Гофман Клаус
Можно ли сделать золото, Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов
Клаус Гофман
Можно ли сделать золото?
Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов
Перевод с немецкого канд. хим. наук Е. М. Маршак
Комментарии сделаны канд. хим. наук И. С. Дмитриевым.
Глава 1
ОБМАНЧИВОЕ ЗОЛОТО АЛХИМИИ
Золотое сокровище в 17 миллионов
Золото. Никакой другой металл во всемирной истории не обладал столь магической притягательной силой! Мерцающий блеск золота возбуждал людскую алчность, манил вдаль бесчисленных искателей приключений и нередко являлся поводом кровавых захватнических войн. Auri sacra fames! (Проклятая жажда золота!). Такими словами бичевали ненасытную алчность человечества к золоту еще древнеримские стихотворцы.
Причина притягательной силы золота -- в его необычных свойствах: химической стойкости, высокой плотности, легкости обработки при изготовлении предметов украшения и культа. Очень давно золото стало символом вечно неизменного и ценного, стало "королем металлов". Еще задолго до начала нашего летоисчисления оно считалось мерилом ценности, универсальным средством обмена и расчетов. Обладание золотом было преимущественным правом немногих. Золото стало синонимом богатства и власти. Эту свою функцию оно сохранило до нашего времени. В мировом капиталистическом хозяйстве золото, как и прежде, играет преобладающую роль в качестве валютной основы.
Золото -- это один из немногих элементов, который встречается в природе в виде самородков. Обычно оно в минимальных концентрациях рассеяно в твердой породе. В таблице распространенности химических элементов в земной коре золото занимает 77-е место, что является одной из причин его высокой стоимости.
Получать золото искусственно в любых количествах -- это старая, хотя и наивная, мечта многих людей. Интересно, что проблема изготовления золота вновь и вновь занимала людей, вплоть до нашего времени. Чтобы это показать, достаточно обратиться в недавнее прошлое.
"Среди загадок естествознания ни одна не вызывала столько раздумий и споров в течение полутора тысячелетий, как искусство... которое называют алхимией". Когда профессор философии Карл Шмидер из Касселя в 1832 году писал это во введении к своему объемистому исследованию "История алхимии", он явно не мог скрыть удивления и даже почтения перед тайнами такого "искусства".
Профессор Шмидер собирал фактический материал с научной точностью. Ему хотелось представить исторический обзор алхимии, то есть искусства делать золото. Шмидер все время стремился отделить легенды от фактов и отличить научный обман от ненамеренного самообольщения. Однако, несмотря на твердое намерение развеять средневековые мистические представления об алхимии и оценить ее критически, автор в конце концов пришел к ошеломляющим утверждениям.
Существует химический препарат, с помощью которого металлы могут быть превращены в золото! Несмотря на сомнительные проделки многих обманщиков, все же имеется якобы достаточно доказательств, что из веществ, не содержащих золота, можно получить настоящее золото с помощью искусства алхимии. Для такой трансмутации (превращения) неблагородных металлов в золото использовали пресловутый философский камень, называемый также великим эликсиром или красной настойкой. Древние алхимики обладали этим удивительным веществом и умели его приготовлять. Шмидер сожалел, что рецептура, по-видимому, утрачена.
О философском камне рассказывали истинные чудеса: он должен был принести своему обладателю не только сверкающее золото и безграничное богатство, но и открыть тайну вечной молодости и долгой жизни. Эта чудесная жидкость является якобы панацеей от болезней и старческих недугов, эликсиром жизни. Шмидер констатировал, что с помощью искусства алхимии можно также получать чистое серебро из веществ, которые серебра не содержат. Для этого служил "камень второго порядка", он же малый эликсир, или белая настойка.
Истинными умельцами были, безусловно, лишь немногие,-- заключал Шмидер в своей книге.-- В конце концов обманщики, жулики, шарлатаны дискредитировали высокое искусство алхимии. Они рассчитывали легким путем достичь богатства. Сильно повредила алхимии жадность удельных князей, королей и императоров, которые, пользуясь своей всесильной властью, заставляли алхимиков служить их корыстным интересам.
