جستجوی بی‌امان لویی پاستور برای میکروب‌های شناور در هوا

لویی پاستور در آزمایشگاه خود در پاریس راحت‌تر از همیشه بود. در آنجا بود که برخی از بزرگترین پیروزی‌های علمی خود را به دست آورد، از جمله آزمایش‌هایی که به تأیید این موضوع کمک کرد که میکروب‌ها می‌توانند باعث بیماری شوند. او یک بار به دوستی شکایت کرد: "دور از آزمایشگاه همه چیز پیچیده می‌شود."

اما در سال 1860، سال‌ها قبل از اینکه او به خاطر تولید واکسن‌ها و گرم کردن شیر برای از بین بردن عوامل بیماری‌زا مشهور شود، پاستور به بالای یک یخچال طبیعی رفت و به دنبال حیات نامرئی بود.

او و یک راهنما از پای کوه مون بلان در آلپ شروع کردند و از میان انبوه درختان کاج تاریک پیاده‌روی کردند. پشت سر آنها، یک قاطر سبدهایی از محفظه‌های شیشه‌ای گردن‌دراز حمل می‌کرد که پر از آبگوشت بود. آنها از یک مسیر شیب‌دار بالا رفتند تا به Mer de Glace، دریای یخی رسیدند.

باد به شدت بر روی یخچال می‌وزید و دره با صدای سقوط تخته‌سنگ‌های یخ‌زده از دامنه‌ها طنین‌انداز بود. پاستور تلاش می‌کرد تا مسیر را در زیر نور خیره‌کننده خورشید که از یخ منعکس می‌شد، تشخیص دهد.

وقتی دانشمند به ارتفاع 2000 متری رسید، سرانجام متوقف شد. او یکی از محفظه‌های شیشه‌ای را از کوله‌پشتی قاطر برداشت و بالای سرش برد. با دست آزادش، یک جفت انبر برداشت و از آنها برای شکستن انتهای گردن استفاده کرد. هوای سرد به داخل ظرف هجوم آورد.

دیدن پاستور در حالی که یک کره آبگوشت را بالای سرش نگه داشته بود، برای سایر مسافرانی که در آن روز از Mer de Glace بازدید می‌کردند، گیج‌کننده بود. اگر از او می‌پرسیدند که چه کار می‌کند، پاسخ او ممکن است دیوانه‌وار به نظر می‌رسید. پاستور بعداً نوشت که در جستجوی "میکروب‌های شناور هوا" بوده است.

اکنون، 165 سال بعد، دانشمندان در سراسر جهان به جستجوی میکروب‌های شناور می‌پردازند. برخی مطالعه می‌کنند که چگونه ویروس‌های کرونا در اتوبوس‌ها و رستوران‌ها پخش می‌شوند و باعث گسترش کووید می‌شوند. هاگ‌های قارچ‌ها می‌توانند هزاران مایل را طی کنند و افراد و گیاهان را آلوده کنند. اقیانوس‌ها با هر موجی که می‌شکند، میکروب‌ها را وارد هوا می‌کنند. دانشمندان اکنون دریافته‌اند که حتی ابرها نیز مملو از میکروب‌ها هستند.

اکوسیستم آسمان به عنوان آئروبیوم شناخته می‌شود. در زمان پاستور، این نامی نداشت. ایده وجود موجودات زنده‌ای که در هوا شناور هستند، برای تصور بسیار عجیب بود.

اما پاستور زمانی شروع به تعجب در مورد امکان وجود حیات در هوا کرد که یک شیمیدان کم‌آوازه بود که در دانشگاه لیل در فرانسه تدریس می‌کرد. در آنجا، پدر یکی از شاگردانش برای کمک به او مراجعه کرد. این مرد صاحب یک کارخانه تقطیر بود که در آن از مخمر برای تبدیل آب چغندر به الکل استفاده می‌کرد. اما آب چغندر به طور غیرقابل توضیحی ترش شده بود.

پاستور با بررسی مایع زیر میکروسکوپ، میله‌های تیره - باکتری‌ها به جای مخمر - را در مخازن ترش کشف کرد. این کشف به او کمک کرد تا نظریه تخمیر را تدوین کند: میکروارگانیسم‌ها مواد مغذی را جذب می‌کنند و سپس ترکیبات جدیدی تولید می‌کنند. بسته به گونه، آنها می‌توانند کره را فاسد یا آب انگور را به شراب تبدیل کنند.

این کشف باعث شد پاستور یک پست معتبر جدید در پاریس به دست آورد. پاستور در شرح کشف خود، به طور گذرا پیشنهاد کرد که باکتری‌ها ممکن است از طریق هوا شناور شده و در مخازن رسوب کرده باشند. این تصور باعث شد فلیکس-آرشیمد پوچه، یکی از برجسته‌ترین طبیعت‌شناسان فرانسه، نامه‌ای خشمگین برای او بنویسد.

