زندگینامه لویی پاستور؛ دانشمند برجسته شیمی و میکروبیولوژی

«لویی پاستور» شیمی‌دان و میکروبیولوژیست برجسته فرانسوی است. پاستور با کشف ایزومرهای نوری، علوم شیمی را دگرگون ساخت. همچنین، با تحقیقات خود در زمینه تخمیر و کشف باکتری‌های بی‌هوازی، علم میکروب‌شناسی را پایه‌گذاری کرد. کار او در زمینه تئوری میکروب‌ها منجر به تولید واکسن‌هایی برای بیماری‌هایی مانند هاری شد. او فرایند پاستوریزه کردن را برای جلوگیری از فساد مواد غذایی اختراع کرد. تلاش‌های پاستور پایه‌گذار علم میکروبیولوژی و ایمنی‌شناسی مدرن شد و تأثیر زیادی بر پزشکی امروز گذاشت. در این مقاله از دیجیاتو، مروری بر زندگی و دستاوردهای علمی این دانشمند بزرگ خواهیم داشت.

لویی پاستور کیست؟ تولد و تحصیل

لوئیس پاستور در 27 دسامبر 1822 در دُل (Dole)، شهر کوچکی در شرق فرانسه، متولد شد. پدرش، «جان-ژوزف پاستور»، ارشد ارتش ناپلئون بناپارت بود که پس از بازنشستگی به کار چرم‌سازی مشغول شد. مادرش «ژان-اتینت روکی» نام داشت. لویی یک خواهر بزرگ‌تر و دو خواهر کوچک‌تر داشت. خانواده پاستور مذهبی بودند و زندگی ساده‌ای داشتند.

در سال 1827، خانواده پاستور به شهر آرابوا نقل مکان کردند و در سال 1831، لویی وارد مدرسه ابتدایی شد. او پیش از ورود به مدرسه، با کمک پدر خواندن را آموخته بود. بااین‌حال، برخلاف سایر دانشمندان و بزرگمردان دنیا، لویی پاستور از بچگی شور و علاقه‌ای به درس نداشت و پتانسیل این را داشت که مثل دیگر اعضای خانواده‌اش به دباغی نسبتاً موفق تبدیل شود. او دانش‌آموزی متوسط بود، اما در نقاشی و طراحی پرتره مهارت داشت و برخی مواقع به ماهیگیری می‌پرداخت.

در دوران نوجوانی، لویی از دوست پدرش که دانشمند بود، آموزش خصوصی رایگان دریافت کرد. با این کمک اضافی، لویی توانست توانایی‌های تحصیلی خود را بیشتر نمایان کند و شروع به کسب جوایز در مدرسه کرد. به‌تدریج مشخص شد که تحصیلات دانشگاهی برای او مناسب خواهد بود. پدرش تصور می‌کرد که لویی به یک معلم محترم در یک مدرسه عالی تبدیل خواهد شد.

در سال ۱۸۳۹، لویی پاستور وارد کالج سلطنتی بسانسون (Besançon) شد و موفق شد در سال ۱۸۴۰، دیپلم خود را در رشته هنر دریافت کند. سپس توانست به‌عنوان دستیار در همان کالج مشغول به تدریس شود.

برای دو سال، لویی پاستور به‌سختی تلاش کرد تا هم‌زمان با بهبود مدارک تحصیلی‌اش، مخارج زندگی خود را تأمین کند. پس از این دوره، تصمیم گرفت در آزمون ورودی دانش‌سرای عالی نرمال (École Normale Supérieure، به‌اختصار ENS) شرکت کند؛ اما در این آزمون شکست خورد.

او که برای این آزمون با دقت در کلاس‌های اضافی ریاضیات، فیزیک و شیمی آماده شده بود، درعین‌حال زمان زیادی – شاید بیش‌ازحد – را به کشیدن پرتره‌های پاستلی اختصاص داده بود، که این امر در نهایت مانع موفقیتش در این آزمون شد.

پاستور یک سال دیگر به‌عنوان دستیار تدریس مشغول به کار بود تا اینکه در سال ۱۸۴۳ به پاریس رفت و در مدرسه لیسه سن‌لویی (Lycée Saint-Louis) ثبت‌نام کرد؛ مدرسه‌ای که هدف آن آماده‌سازی دانش‌آموزان برای ورود به ENS بود. در اینجا، او جایزه بهترین دانش‌آموز فیزیک را از آن خود کرد و با رتبه‌ای عالی در آزمون ورودی ENS پذیرفته شد.