Много путешествовавший Раймундус Луллус[1] из Испании относился к тем истинным мудрецам-искусникам, по мнению Шмидера, которые обладали философским камнем. К началу XIV века английскому королю Эдуарду[2] удалось заполучить себе на службу эту легендарную личность. Он смог привлечь Луллуса обещанием открыть кампанию против неверных -- турков; в результате Луллус пошел на своего рода договор с английской короной: алхимик обязался изготовить 60 000 фунтов[3] золота из ртути, олова и свинца, которое будет лучшего качества, чем золото из рудников. На это золото должны были быть снаряжены корабли и оплачены воины для священной войны против неверных.
Однако тайные планы Эдуарда были иными. После того как Луллус за короткое время действительно изготовил обещанное количество золота, король повелел чеканить из него золотые монеты со своим изображением и еретической надписью: "Эдуард, король Англии и Франции". Это были монеты вдвое тяжелее дукатов, на них было изображение воина и корабля. Эти золотые монеты говорили об истинных политических намерениях английского правителя -завоевать Францию и властвовать над объединенным англофранцузским государством. Такой план был ему гораздо больше по душе, чем рискованный крестовый поход против сынов Магомета.
Было бы весьма просто отнести это деяние алхимика Луллуса к области басен, чего поистине заслуживают многие алхимические истории. Однако те раймундовы нобли королевской чеканки можно и сейчас увидеть в музеях. Они изготовлены из золота высокой пробы и были выпущены, вероятно, в большом количестве, ибо многие расчеты проводились этой монетой. Это тем более поразительно, свидетельствуют историки, что Англия в те времена практически не вела морской торговли и не обладала ни колониями, ни золотыми рудниками, а товары Ганзы[4] обычно оплачивала оловом. Из каких же источников король Эдуард черпал золото, с помощью которого он, очевидно, смог покрыть издержки последовавшей за тем тридцатилетней войны с Францией?
В истории средних веков имеются и другие загадки такого рода. Например, не меньшую сенсацию произвели сокровища, которые оставил император Рудольф II[5] после своей смерти в 1612 году. В его наследстве совершенно неожиданно обнаружили в виде слитков 84 центнера золота и 60 центнеров серебра. Таинственную жидкость, находившуюся там же, сочли изготовленной из философского камня. Рудольф II, который с 1576 года в качестве германского императора имел резиденцию в Праге, славился как большой приверженец тайных наук. В те времена при его дворе пестрой чередой толпились астрологи, предсказатели, ясновидцы и ... алхимики. Поэтому для многих казалось несомненным, что оставшееся золото и серебро имеют алхимическое происхождение.
Рудольф II нашел многочисленных последователей при немецких княжеских дворах. Одним из них был саксонский курфюрст Август, который собственной персоной проводил в лаборатории опыты с философским камнем и, как говорили, успешно. Его лабораторию народ называл не иначе как золотым домом. Она была оборудована им самим в резидентском городе Дрездене, где на него работал также профессиональный алхимик Шверцер. Курфюрст Август писал в 1577 году итальянскому алхимику: "Я уже настолько вошел в курс дела, что могу из восьми унций серебра сделать три унции полновесного золота"[6].
Август оставил золотое сокровище в 17 миллионов талеров, сумму по тем временам значительную. Весь мир считал, что курфюрст нашел рецепт превращения металлов. Узнать эту тайну весьма стремились его преемники, в том числе Август II[7], названный Сильным. В качестве курфюрста Саксонии и короля Польши в 1701 году в известном государственном споре с прусским королем Фридрихом I[8] Август II отнял у него алхимика Иоганна Бетгера. Последнего держали пленником в Дрездене, а позже в крепости Кенигштейн, пока он не получил нечто, что немецкие князья в то время ценили на вес золота. Это был фарфор. Будучи назначенным директором фарфоровой мануфактуры в Мейсене, основанной в 1710 году, Бетгер остался, видимо, верен своим склонностям к алхимии. В дрезденской государственной коллекции фарфора и поныне хранится королек чистого золота весом около 170 г, который Бетгер получил в 1713 году якобы путем алхимических манипуляций.
Ошеломляющие эксперименты
Большим покровителем всех алхимиков считался император Леопольд I[9], правивший с 1658 по 1705 год. При его дворе алхимики проделывали сенсационные превращения, которым в свое время все поражались. Ученые еще недавно ломали над ними головы. Самое волнующее алхимическое приключение связано с именем августинского монаха Венцеля Зейлера. Вот его история.
