23 августа 1847 года Луи Пастер защитил две диссертации — по химии и по физике — на звание доктора наук. Обе диссертации он посвятил своим родителям. В этом сказалась склонность двадцатипятилетнего ученого к сентиментальности. Когда он получил из дому письмо в ответ на свое сообщение о присуждении ему докторской степени, он плакал от умиления перед скромностью и нетребовательностью своего дорогого отца.

«Я был далек от того, чтобы рассчитывать на это, — писал Пастер-старший. — Мое честолюбие было вполне удовлетворено тем, что ты получил право на преподавание…» И в другом письме: «Ты хорошо делаешь, что идешь прямо к цели. Если тебе и приходилось не раз выслушивать от меня возражения, то это только потому, что я горячо люблю тебя. Меня всегда беспокоит одно и то же: я боюсь, что ты не выдержишь такой напряженной жизни…»

Пока он отлично выдерживал эту напряженную жизнь. Пытливый и ненасытный в жажде знаний, он всегда вдохновлялся теми работами, которые ему приходилось делать или в которых он принимал участие. И эта постоянная приподнятость, огромное нервное напряжение заставляли его забывать о своих недугах, да и недуги в такие периоды меньше беспокоили его.

Диссертация по физике называлась «Исследование явлений, относящихся к свойствам жидкостей вращать плоскость поляризации». Тема была выбрана Пастером не случайно — она являлась введением к изучению соотношения между кристаллической формой веществ и их химическим составом.

Наконец он получил возможность безраздельно посвятить себя науке. И с необычайной быстротой и одновременно с большой точностью он делает свое первое исследование и пишет об этом родным: «Я бесконечно счастлив. Я рассчитываю в ближайшем будущем опубликовать одну работу по кристаллографии».

Есть такие вещества, которые обладают своеобразной способностью по-разному кристаллизоваться в зависимости от режима кристаллизации. Сера, например, образует совершенно различные кристаллы, плавясь в тигле при высокой температуре и растворяясь в углероде: из расплава образуются кристаллы, похожие на иглы, из раствора — ромбы. Поэтому сера, как и все подобные вещества, называется диморфным веществом.

Пастер взялся за составление полного списка таких веществ, но не потому, что его интересовало число их в природе. В дальнейшем он намеревался проникнуть в глубь вопроса, выяснить, почему с одними веществами происходят такие превращения, тогда как другие имеют постоянную кристаллическую форму при любых условиях кристаллизации. Иными словами, его интересовало, какова связь подобных явлений со строением молекулы и ее химическими и физическими свойствами.

Это была еще одна ступень к той платформе, на которой он намеревался дать генеральное сражение — кому бы вы думали? — целому ряду маститых ученых.

Работа была закончена к марту 1848 года, и 20 марта Пастер уже читал в Парижской Академии наук выдержки из своей статьи «Исследования по диморфизму».

В марте 1848 года… Слова «родина», «революция» врывались с улицы в лабораторию. Они волновали и вызывали прилив патриотических чувств, и Пастер с душевным трепетом вслушивался в эти слова. Республику он представлял себе довольно смутно, для него это было нечто благородное, «братское». Далекий от политической жизни, погруженный в исследования, почти не покидавший лабораторию, он не имел представления ни о характере происходящей буржуазной революции 1848 года, ни о ее целях и задачах. Выйдя из Академии наук после сделанного там сообщения, счастливый Пастер попал на площадь Пантеона; здесь он увидел толпу народа возле наскоро сколоченного балаганчика. Он остановился и прочел красочную вывеску: «Алтарь отечества», — тут собирали средства для нужд революции. Взволнованный до глубины души, Пастер помчался домой, взял все свои скудные сбережения — 150 франков — и тем же путем вернулся на площадь Пантеона. Возложив этот дар на «Алтарь отечества», он почувствовал себя гражданином республики и решил, что должен что-то еще сделать, чтобы не остаться в стороне от такого грандиозного события.

В результате он поступил в Национальную гвардию и, верный своим привычкам, тотчас же написал письмо домой: «Я пишу вам из почтового отделения вокзала Орлеанской железной дороги, где я служу в Национальной гвардии… Я очень рад, что был в Париже в эти февральские дни и нахожусь в нем теперь. Мне было бы тяжело расстаться с Парижем. Какими прекрасными и возвышенными уроками являются все события, которые развертываются на наших глазах…, если понадобится, я храбро буду бороться за святое дело республики».