ورود به اکول نرمال سوپریور (ENS)

در سال ۱۸۴۴، در سن ۲۱ سالگی، لویی پاستور وارد ENS شد و در سال ۱۸۴۵ مدرک خود را در رشته علوم دریافت کرد. در سال ۱۸۴۶، او در رشته علوم فیزیکی در آزمون معتبر Agrégation (یک آزمون دولتی بسیار معتبر برای افرادی بود که می‌خواستند در حوزه آموزش کار کنند) مقام سوم را کسب کرد.

پس از این موفقیت، او به تدریس در یک مدرسه عالی در تورنون منصوب شد؛ شغلی که او را وحشت‌زده کرده بود. او می‌خواست در پاریس بماند و به تحقیقات علمی و تدریس در سطوح عالی ادامه دهد.

خوشبختانه، شیمی‌دان مشهور و کاشف عنصر برم، «آنتوان جروم بالارد» از او دعوت کرد تا به‌عنوان دستیار آزمایشگاه در همان دانشگاه اکول نرمال همکاری کند. پاستور دعوت بالارد را پذیرفت و تحقیقاتش را در زمینه بلورنگاری در همین دانشگاه آغاز کرد.

در سال ۱۸۴۷، لویی پاستور ۲۴ ساله، دو پایان‌نامه‌ی مجزا در رشته‌های شیمی و فیزیک ارائه داد و موفق به دریافت مدرک دکترا از دانشگاه نرمال شد. سال بعد، هنگامی که تنها ۲۵ سال داشت، به‌عنوان استاد شیمی در دانشگاه استراسبورگ منصوب شد.

دستاوردهای علمی لویی پاستور 

لویی پاستور نخستین کشف بزرگ خود را در سال ۱۸۴۸ انجام داد. برای چندین سال، دانشمندان درمورد ترکیبات آلی مانند اسید تارتاریک (ماده شیمیایی که در رسوبات شراب درحال تخمیر یافت می‌شود) سردرگم بودند. دانشمندان از چرخش نور پلاریزه به‌عنوان روشی برای مطالعه بلورها استفاده می‌کردند. وقتی نور پلاریزه از محلول اسید تارتاریک حل‌شده عبور می‌کند، زاویه نور تغییر می‌کند.

پاستور مشاهده کرد که ترکیب دیگری به نام اسید پاراتارتاریک نیز در رسوبات شراب یافت می‌شود و همان ترکیب اسید تارتاریک را دارد. اکثر دانشمندان فرض کرده بودند که این دو ترکیب مشابه هستند. بااین‌حال، پاستور مشاهده کرد که اسید پاراتارتاریک نور پلاریزه را نمی‌چرخاند. او نتیجه گرفت که اگرچه این دو ترکیب مشابه هستند، باید از نظر ساختاری متفاوت باشند.

عدم تقارن مولکولی و کشف ایزومرهای نوری

پاستور با بررسی دقیق اسید پاراتارتاریک نتیجه گرفت که دو نوع کریستال ریز مختلف وجود دارند. اگرچه مولکول‌های این دو ماده تقریباً مشابه به نظر می‌رسیدند، اما در واقع تصاویر آینه‌ای یکدیگر بودند. با این کشف پدیده، پاستور برای اولین بار مفهوم «ایزومرهای نوری» را معرفی کرد.

او این دو نوع کریستال را جدا کرد و محلول‌هایی از هرکدام ساخت. وقتی نور پلاریزه از هرکدام عبور کرد، متوجه شد که هر دو محلول نور را می‌چرخانند، اما در جهت‌های مخالف. زمانی که دو کریستال در محلول با هم بودند، اثر نور پلاریزه خنثی می‌شد.

این آزمایش ثابت کرد برای درک رفتار شیمیایی یک ماده، صرفاً مطالعه ترکیب کافی نیست و باید ساختار آن نیز بررسی شود. این کشف، دستاوردی بسیار مهم در تاریخ علم بود و وجود «عدم تقارن مولکولی» در طبیعت را آشکار کرد که اساس استریوشیمی (شیمی فضایی) شد.

