Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

С первой стадией успешно справились в лаборатории, но затем, ввиду ощутимого запаха, пришлось переместиться на крышу здания и расставить всё так, чтобы ветер дул экспериментаторам в спину. Пока селенида было всего несколько граммов, его удавалось удерживать и он не попадал в воздух. Однако вскоре события вышли из-под контроля, и то, что произошло затем, заслуживает пера Уэллса и Дефо. Про некоторые духи говорят, что их аромат можно по-настоящему оценить только при сильном разбавлении. То же верно и для алкилселенидов: по мере того как вещество рассеивалось в воздухе, вонь становилась все более невыносимой. Преодолев преграду в виде ловушек с перманганатом, струи отвратительного газа устремились вниз к беззащитным обитателям Кембриджа.

К несчастью, эксперименты пришлись на время празднования столетия Дарвина, которое как раз отмечали в городе в июне 1909-г0. Чаепития на свежем воздухе в садах были тут же прерваны, и когда гости устремились в комнаты, ужасный запах преследовал их и там, забираясь даже в чашки с чаем. На следующий день с подветренной стороны оказался Крист-колледж, в саду которого устроили празднование, и неприятности повторились. На улицах, в рекреациях колледжей, в кафе и парикмахерских, в конных трамваях — то есть везде, где в Кембрижде собираются люди, — все только и говорили про Запах.

Решительный протест обрушился на местные власти, газеты публиковали письма разгневанных налогоплательщиков, коммерсанты в Пэтти-Кьюри (и вообще всюду с подветренной стороны) спешно закрывали свои конторы и отправляли служащих в отпуск на неопределенный срок, пока зловоние не прекратится, — словом, в прежде безоблачной кембриджской атмосфере воцарилось страшное беспокойство. В конце концов, когда удалось выяснить, что источник всеобщего раздражения — университетская химическая лаборатория, газета “Кембридж дэйли ньюс” вышла с разоблачительным заголовком: “Что это было? Канализация оправдана, виновной признана наука”.

В связи с этим ученые работу решили продолжить на свободных просторах болот.

В итоге Поуп, Рид и еще один их коллега попросили у фермера из удаленного Уотербича разрешения создать “громоподобную вонь” на его землях. Фермер им разрешил и тут же пригласил химиков приехать на его ферму и понюхать навозные кучи — и кучи те наверняка произвели на ученых должное впечатление, но фермера ждал еще больший сюрприз. Поуп с друзьями отправились вверх по реке Кем на моторной лодке, захватив с собой два ящика лабораторного стекла и реактивов. Наконец спиртовые горелки и примус начали подогревать реакционную смесь. Фермер довольно скоро отправился в бегство, однако, продолжает Рид, большое стадо коров собралось полукругом с подветренной стороны, являя собой тихую, но заинтересованную аудиторию. В сотне ярдов ниже по течению река изгибалась вправо, и как раз вблизи этого места проплывавшие там лодки и баржи попадали в полосу зловония; недоумение пассажиров этих судов, в то время как странный аромат поражал одного за другим, было весьма забавным. Вскоре мы столкнулись с реакцией представителей фауны: насекомые всех видов, ползающие и летающие, облепили наш аппарат, причем некоторые даже пытались проникнуть внутрь, минуя пробки, колбы. Все их поведение свидетельствовало о том, что они были уверены — там их определенно ждет нечто замечательное.

На этой стадии, как ни печально констатировать, эксперимент был прерван: частично из-за ужасных запахов, но главным образом потому, что Поупа ждал новый и более заманчивый проект.

Read, John, Humour and Humanism in Chemistry (George Bell London, 194 7).

Сны Кекуле

Август Кекуле фон Страдониц, один из основателей структурной органической химии, родился в Дармштадте в 1829 году. После гимназии он поступил в Гессенский университет, где обучался вместе с Юстусом фон Либихом — самым великим из химиков-органиков. Затем последовала учеба во Франции и Англии. Позже Кекуле возглавил кафедру химии в Университете Гента, а затем, в 1865-м, переехал в Бонн, где и провел остаток жизни. Историки науки часто вспоминают Кекуле в связи с его знаменитыми снами — однажды ночью его посетили два озарения, существенно повлиявшие на развитие химии.

