fa k ty życiowe, ale uw zględnia tylko jed n ą jed y n ą ich stronę (mianowicie tę, że każd y z nich je s t oddzielnym i odrębnym objektem); ty m
czasem psychologia, naodw rót: je s t najcia
śniejszą, a obok tego i naj rozleglej szą nauką, zajm uje się bowiem wyłącznie zjaw iskam i, związanem i z życiem ludzkiego m ózgu (albo, jeżeli kto woli, z życiem duszy ludzkiej), ale tu stara się uw zględnić w szystkie możliwe składniki. W idzimy, że w szeregu, rozpoczy
nającym się od nauki o wielorakościach, każda nau k a n astęp n a opiera się n a poprze
dzającej, a le j ą prześciga, poniew aż opraco
w uje nowe, dotąd nie rozw ażane strony, czyli składniki; zakres swój tem sam em zacieśnia,
jograniczając się wyłącznie n a przedm iocie, do którego składniki te się odnoszą. I tak, m atem atyka zajm uje się w ielorakościam i, ale tylko takiem i, które m ają wielkość, a geo- m etiy a wielkościami, ale tylko takiem i, k tó re posiadają własności przestrzenne. F izy k a tra k tu je o przedm iotach przestrzennych o ty le, o ile w nich czynne są rozm aite rodzaje energii; chemia zajm uje się przedm iotam i fizycznem i, nacechowanemi różnicam i jako-
ściowemi, obok innych rodzajów energii w nich zaw artych. Biologia, w edług tego system u, je st nau k ą o przedm iotach chemicz
nych, k tóre w ykazują stan energetyczny sta- cyonarny, t. j. o takich, które m ogą się od
żyw iać i rozm nażać. Psychologia wreszcie dotyczę istot żywych, o ile te wykonyw ają funkcye duchowe; a więc w p raktyce o gra
nicza się niem al wyłącznie do czynności d u chow ych człowieka, jako jedynych, co do k tó ry ch m am y mniej więcej pewne dane.
Zbyteczną praw ie je st wzm ianka, że po
dział ten je s t dowolny: schem at nasz w ska
zuje tylko głów ne stopnie, z których każdy da się jeszcze podzielić n a różne inne dzia
ły — w takim razie tylko różnice będą m niej
sze I tak, pom iędzy biologię a socyologię w staw ić można socyologię i psychologię lu
dów; pom iędzy fizykę a chem ię—chemię fizyczną i t. d. Nie potrzebuję się nad tem dłużej rozwodzić. W ażniej szem byłoby może zamieszczenie pom iędzy m atem atyką a geo- m etry ą chronologii, t. j. nauki o praw ach czasu (wcale nie n au k i o czasach historycz
nych, geologicznych i astronomicznych). Ale rozw ażania te zadalekoby nas zaprowadziły.
Dla naszego zagadnienia, o ile ono doty
czę biologii, zasadniczem jest to, co n astęp u je: Biologia opiera się na w szystkich n au kach poprzednich, zacząwszy od nauki o w ie
lorakościach, skończywszy n a chemii; to znaczy, że w szystkie zjawiska biologiczne podległe są praw om ty ch nauk. Identycznie ta k samo obracają się wszystkie zjaw iska chemiczne w zakresie m atem atyki i fizyki dlatego, że żadne zjawisko chemiczne prze
czyć nie może tym praw om (o ile one są słuszne). Ale praw a m atem atyczne i fizycz
ne nie w yczerpują tego, co się da powiedzieć 0 zjaw iskach chemicznych, a jakościowe róż
nice m ateryi, które stanow ią treść chemii, nie m ogą być w yczerpująco przedstaw ione 1 opracow ane zapomocą środków i m etod ta m ty c h nauk. P rzyczyny należy szukać w tem , że chem ia ma od nich bogatszą wie- lorakość. Czy kula naładow ana 100 w olta
mi elektryczności je s t ze złota, czy z węgla, to nie stanow i żadnej różnicy, jeżeli wielkość ich je s t jednakow a, o ile rozw ażam y w niej zjaw isko fizyczne, a ja k w tym przypadku—
elektryczne. Ale jeżeli spalim y dwie kule
jednakow ej wielkości, z których jed n a b ę
,\ś 27
W SZ EC H ŚW IA T427 dzie z siarki, a dru g a z węgla, to chemicznie
różnica będzie kolosalna. T ak samo nie róż
ni się składem chemicznym ciało człowieka żywego od um arłego; biologicznie zaś różni- ; ca między niemi jest zasadnicza; gdyż czło-
jwiek żyw y odżywia się i rozm naża, a um ar
ły —nie. Może mi, panowie, w tym punkcie zrobicie niektóre zarzuty; nie zdaje mi się jednak, abyście rzecz samą w zasadzie zmie
nili; co najwyżej m ożnaby dać nieco obszer
niejszą definicyę życia.