کشف پاستور راه را برای پیشرفت‌های اساسی در شیمی، بیوشیمی و صنعت داروسازی هموار کرد.

نظریه تخمیر و مخمر زنده

در سال ۱۸۵۴، لویی پاستور در ۳۱ سالگی استراسبورگ را ترک کرد تا به‌عنوان رئیس دانشکده علوم دانشگاه لیل مشغول به کار شود؛ جایگاهی برای دانشمند جوان بسیار عالی محسوب می‌شد.

یکی از دانشجویان او در لیل، مشکلی را که پدر صنعتگرش با آن مواجه بود، با پاستور در میان گذاشت. پدر صاحب کارخانه تقطیر در لیل بود که از چغندرقند برای تولید الکل از طریق تخمیر استفاده می‌کرد. بااین‌حال، گاهی اوقات فرایند تخمیر با مشکل مواجه می‌شد و الکل با غلظت پایین تولید می‌شد یا الکل ترش می‌شد.

پاستور شیفته این مسئله شد و تصمیم گرفت پدیده تخمیر را بررسی کند. در آن زمان، رایج‌ترین توضیح برای تخمیر این بود که این فرایند نتیجه مرگ و تجزیه مخمر – یک میکروارگانیسم تک‌سلولی – است.

در سال ۱۸۵۸، پاستور ثابت کرد که تخمیر فرایندی است که به فعالیت مخمر زنده وابسته است. مخمر زنده قند را به الکل تبدیل می‌کند و همین میکروارگانیسم‌ها مسئول ترش شدن نوشیدنی‌هایی مانند شراب، آبجو و حتی شیر هستند.

کشف حیات بی‌هوازی

در سال ۱۸۵۷، لویی پاستور در ۳۴ سالگی به‌عنوان مدیر مطالعات علمی به ENS بازگشت. اما با مشکلی بزرگ مواجه شد: هیچ آزمایشگاهی برای او در دسترس نبود و دولت اعلام کرد که بودجه‌ای برای تحقیقات وجود ندارد.

پاستور که مصمم به ادامه تحقیقاتش بود، شخصاً هزینه تبدیل بخشی از اتاق زیرشیروانی ENS به آزمایشگاه را پرداخت و تحقیقات خود را از بودجه شخصی‌اش تأمین کرد.

این تلاش‌ها خیلی زود به نتیجه رسید و او موفق به کشف نوعی کاملاً جدید از موجودات زنده شد: میکروب‌های بی‌هوازی. این میکروب‌ها بدون نیاز به هوا یا اکسیژن موجود در آن، به حیات خود ادامه می‌دهند.

اختراع فرایند پاستوریزه کردن

پس از چندین سال مطالعه روی تأثیرات مفید و مضر میکروب‌ها بر مواد غذایی، پاستور در سال ۱۸۶۲ فرایند «پاستوریزاسیون» یا «پاستوریزه کردن» را اختراع کرد. در این فرایند، محصولاتی مانند شیر، شراب و آبجو مدت کوتاهی در دمایی بین ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شوند. این کار باعث ازبین‌رفتن میکروارگانیسم‌هایی می‌شود که می‌توانند باعث فساد این محصولات شوند.

رد نظریه «خلق‌الساعه» یا نسل خودبه‌خودی حیات

تا اواسط قرن نوزدهم، بسیاری از دانشمندان همچنان باور داشتند که موجودات زنده می‌توانند به‌صورت خلق‌الساعه در محیط‌هایی مانند برکه‌های کثیف یا گوشت فاسد ظاهر شوند. این باور با وجود تحقیقات دانشمندانی مانند «تئودور شوآن» که نشان داده بودند میکروب‌ها نمی‌توانند به‌طور ناگهانی و بدون منشأ در محیط ظاهر شوند، همچنان پابرجا بود.

وقتی لویی پاستور تصمیم گرفت در این بحث داغ علمی شرکت کند، دوستانش تلاش کردند او را منصرف کنند. به عقیده آنها، این موضوع بیش‌ازحد جنجالی بود و می‌توانست شهرت علمی پاستور را به خطر بیندازد. اما پاستور، که تحقیقات آزمایشگاهی‌اش او را به یقین رسانده بود که نظریات شوآن صحیح است، از این چالش استقبال کرد.