پوچه به پاستور اطلاع داد که میکروارگانیسم‌هایی که پاستور کشف کرده بود، از هوا وارد مخازن نشده‌اند. در عوض، آب چغندر به طور خود به خودی آنها را تولید کرده است. پوچه قبلاً نوشته بود: "تولید خود به خودی، تولید یک موجود سازمان‌یافته جدید است که فاقد والدین است و تمام عناصر اصلی آن از ماده محیطی گرفته شده است."

پاستور با خونسردی پاسخ داد که آزمایش‌های تولید خود به خودی پوچه به طور مهلکی دارای نقص است. درگیری بین پاستور و پوچه باعث شد آکادمی علوم فرانسه مسابقه‌ای را برای بهترین مطالعه در مورد واقعی بودن یا نبودن تولید خود به خودی اعلام کند. آنچه به عنوان یک اختلاف خصوصی آغاز شده بود، به یک نمایش عمومی تبدیل شد. پاستور و پوچه هر دو برای شرکت در مسابقه برای جایزه 2500 فرانک ثبت نام کردند.

مردم مشتاقانه این رقابت را دنبال می‌کردند و تلاش می‌کردند تا هر یک از دیدگاه‌های زندگی را تصور کنند. تولید خود به خودی بوی کفرآمیزی داشت: اگر زندگی می‌توانست خود به خود به وجود بیاید، نیازی به مداخله الهی نداشت. اما ادعای پاستور مبنی بر اینکه جو مملو از میکروب است، ذهن قرن نوزدهمی را نیز تحت فشار قرار می‌داد. یک روزنامه‌نگار فرانسوی به پاستور اطلاع داد که او در مسابقه شکست خواهد خورد. او گفت: "دنیایی که می‌خواهی ما را به آن ببری واقعاً بسیار خیالی است."

پاستور برای اثبات واقعی بودن دنیای خود، شروع به بیرون کشیدن میکروب‌ها از هوا کرد. او با همکاری شیشه‌گران، فلاسک‌هایی با دهانه‌های باریک ایجاد کرد که چندین اینچ کشیده شده بودند. او آنها را با آبگوشت استریل پر کرد و منتظر ماند تا ببیند آیا چیزی در داخل آن رشد می‌کند یا خیر. اگر گردن‌ها مستقیماً به سمت بالا اشاره می‌کردند، آبگوشت اغلب با میکروارگانیسم‌ها کدر می‌شد. اما اگر او گردن‌ها را شیب‌دار می‌کرد تا دهانه‌ها به سمت پایین اشاره کنند، آبگوشت شفاف می‌ماند. پاستور استدلال کرد که میکروب‌های موجود در هوا می‌توانند به داخل فلاسک‌ها شناور شوند، اما نمی‌توانند خود را در یک مسیر صعودی به بالا برسانند.

وقتی پوچه در مورد آزمایش‌های پاستور شنید، پوزخند زد. آیا پاستور واقعاً معتقد بود که هر میکروبی در مواد آلی در حال پوسیدگی از هوا می‌آید؟ اگر این درست بود، هر میلی‌متر مکعب هوا مملو از میکروب‌هایی بیشتر از تمام مردم روی زمین بود. پوچه گفت: "هوایی که در آن زندگی می‌کنیم تقریباً چگالی آهن را خواهد داشت."

پاستور با تغییر فرضیه خود پاسخ داد. او گفت: میکروب‌ها همه جا نیستند. در عوض، آنها در ابرهایی شناور هستند که در برخی مکان‌ها شایع‌تر از سایر مکان‌ها هستند.

پاستور برای اثبات ادعای خود، فلاسک‌های گردن صاف خود را از آزمایشگاهش بیرون آورد و شروع به جمع‌آوری میکروب‌ها کرد. در حیاط رصدخانه پاریس، هر 11 فلاسک او با میکروب‌های تکثیر شده کدر شدند. اما وقتی به حومه شهر سفر کرد و دوباره آزمایش خود را انجام داد، بیشتر فلاسک‌های او استریل ماندند. هر چه پاستور از سکونتگاه‌های انسانی دورتر می‌شد، زندگی معلق در هوا کم‌تر می‌شد. پاستور برای آزمایش شدید این ایده، تصمیم گرفت از Mer de Glace بالا برود.

اولین تلاش او برای رسیدن به یخچال طبیعی با شکست مواجه شد. پس از بالا نگه داشتن یک فلاسک، سعی کرد از شعله یک لامپ برای بستن گردن آن استفاده کند، اما نور خیره‌کننده خورشید شعله را نامرئی کرد. پاستور در حالی که با لامپ دست و پنجه نرم می‌کرد، نگران بود که مبادا آبگوشت را با میکروب‌هایی که روی پوست یا ابزارش حمل می‌کرد، آلوده کند. او تسلیم شد و شب را به یک کلبه کوهستانی کوچک رفت.

او فلاسک‌های خود را در حالی که می‌خوابید باز گذاشت. صبح روز بعد آنها مملو از میکروارگانیسم‌ها بودند. پاستور به این نتیجه رسید که این کلبه مملو از میکروب‌های معلق در هوا بود که مسافران از سراسر جهان آورده بودند.