Stąd w ynika już bezpośrednia odpowiedź na tylokrotnie staw iane pytanie: czy praw a chemiczne i fizyczne są w ystarczające do wytłum aczenia w szystkich zjaw isk biologicz
nych? Odpowiedź będzie brzm iała z jednej strony: tak, z drugiej: nie. T a k —ile że wszy
stkie zjaw iska biologiczne mieszczą się w ob
rębie możliwości, przew idzianych przez ta m te nauki. Nie—ile że w ty ch granicach fak ty biologiczne z pewnością w ykazują większą wielorakość, niżby się to dało wyczerpująco przedstaw ić zapomocą fizyki i chemii.
Może dowodzenie to będzie jaśniejsze, jeżeli rozpatrzym y analogiczny stosunek pomiędzy m atem atyką a fizyką. Z pewnością, w szyst
kie zjaw iska fizyczne dadzą się podporząd
kować pod pojęcie wielkości i z tego też względu można fizykę uważać za część m a
tem atyki. Ale i to je st pewne, że środkam i samej tylko m atem atyki nie m ożna wyczer
pująco przedstaw ić zjaw iska fizycznego. J e żeli np. chodzi o zjaw isko fizyczne, związa
ne z przejściem p rąd u elektrycznego przez dany przew odnik, to możemy je przedstaw ić m atem atycznie w każdym stopniu przybliże
nia, k tó ry daje się osiągnąć zapomocą zna
nych sposobów analizy; ale czem się zjaw i
sko to różni od zjaw iska przew odnictw a cie
pła w tem samem ciele, tego m atem atycznie wyrazić nie możemy; tu bowiem w ystępują nowe rodzaje w ielorakości, wchodzące w za
kres fizyki, a nie m atem atyki.
M echaniści kładą nacisk na jednę sprawę strony, a w italiści na drugą. S tąd w ynika oryginalne zjawisko: w obu obozach badacze znakomici i rozw ażni w ygłaszają tw ierdze
nia napozór zupełnie sprzeczne, a chociaż praw da może być tylko jedna, m y uważam y jednych i drugich za ludzi sum iennie poszu
kujących praw dy.
Te ogólne rozw ażania niew ątpliw ie nabie
rają dopiero w artości dla zajm ujących nas kwestyj przez dokładne zbadanie nowych składników, które' stanow ią różnicę między objektam i biologicznemi i chemicznemi. R óż
nicę tę określam y zazwyczaj jednym w yra
zem, a tym jest „życie“. Jeżeli się zapytam y 0 cechy tego pojęcia, dające się wykazać 1 mierzyć, to odpowiemy, co następuje: Isto ty żywe są to przedewszystkiem tw ory sta- cyonarne, a nie stałe; szybkie zm iany zacho
dzą w nich w te n sposób, że przybytek z ubytkiem niem al się kom pensuje tak, że stan ogólny wykazuje tylko powolne zm iany (nadto praw ie wszystkie peryodyczne). P o nieważ w szystkie zmiany fizyczne można sobie wyobrazić jako przekształcanie się roz
m aitych rodzajów energii w czasie i w prze
strzeni, przeto cechą zasadniczą istot ży
wych jest, że ich energia ta k co do rodzaju, jak co do ilości, je s t mniej więcej stała, cho
ciaż przepływ a przez nie nieustanny prąd rozm aitych energij. P od ług ogólnych praw energetyki może to zachodzić tylko w t a kiej formie, że istoty żywe pobierają eneigię z potenCyałem wyższym, a oddają ją z poten- cyałem niższym. E nergia przepływ ająca zu
żyta zostaje na zmiany, z których się składa
ją rozm aite funkcye życiowe (ruch, w ytw a
rzanie ciepła, rozm nażanie i t. d.).
