Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева - Сэм Кин

Очень долго изучение элементов периодической системы оставалось уделом аристократов, их влияние легко угадает даже тот, кто едва разбирается в химии. Во всей Европе молодые состоятельные господа получали классическое образование, и названия многих элементов – церий, торий, прометий – отсылают нас к мифам. Самые причудливые названия, например празеодим, молибден или диспрозий, составлены из греческих и латинских корней. Так, «диспрозий» означает «маленький и прячущийся», поскольку его очень сложно отделить от близкородственных элементов. По схожим причинам празеодим получил название, означающее «зеленый близнец», – он находится рядом с неодимом, «новым близнецом». Названия двух благородных газов означают «скрытый» и «неактивный». Даже гордые французские господа, выбиравшие названия для открытых ими элементов в 1880-е годы, остановились не на «Франции» и «Париже», а на топонимах «Галлия» и «Лютеция» соответственно, словно хотели угодить Юлию Цезарю.

Все это сегодня кажется странным – ученые более усердно штудировали классические языки, чем естественные науки, – но на протяжении многих веков наука была не профессией, а любительским хобби[128], каким сейчас является, например, филателия. Наука еще не получила математического оформления, порог был невысок, и благородный привилегированный господин, такой как Иоганн Вольфганг фон Гёте, вполне мог сказать свое слово в научных дискуссиях, даже не имея соответствующей квалификации.

Сегодня Гёте известен как поэт и писатель. Его творчество имеет такое жанровое разнообразие и отличается такой эмоциональной выразительностью, что критики сравнивают Гёте лишь с Шекспиром. Кроме литературного творчества, Гёте занимался государственной деятельностью, а также участвовал во всевозможных политических дискуссиях. Многие по-прежнему считают его величайшим представителем немецкого народа. Но я вынужден признаться, что мое первое впечатление о Гёте сложилось как о не совсем честном человеке.

Однажды летом в студенческие годы я работал в лаборатории у одного профессора, который хотя и был замечательным рассказчиком, но вечно забывал запастись самыми нужными вещами для экспериментов – например, проводами. Поэтому мне не раз приходилось бегать на факультетский хозяйственный склад на цокольный этаж и что-то там выпрашивать. Властителем этого подземелья был человек, говоривший по-немецки. Обычно он был небрит, имел вьющиеся волосы до плеч и такие огромные руки и могучий торс, что казался бы горой мускулов, если бы не был довольно маленького роста – примерно метр семьдесят. Всякий раз, когда я стучал в его дверь, мне было слегка не по себе. У меня никогда не хватало сил выдавить из себя что-нибудь внятное, когда он прищуривал глаза и уточнял (скорее с издевкой, чем с вопросом): «Чего?! У него нету коахсиального кабеля?»

Мои отношения с ним улучшились в следующем семестре, когда я записался на курс, где он вел часть лабораторных занятий. В перерывах нам с ним раз или два довелось поговорить о литературе. Однажды он упомянул Гёте – а я раньше не слышал об этом поэте. «Это немецкий Шекспир! – объяснил мне преподаватель. – Вся эта самодовольная немчура, вечно они его наизусть читают. Пакость. А потом говорят: “Вы что, не знаете Гёте???”»

Он читал Гёте в оригинале и нашел его весьма посредственным. Я был всё еще достаточно молод, чтобы верить любым пылким заверениям, и этот рассказ заставил меня усомниться в том, что Гёте был великим мыслителем. Много лет спустя, прочитав немало, я распробовал литературный талант Гёте. Но я вынужден согласиться с моим лабораторным наставником: в некоторых областях Гёте был отнюдь не выдающейся личностью. Будучи эпохальным автором, изменившим мир, Гёте не мог удержаться от того, чтобы высказать свое мнение и по некоторым философским, и по научным вопросам. Он делал это с неиссякаемым энтузиазмом дилетанта и поистине дилетантским пониманием затрагиваемых тем.

В конце XVIII века Гёте разработал теорию, объясняющую природу цвета, стремясь тем самым опровергнуть ньютоновскую оптику. Правда, теория Гёте основывалась в равной степени и на поэзии, и на науке. В частности, он выдвинул следующий экстравагантный тезис: «Цвета – это деяния света, деяния и страдательные состояния». Не хотелось бы впадать в позитивистскую критику, но это утверждение абсолютно бессмысленное. Кроме того, Гёте развивает в своем романе «Избирательное сродство» сомнительную идею о том, что браки подобны химическим реакциям. Так, если познакомить пару AB с парой CD, то они могут совершенно естественным образом совершить «химический адюльтер» и образовать две новые пары: AB + CD —» AD + ВС. И это было не просто сравнение или метафора. Герои романа всерьез обсуждают алгебраические рекомбинации своих судеб. При том что у этого романа, бесспорно, есть свои достоинства (в особенности описание страсти), Гёте лучше было бы не внедрять свои фантазии в науку.