در سال ۱۸۶۰، آکادمی علوم فرانسه برای اثبات وجود یا عدم وجود خلق‌الساعه حیات، جایزه‌ای به ارزش ۲۵۰۰ فرانک تعیین کرد.

پاستور در سال ۱۸۶۲ این جایزه را از آن خود کرد. او نشان داد که در محلول‌های مغذی‌ای که با حرارت استریل شده‌اند، هیچ میکروبی رشد نمی‌کند؛ به‌شرطی که هوای بالای محلول نیز استریل باشد. اما اگر هوای غیر استریل به محلول دسترسی پیدا کند، رشد میکروب‌ها آغاز می‌شود.

این آزمایش اثبات کرد که میکروب‌ها از طریق هوای غیر استریل وارد محیط می‌شوند و به‌طور خودبه‌خودی به وجود نمی‌آیند. این کشف نقطه پایانی بر نظریه خلق‌الساعه زندگی گذاشت و یکی از ستون‌های اصلی نظریه میکروبی بیماری‌ها را بنا نهاد.

نظریه میکروبی

پاستور به این نتیجه رسید که علت بروز بیماری‌ها نیز احتمالاً باید حاصل فعالیت‌های میکروب‌ها باشد و برای حفظ سلامتی، باید مانع ورود این میکروب‌ها به بدن شویم. او پیشنهاد کرد که برای حذف میکروب‌ها از روش‌هایی همچون فیلتراسیون، گرما دادن یا استفاده از مواد شیمیایی بهره گرفته شود.

«جوزف لیستر»، جراح انگلیسی، با مطالعه تحقیقات پاستور، در سال ۱۸۶۷ روش‌های ضدعفونی را در جراحی به‌ کار گرفت. او ابزارهای جراحی را استریل کرد و زخم‌ها را با استفاده از اسید کربولیک تمیز کرد. این نوآوری‌ها باعث کاهش چشمگیر عفونت‌ها و مرگ‌ومیر پس از عمل‌های جراحی شد.

کشف بیماری کرم ابریشم

در سال ۱۸۶۳، لویی پاستور به‌عنوان استاد زمین‌شناسی، فیزیک و شیمی در مدرسه عالی ملی هنرهای زیبای پاریس منصوب شد. دیری نگذشت که او توجه خود را به مشکلی معطوف کرد که ارتباط چندانی با رشته‌های تدریسی‌اش نداشت.

صنعت ابریشم فرانسه – و در واقع کل صنعت ابریشم اروپا – به‌دلیل نوعی بیماری که هیچ‌کس توان متوقف کردنش را نداشت، در آستانه نابودی قرار گرفته بود. در سال ۱۸۶۵، دولت وقت از پاستور درخواست کرد تا این مشکل را بررسی کند.

در اواخر سال ۱۸۶۷، پاستور کشف کرد که تخم‌های کرم ابریشم مورد حمله میکروب‌های انگلی قرار می‌گیرند و روش‌هایی برای پیشگیری از این مشکل توسعه داد که به‌سرعت در میان تولیدکنندگان ابریشم جهان مورد استفاده قرار گرفت.

پاستور دریافت که در بروز یک بیماری، ممکن است بیش از یک نوع میکروب نقش داشته باشد. او کشف کرد که بیماری کرم‌های ابریشم در واقع توسط 2 میکروارگانیسم کاملاً متفاوت ایجاد می‌شود.

سکته مغزی و ایستادگی لویی پاستور

در سال ۱۸۶۸، پاستور در سن ۴۵ سالگی دچار سکته مغزی شد و نیمه سمت چپ بدنش از کار افتاد. یک سال پس از این واقعه تلخ، ناپلئون در نبردی سنگین از آلمان‌ها شکست خورد. این شکست، زنجیره‌ای از تحولات را به‌همراه داشت که در نهایت به تشکیل دولتی جدید در فرانسه انجامید.

در این میان، پاستور با اقدامی جسورانه و شاید بی‌پروا، توجه امپراتوری تازه‌تأسیس فرانسه را به‌سمت آزمایش‌های علمی خود جلب کرد و موفق شد نظر مساعد آنها را به دست آورد.