Ta cecha zasadnicza właściwa jest nietyl- ko istotom żywym, ale i różnym tworom nieorganicznym . Świeca paląca się, której k n o t doprowadza do płom ienia stopiony tłuszcz, w miarę ja k się tenże spala; albo m otor benzynowy, który zapomocą regula
to ra sam sobie odmierza dopływ benzyny tak, że szybkość swoją u trzym uje na pozio
mie stacyonarnym , m a identycznie tę samę właściwość, i dlatego zwykliśm y mówić o „płom ieniu życiatt, albo o „maszynie n a szego ciała.“ A jed n a k ani płomienia, ani m aszyny nie zaliczam y do istot żywych — nie m ają one właściwości zachow ania swego b y tu. J a k się spali tłuszcz i zbraknie benzyny, to płom ień gaśnie, a m otor staje; oba bo
wiem nie mogą same w swoim czasie zaopa
trzyć się w nowy tłuszcz lub benzynę.
Można sobie wyobrazić w praw dzie jeszcze jeden regulator, k tó ry będzie pom pował no
w ą benzynę do rezerw oaru, gdy jej tam zbraknie. Ale ostatecznie i ta się wyczerpie;
albo się złamie jed n a z pracujących w m aszy
428 W S Z E C H Ś W IA T K 27
nie części, dość że przerw anie ru ch u je s t nie
uniknione. W pierwszym przyp ad ku m a
szyna m ogłaby siebie samą, lub inną jak ą w ciągłym u trzym ać ruchu, g dy b y m ogła sama gdzieś pójść po nową benzynę; w d ru gim zaś zaradziłaby złemu, g d y by zepsute części m aszyny sam a m ogła zastąpić nowe- mi; albo też m usiałaby przed złam aniem zbudować dru gą m aszynę, k tó rab y w każdej chwili pracę swojej poprzedniczki w dalszym ciągu m ogła w ykonyw ać. G dyby istn iała tak a m aszyna, m usielibyśm y ją nazw ać is to tą żywą.
Określenie to może się w ydać dowolnem.
W szak m iędzy innem i znakom ity jeden b a dacz wypow iedział zdanie, żer g dy b y n aw et możliwe było sztuczne zbudow anie tw o ru, obdarzonego w szystkiem i w łasnościam i i czynnościam i danego ustroju, tw ó r ten nie byłby właściwie żyw ą istotą. N a to można- by m u odpowiedzieć jednem ty lk o zapy
taniem : g dyby przypadkiem n ap o tk ał ów sztuczny tw ór, w ja k i sposób odróżniłby go od „właściwego “ organizm u, skoro oba, w e
dług założenia, byłyby zupełnie jednakow e, t. j. obdarzone identycznie tem i samemi własnościami? Czego nie m ożna rozróżnić, to w zasadzie m usi być uznane za jed n ak o we czyli identyczne.
Co do dowolności określenia, ta nie jest tak wielka, jak b y się zdawało. W jakiż sposób tw orzym y nasze pojęcia? W te n spo
sób, że w wielkiej liczbie zjaw isk w ybieram y cechy podobne, a pom ijam y różnice.
D la chem icznych tw orów stały ch substan- cye chemiczne są tem pojęciem, którem obej
m ujem y przedm ioty z jednakow em i swoiste- mi własnościami, i pojęcie tak ie możemy stw orzyć dlatego, że poszczególne substan- cye, np. siarkę, znajdujem y i w ytw arzam y w najrozm aitszych okolicznościach, a swoiste jej własności okazują się zawsze tem i samemi.