В 1675 году молва о веселой жизни алхимиков при венском дворе привлекла этого монаха в резиденцию императора. Жизнь в монастыре, в Праге, наскучила ему. Зейлер сам собирался служить алхимии. У одного собрата он похитил красный порошок, полагая, что это и есть таинственный философский камень.
Император Леопольд I благожелательно выслушал все, что ему смог поведать монах. Будучи покровителем всех странствующих умельцев, он приютил также и Зейлера. Монах должен был показать свое искусство в секретной лаборатории императора. Это был мрачный подвал с узкими окнами, которые лишь скудно пропускали дневной свет. Дополнительным освещением служили факелы на стенах. Их мерцающий свет, скользящий вдоль холодных стен, придавал обстановке что-то зловещее. Зейлер должен был призвать все свое самообладание, чтобы казаться внешне хладнокровным. Он сознавал, что от предстоявшего эксперимента зависела не только его карьера при дворе, но и сама жизнь. Суд над обманщиками был обычно краток. Немало из них заканчивали свою жизнь на виселице, окрашенной сусальным золотом[10].
Зейлер сообщил, что он частично "окрасит", то есть превратит, медный сосуд в золото. "Ну, что же, начинайте!" -- приказал правитель резко, однако вполне милостиво.
Монах начал церемонию, сопровождая ее театральными жестами и таинственными, почти непонятными словами. Однако Леопольд I, хорошо знакомый с такими кабалистическими фокусами, нетерпеливо прервал: "Действуйте, наконец!"
Слуга держал наготове медную чашу, чтобы по знаку Зейлера поместить ее на огонь. Когда она раскалилась докрасна, мастер высыпал на нее щепотку чудодейственного красного порошка. Бормоча какие-то заклинания -- от этого он никак не мог отказаться, Зейлер повертел медный сосуд несколько раз в воздухе и наконец погрузил его в приготовленный чан с холодной водой. Чудо произошло! Повсюду, где философский камень соприкасался с медью чаши, виднелся знакомый блеск золота.
Монах с облегчением повернулся к стоявшему поодаль тиглю с клокотавшей ртутью. Зейлер приказал подручному усилить огонь, ибо, как он с воодушевлением объявил, теперь он хотел окрасить меркурий[11] до золота! Для этой цели он часть красного порошка облепил воском и бросил в кипящую жидкость. Повалил густой, едкий дым, который вынудил всех любопытных, подошедших слишком близко к огню, закашляться и отвернуться... Почти мгновенно сильное бурление в тигле прекратилось. Расплав затвердел. Зейлер заставил слугу, поддерживавшего огонь, работать еще усерднее. Шипение воздуходувки было единственным звуком, который в течение нескольких минут нарушал благоговейную тишину. Император Леопольд и избранные придворные смотрели, как завороженные, в пламя углей, грозившее, казалось, поглотить тигель. Однако монах заявил, что огонь еще недостаточно силен. Уверенным движением он бросил несколько углей в расплав. Они сгорели сверкающим пламенем. Когда Зейлер приказал слуге перелить жидкий расплав в плоскую чашу, стало видно, что содержимое значительно уменьшилось. Вновь произошло нечто чудесное. Застывающий металл сверкал светлым блеском золота, ярко отражая свет факелов. Император кивнул, чтобы пробу золота отнесли к золотых дел мастеру, который ожидал в соседнем помещении.
Понаблюдаем за его работой... Сначала золотых дел мастер испытующе взвесил королек металла на ладони. Затем несколько раз провел кусочком золота крестообразно по полированному кремню, так называемому пробному камню. На темной матовой поверхности золото Зейлера оставило тонкий след. Опытные специалисты могут лишь на основании окраски и вида этого штриха сделать выводы о содержании золота. Наш ювелир смочил штрихи азотной кислотой. Золото на пробном камне не изменилось. Другие металлы растворились бы в азотной кислоте.
Такую пробу, с помощью которой обычно определяют содержание золота, в те времена только начали применять. Позднее метод был усовершенствован. Для сравнения стали использовать пробирные штрихи с известным содержанием золота, как поступают и в настоящее время.