همان سال، درخشش کارهای او مورد تحسین دانشگاه بن قرار گرفت و به او دکترای افتخاری پزشکی اعطا شد. دولت اتریش نیز جایزه‌ای را که برای حل مشکل کرم‌های ابریشم تعیین کرده بود، به او اهدا کرد.

دولت جدید، برای نشان دادن حسن نیت خود، آزمایشگاهی مجهز و پیشرفته در اختیار لویی پاستور قرار داد تا او بتواند تحقیقات خود در حوزه علوم پزشکی را با قدرت و امکانات بیشتری نسبت به گذشته ادامه دهد.

تحقیق پیرامون وبای پرندگان و کشف واکسن سیاه‌زخم

تأسیس انستیتو پاستور

در سال ۱۸۸۷، لویی پاستور مؤسسه‌ای را بنیان نهاد که به نام او شناخته می‌شود. او دانشمندانی را با تخصص‌های مختلف دور هم جمع کرد تا در انستیتوی وی کار کنند. دانشمندان این مؤسسه تحقیقات خود را روی مطالعه بیماری‌های عفونی، ویروس‌ها، میکروارگانیسم‌ها و واکسن‌ها متمرکز کردند.

10 نفر از پژوهشگران این مؤسسه موفق به دریافت جایزه نوبل در رشته پزشکی شده‌اند. پژوهشگران انستیتو پاستور اولین کسانی بودند که ویروس HIV را شناسایی کردند و اکتشافات آنها منجر به بهبود درمان بیماری‌های کشنده‌ای مانند دیفتری، آنفلوآنزا، طاعون، فلج اطفال، کزاز، سل و تب زرد شده است.

انستیتو پاستور با هدف ادامه دادن راه بنیان‌گذار خود، یعنی مطالعه میکروارگانیسم‌ها و درمان و پیشگیری از بیماری‌ها، فعالیت می‌کند.

زندگی شخصی و پایان عمر

کمی بعد از ورود به دانشگاه استراسبورگ به‌عنوان استاد شیمی، لویی پاستور با «ماری لوران»، دختر رئیس دانشگاه، آشنا شد. آنها در مه ۱۸۴۹ ازدواج کردند. در آن زمان، پاستور ۲۶ ساله و ماری ۲۳ ساله بود.

ماری با علم به اینکه پاستور به‌طور غیرمعمولی به کارهای پژوهشی‌اش متعهد است، با او ازدواج کرد. گفته می‌شود در روز عروسی‌شان، شخصی را به آزمایشگاه فرستادند تا به پاستور یادآوری کند که به عروسی خود برود!

پس از ازدواج، ماری به شریک فکری مورد اعتماد پاستور و ثبت‌کننده ایده‌ها و افکار او تبدیل شد. این زوج صاحب 5 فرزند شدند که متأسفانه 3 نفر از آنها در کودکی به‌دلیل ابتلا به حصبه از دنیا رفتند؛ فقدانی که تحمل آن برایشان بسیار دشوار بود.

پاستور در سن ۴۵ سالگی اولین سکته مغزی خود را تجربه کرد؛ سکته‌ای که به‌مرور سلامت او را در سال‌های بعد به خطر انداخت. در سال ۱۸۹۴، در سن ۷۱ سالگی، سکته‌ای شدید وضعیت جسمی او را به‌شدت وخیم کرد.

پاستور سال‌های پایانی زندگی خود را از سال ۱۸۸۸ به بعد، همراه با همسرش ماری، در آپارتمان بزرگی که برای خود در انستیتو پاستور در پاریس ساخته بود، گذراند.

لویی پاستور در تاریخ ۲۸ سپتامبر ۱۸۹۵، در سن ۷۲ سالگی، بر اثر سکته مغزی در پاریس درگذشت. ماری نیز پس از درگذشت پاستور، ۱۵ سال دیگر در این آپارتمان زندگی کرد تا اینکه در سال ۱۹۱۰ از دنیا رفت.

پاستور به‌قدری نزد مردم فرانسه مورد احترام بود که پس از برگزاری مراسم تشییع دولتی، در کلیسای نوتردام به خاک سپرده شد. در سال 1896، بقایای پیکر او به آرامگاهی در مؤسسه پاستور در پاریس منتقل شد. پس از درگذشت ماری، او نیز در همان آرامگاه دفن شد.