Daleko trudniej znaleźć odpowiednie w a ru n ki do tw orzenia pojęć, gdy chodzi o tw ory, w których zachodzą zm iany chemiczne Aże
by tw ory takie m ogły wogóle służyć za przedm iot do tw orzenia pojęć, m uszą p rz y
najm niej zew nętrznie w ydaw ać się trw ałe- mi, inaczej bowiem nie możemy ich utożsa
miać; innem i słowy: ponieważ w edług zało żenia nie są one stałe, muszą być p rz y n a j
m niej stacyonarne. Ale i te się nie n ad ają
do tw orzenia pojęć, jeżeli nam się nie przed
staw iają zawsze pod tą samą form ą. Tw o
ram i fizycznem i tego rodzaju są: rzeki, chm u
ry, fale; zasadniczą ich cechą jest pewien k sz ta łt przestrzenny, do którego powstania w aru n k i znajdują się z łatw ością i często.
Chemiczne tw o ry stacyonarne o wiele są rzadsze z powodu trudniejszych w arunków pow staw ania; jedyny, k tó ry potrafię w ym ie
nić, je s t płom ień, do którego pow stania po
trzeb ny je st tylko tlen, bardzo pospolite resztki roślinne i tem p eratu ra od 400° do
500°.Je d n a k i ta najprostsza kom binacya niezm iernie rzadko pow staje sama, t. j. bez w spółudziału człowieka.
K ażd y z łatw ością zrozumie, że dowolne pow staw anie tworów, które obok własności stacyonarnych posiadałyby jeszcze i zdol
ność sam ozachowawczą, t. j. zdolność ud a
w ania się do właściwych źródeł energii, uw ażane być m usi za zjaw isko w yjątkow o rzadkie. A dopiero w tedy gdy tw ó r taki po
siadać będzie zdolność reprodukow ania p o dobnych sobie istot, m ożna będzie przypuścić możliwość ta k częstego spotykania go, że będziemy w stanie utw orzyć sobie odpowied
nie pojęcie ogólne. Z tej więc strony rzecz ta k się przedstaw ia: rozw ażania te nie wy
św ietlają kw estyi, w jak i sposób organizm y pow stały; ale uczą nas, że nie bylibyśm y n i
g dy doszli do pojęcia organizm u jako tw o ru chem icznego stacyonarnego, gdyby tw ory te nie posiadały jeszcze i własności przysw aja
nia i odtw arzania. Te własności n apo ty k a
m y też zawsze u tw o ru chemicznego stacyo
narnego, k tó ry nazyw am y isto tą żyw ą, i w n ich to tk w i cecha nowa, sw oista biolo
gii, odróżniająca ją od chemii. N a tym punkcie słuszność jest po stronie witalistów.
Jeżeli jed n ak z poglądem tym łączym y tw ierdzenie, że „dlatego“ nigdy nie zdołam y w ytłum aczyć isto ty życia, to dowodzi, że po
m ieszaliśm y kw estyę naukowej system atyki z dru g ą kw estyą, badania doświadczalnego.
W ytłum aczyć znaczy tu, ja k wogóle wszę
dzie w nauce, w ykazać faktyczne zw iązkir istniejące pom iędzy poszczególnemi szerega
m i zjaw isk. Chemiczne wyjaśnienie życia ju ż m am y; n ik t nie w ątp i o tem , że naw et w yobrazić sobie nie m ożna życia bez proce
sów chem icznych, zw iązanych z uw alnia
niem energii. Zbyw a nam tylko na w yczer-
j\a 27
W SZ E C H ŚW IA T429 pojącej analizie poszczególnych procesów |
chemicznych, zachodzących w istocie żywej.
N iektóre z nich znam y w zarysach ogólnych, ja k zjawisko utleniania w tkankach, traw ie
nia w przewodzie kiszkowym i t. p. Ale większa ich część jest nam nieznana. Czy potrafim y, znając naw et w szystkie procesy, zbudować ów organizm , tego obecnie roz
strzygnąć nie możemy. W iele je st rzeczy, któreśm y pojęli i w ytłum aczyli, a których nie um iem y zrobić. Organizm żyw y zarów
no może należeć do tej kategoryi, ja k i do tam tej, obejmującej rzeczy, które rozum ie
my i sami um iem y zrobić. Ale to dopiero daleka przj^szłość pokaże.