Впервые это случилось в Лондоне. Кекуле, снимавший жилье в Клапаме, лондонском пригороде, обычно проводил вечера за беседами с другом, немецким химиком Гуго Мюллером. Обсуждали химию: речь чаще всего шла о структуре молекул, особенно занимавшей Кекуле, — как в молекуле расположены атомы и как может случиться, что два вещества, обладая одинаковым составом (скажем, 5 атомов углерода и 12 атомов водорода), все же различаются. После одного из таких разговоров Кекуле отправился домой последним омнибусом. Был теплый летний вечер, и ученый выбрал кресло на крыше повозки. То, что затем произошло, много лет спустя он описывал так:

Я впал в задумчивость, и вот атомы замельтешили передо мной. Всякий раз, когда эти миниатюрные создания являлись мне, они быстро двигались. Однако теперь я заметил, что часто два небольших атома объединяются в пару, эту пару захватывает больший атом, а еще большие удерживают три или даже четыре меньших, и все это вертится в головокружительном танце. Я увидел, как большие атомы складываются в цепь, увлекая за собой меньшие, но только если те оказываются на самом конце цепи.

Кекуле, разбуженный выкриком извозчика “Клапам-роуд!”, возвратился к себе в комнату и провел остаток ночи за набрасыванием формул, из которых впоследствии выросла его структурная теория. Было уже известно, что валентность атома углерода равна четырем — другими словами, атом углерода в сложных веществах способен удерживать четыре других атома. Отсюда и следовало, что та же молекула С5Н12 — пентан из приведенного выше примера — существует в трех формах, в группе СН3 атом углерода связан с тремя атомами водорода, а в группе СН2 — с двумя:

Похожее озарение посетило Кекуле и в Генте. На этот раз предметом его размышлений была молекула бензола, С6Н6. Ее можно назвать прообразом всех ароматических соединений — класса, к которому принадлежит львиная доля и природных и синтетических веществ, наиболее интересных химикам. Снова выдержка из мемуаров:

Я сидел и писал учебник, но работа продвигалась плохо: мои мысли были не здесь. В конце концов я развернул кресло к камину и задремал. Атомы снова заплясали у меня перед глазами, только на сей раз небольшие группы скромно держались на периферии. Мой мысленный взор, обостренный частыми видениями такого рода, теперь мог различать большие структуры во всем разнообразии их форм: длинные ряды, пригнанные вплотную друг к другу и при этом по-змеиному сдваивающиеся и вьющиеся. Но что это? Одна из змей ухватила свой собственный хвост и издевательски закружилась передо мной. Я очнулся словно от вспышки молнии — и снова потратил остаток ночи, работая над тем, что вытекало из моей догадки.

Догадка, разумеется, заключалась в том, что бензол — циклическая молекула, где шесть углеродных атомов образуют шестиугольник, к каждому углу которого прикреплен атом водорода. Адольф фон Байер, великий химик-органик, как-то заметил, что променял бы достижения всей своей жизни на одно это озарение Кекуле. Неудивительно, что в кекулевских змеях тут же — а то были времена расцвета фрейдизма — нашли сексуальный подтекст: и действительно, профессор жил один в холостяцкой квартире, в разлуке с женой, с которой встречался очень редко. Но что тогда только не толковали с точки зрения теории Фрейда!

Benfey О.Т., Journal of Chemical Education, 35, 21 (1958).

Таинственные лучи Рентгена

Вильгельм Конрад Рентген, выдающийся физик-экспериментатор, в 1883 году, в возрасте 43 лет, был назначен профессором и одновременно главой физического института при Университете Вюрцбурга в Баварии. Место это к тому моменту выглядело тихой заводью, однако Рентген, даже несмотря на привычку работать самостоятельно, оказался замечательным руководителем и превратил институт из посредственного в весьма неплохой научный центр. Ученого тогда особенно интересовало электромагнитное излучение, и он взялся разрешить спорный и крайне актуальный тогда вопрос: чем именно — частицами или волнами — являются недавно открытые виды излучений. В частности, отрицательно заряженные катодные лучи. Вот как он пришел к своему открытию, одному из самых поразительных в истории физики.

Вечером в пятницу, 8 ноября 1895 года, Рентген работал один в собственной лаборатории. Чтобы увидеть траектории катодных лучей, сгенерированных в вакуумной трубке, Рентген перегородил им путь флуоресцентным экраном. Разглядеть бледное зеленоватое свечение экрана в тех местах, куда попадали лучи, было трудно, поэтому ученый потушил свет во всем помещении. Катодную трубку пришлось обернуть черным картоном, чтобы не мешали вспышки искровых разрядов, за счет которых и возникали лучи. В темноте Рентген заметил мерцающее пятно света невдалеке от приборов. Возможно, свет пробивался через шторы — но ученый ничего такого не обнаружил.