جوایز و افتخارات

لویی پاستور جوایز علمی و مدارک افتخاری بسیاری دریافت کرد که ازجمله مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:

• مدال رامفورد (Rumford Medal) – ۱۸۵۶
  برای تحقیقات برجسته در زمینه اسیدها و ایزومرهای نوری.

• نشان مونتیون (Montyon Prize) – چندین بار بین سال‌های ۱۸۵۰ تا ۱۸۶۲
  آکادمی علوم فرانسه برای پژوهش‌ها در علم پزشکی و پیشگیری از بیماری‌ها این مدال را به او اهدا کرد.

• عضویت در آکادمی علوم فرانسه – ۱۸۶۲
• عضویت در آکادمی پزشکی فرانسه – ۱۸۷۳
• مدال کاپلی (Copley Medal) – ۱۸۷۴
  انجمن سلطنتی لندن به پاس دستاوردهای مهم او در شیمی و میکروب‌شناسی این مدال را به پاستور اهدا کرد.

• نشان لژیون افتخار فرانسه (French Legion of Honour)

  • ۱۸۵۳: درجه شوالیه (Knight).
  • 1863: ارتقا به درجه افسر (Officer).
  • 1868: ارتقا به درجه فرمانده (Commander)
  • 1878: افسر بزرگ (Grand Cross).
  • 1881: نشان بزرگ لژیون افتخار (Legion of Honor).
• جایزه آلبرت (Albert Medal) – ۱۸۸۲
  توسط انجمن سلطنتی هنرهای بریتانیا به‌دلیل مشارکت در علم و صنعت.
• عضویت در آکادمی سلطنتی هنر و علوم هلند – 1883
• عضویت در انجمن فلسفی آمریکا – 1885

• نام‌گذاری دهانه‌ای روی ماه به نام Pasteur – اوایل قرن بیستم

علاوه بر افتخارات ذکرشده، لویی پاستور به عضویت افتخاری بسیاری از محافل علمی معتبر در کشورهایی همچون هلند، برزیل و دیگر نقاط جهان درآمد و به پاس کشفیات علمی‌اش جوایز نقدی قابل‌توجهی نیز دریافت کرد.

یونسکو با همکاری انستیتو پاستور، در سالگرد ۱۰۰ سالگی لویی پاستور، مدالی را به نام او ابداع کرد. این مدال هر 2 سال یک بار به تحقیقاتی تعلق می‌گیرد که در زمینه سلامت انسان‌ها انجام می‌شود.

نام پاستور در قالب یادبودها و مکان‌های متعدد جاودانه شده است. خیابان‌های بسیاری در شهرهای بزرگ ایران، آمریکا، آرژانتین، استرالیا، لهستان و دیگر کشورها به افتخار این دانشمند بزرگ نام‌گذاری شده‌اند.

همچنین، مؤسسات تحقیقاتی برجسته‌ای همچون انستیتو پاستور در فرانسه و دانشگاه‌های پاستور در اسلواکی و فرانسه نام او را برای همیشه در تاریخ علم ثبت کرده‌اند.

وصیت‌نامه لویی پاستور

لویی پاستور، شیمی‌دان و میکروبیولوژیست برجسته فرانسوی و از بنیان‌گذاران اصلی میکروبیولوژی پزشکی، با کشفیات مهمی مانند پاستوریزاسیون و واکسن‌های هاری و سیاه‌زخم شناخته می‌شود. او نظریه عدم تقارن مولکولی را مطرح کرد و نشان داد که میکروارگانیسم‌ها عامل تخمیر و بیماری‌ها هستند.

پاستور به‌دلیل دستاوردهای علمی برجسته‌اش، به پدر میکروبیولوژی مدرن شهرت یافت و نشان لژیون افتخار فرانسه را دریافت کرد. او با تأسیس انستیتو پاستور، تحقیقات در زمینه بیماری‌ها را گسترش داد و نامش در قالب مؤسسات، مدارس و خیابان‌های متعددی در سراسر جهان جاودانه شده است.

سؤالات متداول

این مقاله در تاریخ 12 دی‌ماه 1403 توسط نویسنده «لیلا برغمدی» به‌روزرسانی شده است.