Даже в «Фаусте» – величайшем произведении Гёте – содержатся избитые спекуляции на тему алхимии и, хуже того (алхимия хотя бы интересна), имеется бессмысленный сократический диалог между нептунистами и плутонистами[129] о формировании горных пород. Нептунисты, чью точку зрения разделял Гёте, считали, что горные породы постепенно оседают в океане (царстве бога Нептуна), выделяясь из морской воды; они были неправы. Плутонисты получили название в честь Плутона, древнеримского бога подземного мира. В «Фаусте» Гёте делает в их сторону достаточно грубый выпад, вкладывая их аргументы в уста самого Сатаны. Но плутонисты были правы, утверждая, что большинство минералов образуются в результате вулканической деятельности и под действием высоких подземных температур. Как обычно, Гёте выбрал не верную, но более эстетически привлекательную теорию. «Фауст» остается не менее мощным произведением о научной гордыне, чем «Франкенштейн». Но Гёте перевернулся бы в гробу, если бы узнал, что вскоре после его смерти 1832 году его наука и философия устареют и в памяти людей он останется исключительно как великий литератор.

Тем не менее Гёте смог сделать свой весомый вклад в науку вообще и в историю периодической системы в частности, оказав покровительство одному человеку. В 1809 году, занимая пост государственного министра, Гёте получил поручение подобрать профессора для химической кафедры в Йенском университете. Посоветовавшись с друзьями, Гёте прозорливо остановил свой выбор на тёзке – Иоганне Вольфганге Дёберейнере. Дёберейнер был провинциалом с плохим послужным списком и вдобавок не имел степени по химии. Он попробовал себя в химии уже после того, как успел поработать в аптекарском деле, текстильном производстве, сельском хозяйстве и пивоварении. Но, благодаря опыту работы в промышленности, Дёберейнер приобрел обширные практические навыки. Гёте, будучи благородным господином, такими умениями, конечно, не обладал, но очень восхищался ими в свой век революционных индустриальных достижений. Вскоре Гёте очень заинтересовался молодым ученым, и они провели вместе немало часов, обсуждая актуальные химические проблемы того времени: почему красная капуста окисляет серебряные ложечки, и какие ингредиенты входили в состав зубной пасты мадам де Помпадур. Но приятельские отношения не могли стереть принципиальные различия в интересах и образовании Гёте и Дёберейнера. Естественно, Гёте получил энциклопедическое классическое образование, и даже сегодня его прославляют (немного преувеличенно) как последнего человека, который знал всё. Действительно, в те времена, когда наука, искусство и философия значительно пересекались друг с другом, знать всё было вполне возможно. Кроме того, Гёте был настоящим космополитом и много путешествовал. Дёберейнер же на тот момент, когда получил в Йене академический пост, ни разу не бывал за пределами Германии. В те годы образ ученого гораздо больше соответствовал знатному интеллектуалу вроде Гёте, а не простолюдину, как младший Иоганн Вольфганг.

Характерно, что важнейший вклад Дёберейнера в науку был сделан благодаря стронцию – одному из тех немногочисленных элементов, чье название нисколько не связано ни с классической Грецией, ни даже с произведениями Овидия. Стронций впервые натолкнул ученых на мысль о том, что, возможно, существует какая-то система, отдаленно напоминающая периодическую таблицу. Стронций был открыт английским врачом, который обнаружил новый металл в 1790 году, работая в своей лаборатории в довольно злачном районе Лондона, недалеко от старинного шекспировского театра «Глобус». Врач назвал новый элемент в честь шотландского шахтерского поселка Строншиан, откуда он получил минералы для своих исследований. Дёберейнер продолжил эти исследования примерно через двадцать лет после англичанина. Исследования Дёберейнера были посвящены поиску способов точного взвешивания элементов (обратите внимание на практическую пользу этой задачи), а стронций был одним из недавно открытых металлов, поэтому оказался непростым для изучения. Заручившись поддержкой Гёте, Дёберейнер принялся исследовать этот металл. Но чем точнее химик определял свойства стронция, тем заметнее становилась одна странная черта: вес стронция практически соответствовал «среднему значению» между весами кальция и бария. Более того, по своим химическим свойствам стронций напоминал одновременно и кальций, и барий. Казалось, что стронций является смесью двух элементов: более легкого и более тяжелого.