Продолжалось это недолго — то ли Пастер понял, что толку от него в качестве солдата Национальной гвардии мало, то ли не смог прожить без лаборатории, только очень скоро он уже снова дни и ночи сидел взаперти в Эколь Нормаль, склонившись над своими кристаллами.

Страсть к неизведанному, к прокладыванию новых путей, к распутыванию неразрешенных и, казалось бы, неразрешимых проблем была отличительной чертой Пастера. И словно бы нарочно, именно он всю жизнь натыкался на эти темные и туманные вопросы, будь то в библиотеке Эколь Нормаль или на заводе промышленника Биго, на полях Шартра или в родильном доме. Случай заботливо сводил его с тайнами природы для того, чтобы он эти тайны раскрывал. Это не были слепые случайности: на них наталкиваются только подготовленные умы, они попадаются на пути тех ученых, которые все делают, чтобы на них натолкнуться.

Так, Пастер, выискивающий во множестве книг не освещенные еще, загадочные уголки науки, прочел статью знаменитого немецкого химика Митчерлиха, опубликованную в «Известиях Парижской Академии наук» 14 октября 1844 года. Статью эту Пастер так часто и проникновенно читал, что запомнил ее наизусть. В ней и в самом деле содержались любопытные факты, на которые человек, подобный Пастеру, не мог не обратить внимания.

Речь шла о кислотах, получаемых из винного камня: винной кислоте и виноградной. Причем вторая была чисто случайно получена одним фабрикантом за четверть века до того, как Митчерлих написал свою статью, и получить ее снова никак не удавалось. Кристаллы одной и другой кислот и их солей, как писал Митчерлих, имеют один и тот же химический состав, одну и ту же кристаллическую форму с одинаковыми углами, тот же удельный вес, то же двойное преломление света, их оптические оси образуют тот же угол, их водные растворы обладают одинаковым преломлением. Иными словами, природа этих кристаллов, число атомов в молекуле, расположение и расстояние атомов друг от друга одинаковы в обоих веществах. Но раствор винной кислоты изменяет направление поляризованного луча вправо, а раствор виноградной оптически совершенно недеятелен. В чем же причина столь различного поведения одинаковых во всем кристаллов?

Ни Митчерлих, ни французский ученый Провостэ, также изучавший это явление, не смогли ответить на поставленный вопрос. Не ответил на него и знаменитый физик Жан-Батист Био, который задолго до этих ученых высказал мысль, что свойство некоторых тел вращать плоскость поляризации, очевидно, стоит в связи с кристаллической формой тел и что изучение этого вопроса поможет проникнуть в тайны молекулярного строения материи.

Тайна оставалась тайной и именно своей неразрешимостью привлекла внимание Пастера.

Прочитав статью Митчерлиха, а затем и работу Провостэ, Пастер утратил покой. Прежде всего он изучил явление поляризации, и оно показалось ему интересным и поэтичным.

Примерно за двести лет до того, как Пастер занялся изучением кристаллов, было открыто удивительное свойство исландского шпата раздваивать луч света. Если смотреть через пластинку этого минерала на какое-либо изображение, то можно видеть не одно, а два изображения. Такое двойное лучепреломление было достаточно хорошо изучено в последующие десятилетия. Оказалось, что раздвоенный пучок света превращается как бы в два самостоятельных луча, и каждый из них ведет себя неодинаково. Если из полевого шпата выточить призму, распилить ее по диагонали и снова склеить канадским бальзамом, а затем пропустить через нее пучок света, то пройдет только один из двух лучей, второй же отразится от канадского бальзама и отклонится в сторону. Если потом поставить на пути второго луча еще одну такую же призму, так, чтобы плоскости ее были параллельны первой, отклонившийся луч пройдет через нее, как через любое другое прозрачное тело. Но стоит повернуть вторую призму на 90 градусов, как луч снова отклонится. Теперь уже колебания в проходящем свете совершаются в определенной плоскости — световые волны стали поляризованными. Такой поляризованный свет может проходить только через определенно расположенную атомную решетку. И если между двумя такими призмами расположить какое-либо прозрачное вещество, например пластинку горного хрусталя или трубочку с раствором сахара, поляризованный луч, пройдя через них, снова изменит плоскость своих колебаний и, отклонившись вправо или влево, сможет пройти через повернутую на 90 градусов вторую призму. Способность тел вращать плоскость поляризации называется оптической активностью.