در اواخر همان روز، پاستور لامپ خود را طوری اصلاح کرد که شعله به اندازه کافی روشن بسوزد تا بتواند آن را در زیر نور خورشید منعکس شده از یخچال ببیند. وقتی دوباره از Mer de Glace بالا رفت، آزمایش بی‌عیب و نقص انجام شد. تنها یکی از فلاسک‌ها با میکروب‌ها کدر شد. 19 فلاسک دیگر استریل باقی ماندند.

در نوامبر 1860، پاستور با 73 فلاسک که در سفرهای خود استفاده کرده بود، وارد آکادمی علوم در پاریس شد. او وارد سالن گنبدی شد، به سمت میزی که کمیته جایزه نشسته بود رفت و فلاسک‌ها را روی آن گذاشت. قضات در حالی که پاستور شواهد خود را شرح می‌داد، به آبگوشت خیره شدند و گفتند که "اثبات غیرقابل انکاری" از میکروب‌های شناور در مکان‌های مسکونی ارائه می‌دهد.

پوچه از پذیرش شواهد خودداری کرد، اما با این وجود از مسابقه کناره‌گیری کرد. جایزه به پاستور اهدا شد.

با این حال، این دو به درگیری ادامه دادند. رقابت آنقدر شدید باقی ماند که آکادمی کمیسیون جدیدی را برای ارزیابی آخرین آزمایش‌های آنها ایجاد کرد. پوچه با درخواست زمان بیشتر برای تحقیقات خود، روند کار را به تعویق انداخت.

پاستور تصمیم گرفت افکار عمومی را به دست گیرد و نمایشی به راه بیندازد. شامگاه 7 آوریل 1864، پاستور در آمفی‌تئاتری مملو از نخبگان پاریسی، در حالی که توسط تجهیزات آزمایشگاهی و لامپی برای نمایش تصاویر روی پرده احاطه شده بود، ایستاده بود. او به مخاطبان گفت که بدون این که تشخیص دهند هوا مملو از میکروب‌های نامرئی است، جلسه را ترک نخواهند کرد. او گفت: "ما اکنون نمی‌توانیم آنها را ببینیم، به همان دلیلی که در روز روشن نمی‌توانیم ستارگان را ببینیم."

به دستور پاستور، چراغ‌ها خاموش شدند، به جز یک مخروط نوری که ذرات شناور گرد و غبار را آشکار می‌کرد. پاستور از مخاطبان خواست تا بارش بارانی از گرد و غبار را روی هر سطحی در آمفی‌تئاتر تصور کنند. او گفت که این گرد و غبار زنده است.

سپس پاستور از یک پمپ برای عبور هوا از یک تکه پنبه استریل استفاده کرد. پس از خیساندن پنبه در آب، یک قطره از آن را زیر میکروسکوپ قرار داد. او تصویر آن را روی پرده نمایش داد تا مخاطبان ببینند. در کنار دوده و تکه‌های گچ، آنها می‌توانستند ذرات متحرک را تشخیص دهند. پاستور گفت: "آقایان، اینها میکروب‌های موجودات میکروسکوپی هستند."

او گفت که میکروب‌ها در همه جای هوا وجود دارند - در گرد و غبار پخش می‌شوند، پروازهایی با فواصل نامشخص انجام می‌دهند و سپس به زمین باز می‌گردند، جایی که جادوی تخمیر خود را انجام می‌دهند. پاستور گفت که میکروب‌ها "همه چیز را روی سطح این کره که زمانی زندگی داشته است، در اقتصاد عمومی خلقت" تجزیه می‌کنند.

او افزود: "این نقش بسیار عظیم، شگفت‌انگیز و کاملاً تکان‌دهنده است."

این سخنرانی با تشویق ایستاده به پایان رسید. جستجوی پاستور برای میکروب‌های شناور، او را به بالاترین رده‌های علم فرانسه رساند.

تا زمانی که او 31 سال بعد درگذشت، پاستور آنقدر اکتشافات تغییردهنده جهان انجام داده بود که در بسیاری از مدح و تسلیت‌ها و آگهی‌های ترحیم او اشاره‌ای به سفرش به Mer de Glace نشد.

اما دانشمندان امروزی تشخیص می‌دهند که پاستور اولین نگاه اجمالی به دنیایی داشت که آنها تازه شروع به درک آن کرده‌اند. آنها اکنون می‌دانند که زندگی بسیار بیشتر از آنچه او تصور می‌کرد، در جو جریان دارد، تا استراتوسفر. آئروبیوم پررونق ما باعث شده است که برخی از دانشمندان استدلال کنند که آئروبیوم‌های فرازمینی ممکن است در ابرهای سیارات دیگر شناور باشند. به نظر می‌رسد که دنیای ما تنها دنیایی نیست که باور کردن آن بسیار خیالی است.