P rzedstaw ię jeszcze jaśniej rzecz tę na przykładzie. W przestrzeni, gdzie niema wcale elektryczności, możemy ją w każdej chwili wytworzyć. Innem i słowy: możemy inną energię zamienić na elektryczną i otrzy
m ać ją z dwum a jej czynnikam i: z masą elektryczności i z potencyałem . A energii ciężkości nie możemy w ten sam sposób utworzyć; możemy tylko już istniejącą ener
gię powiększyć, lub zmniejszyć, oddalając lub przybliżając ciała ciężkie. Przyczyna te go je s t jasn a. Masy elektryczności w ystępu
ją zawsze w rów nych ilościach dodatnich i odjem nych, ta k że algebraiczna ich suma rów na się zeru. W skutek tego można, bez obrazy praw a zachow ania pojemności, w y twarzać dowolne m asy elektryczności, skoro suma ich zawsze będzie zerem. Ale odpo
wiedni czynnik energii ciężkości je st propor- cyonalny do masy, z konieczności zatem ma zawsze wartość dodatnią, której ta k samo ja k m asy nie możemy ani w ytworzyć, ani zmienić. W obecnej chwili nie m ożna prze
widzieć, czy wobec dokładnej analizy życia nie w ystąpią czynniki takie, których nio można stworzyć. Mojem zdaniem, to, że ży cie może być dowolnie zniszczone, n aprow a
dza nas na przypuszczenie do pewnego stop
nia praw dopodobne, że tylko trudności tech
niczne, nie zasadnicze, stoją dotąd na prze
szkodzie do dowolnego stw arzania życia.
Jakież to są trudności? Odpowiedź na to pytanie ju ż znamy; trudności polegają na tem, że każdy organizm , naw et najprostszy, jest przyrządem niezm iernie skom plikowa
nym , w który m liczne i różnorodne reakcye tak przebiegają obok siebie, że wzajem nie
sobie dopom agają w sprawie zachowania ży
cia. W ty m celu nieodzownem jest, aby szybkości tych spraw były do siebie wzajem nie celowo przystosowane. M aszyna samaby się rozbiła, gdyby ruch w szystkich jej części nie odbyw ał się z jednaką peryodycznością oraz we właściwej fazie dla każdej poszcze
gólnej części. Rozwiązanie tego zadania po lega na tem, że rozm aite części związane są ze sobą tak ściśle, że tylko ruchy celowe są możliwe. T akie przym usowe powiązanie spraw chemicznych możliwe jest i w orga
nizmie; niekiedy powstaje to samo przez się:
np. w przewodzie traw iennym , gdy substan- cye konieczne do zamierzonych reakcyj, zo
stają wydzielane w rozm aitych przestrzen
nie odrębnych częściach przew odu i m iesza
ją się z m asą pokarm ow ą w jednym tylko kierunku przepływającą. W obrębie poje
dynczej kom órki niebardzo jest praw dopo
dobne takie mechaniczne rozw iązanie zada
nia. Nadto, zadanie to i u istot żywych roz
wiązane bywa, stosow nie do w arunków , za
pomocą najrozm aitszych środków.
Środkiem tego rodzaju jest regulowanie szybkości reakcyi zapomocą katalizatorów czyli enzymów. Obecność tak ich substancyj w rozm aitych częściach organizm u znana ju ż była Berzeliusowi; Berzelius, a potem Ludw ig wypowiedzieli przekonanie, że enzy
m y odgryw ają w organizmie ogólną i bar
dzo ważną rolę. Nowsze badania potw ierdzi
ły i pogłębiły ten pogląd. Zdaje się napraw -
| dę, że tylko bardzo mała liczba tkanek po
zbawiona jest enzymów, ogrom na większość posiada ich cały szereg i to jednych obok d ru gich. Dawniejsi badacze utrzym yw ali, zgod
nie z ówczesnym stanem nauki, że zadaniem enzymów jest wywoływanie pew nych re akcyj i w ytw arzanie tym sposobem niektó
rych substancyj; m y zaś możemy pogląd ten rozwinąć i pogłębić, przypisując jeszcze en- I zymom właściwość regulowania potrzebnych szybkości. Najnowsze doświadczenia nad procesam i kiełkowania nasienia wykazały, że
j