Император и придворные с нетерпением ожидали, каков будет приговор золотых дел мастера. Наконец был оглашен результат: ювелир заявил, что это чистейшее, высококаратное золото, с каким он когда-либо имел дело!
Леопольд не скупился на королевские похвалы. Зейлер также не скрывал своего торжества. Осмелев от успеха, он объявил еще один эксперимент: Зейлер хотел превратить в чистое золото олово, обычное олово. Эта смелая попытка также удалась. Император обратился к радостно возбужденному алхимику: "Представляйте нам, не колеблясь, дальнейшие доказательства вашего высокого искусства. Добывайте золото, а мы осыплем вас милостями!"
Из искусственного золота император Леопольд I повелел чеканить дукаты. С одной стороны на них -- его изображение, с другой -- надпись, помещенная вокруг даты 1675: "Я превращен из олова в золото могуществом порошка Венцеля Зейлера". Эти монеты состояли почти из чистого золота. Черта на пробном камне показывала чистоту большую, чем золото в 23 карата. Правда, критически настроенным современникам дукаты казались несколько легковесными.
С большой пышностью Зейлеру присвоили звание "королевского придворного химикуса", а в сентябре 1676 года произвели в рыцари. Кроме того, император Леопольд не без дальнего прицела назначил его обермейстером монетного двора Богемии. Вероятно, император рассчитывал, что благодаря ловкости Зейлера богемские оловянные копи вскоре будут приносить больше доходов, чем венгерские золотые рудники.
Известны и другие примеры монет, чеканенных якобы из трансмутированных металлов. Приверженцы алхимии охотно козыряли ими как неопровержимыми свидетельствами. Когда некий барон фон Хаос изготовил из трех фунтов ртути два с половиной фунта "золота", то из этого металла была чеканена памятная медаль[12]. Надпись по-латыни на ней гласит: "Чудесное превращение, содеянное в Праге 16 января 1648 года в присутствии его королевского величества Фердинанда III".
Нельзя ни в коем случае причислить к алхимикам австрийского естествоиспытателя и экономиста Иоганна Иоахима Бехера[13]. Однако он тоже верил в превращение металлов. В Музее истории искусств в Вене хранится медаль со следующей надписью: "В июле месяце 1675 года я, доктор И. И. Бехер, получил эту унцию чистейшего серебра из свинца путем алхимической трансмутации".
Существует еще одна золотая медаль, вес которой соответствует 16,5 дукатам, носящая следующую загадочную надпись: "Aurea progenis plumbo prognata parente". Это означает: "Золотой потомок свинцового родителя". На оборотной стороне читаем: "Химическое превращение Сатурна в Солнце, то есть свинца в золото, произведено в Инсбруке 31 декабря 1716 года при покровительстве его сиятельства пфальцграфа Карла Филиппа...".
Алхимики, их трюки и знаменитый философский камень
Еще и сегодня возникает вопрос: "Как выполнил Зейлер свой алхимический фокус?" В мрачные времена средневековья твердо верили в трансмутацию металлов. Как обстоит дело в наши просвещенные времена? В настоящее время, прежде всего, непонятно, почему императору Леопольду I, сведущему в алхимии, не удалось уличить монаха. Ведь трюки плутоватых алхимиков были уже тогда изучены досконально.
Много раз "золото" алхимиков оказывалось обманом -- латунью, томпаком или бронзой. Еще Аристотель в IV веке до н. э. упоминал, что из меди при сплавлении ее с цинком или оловом образуются золотисто-желтые сплавы. Следовательно, уже в древности было известно, что "не все то золото, что блестит". Были также умельцы, которые получали "серебро" в виде серебристо-белого сплава добавлением к медному расплаву мышьяка; так, слишком упрощенно, понималось "искусство превращения" металлов: достаточно было, чтобы неблагородный металл приобрел лишь окраску желаемого благородного металла. В других случаях требовалась только ловкость фокусника, чтобы незаметно подбросить в расплав кусок благородного металла. Как именно осуществить это -- зависело от фантазии умельца. Некоторые "мастера золотой кухни" предпочитали пользоваться "для перемешивания" расплава полой палочкой, внутри которой прятали несколько зерен золота, а отверстие закупоривали воском. Если палочка была деревянная, то нижняя, полая, ее часть полностью сгорала в расплаве. Таким изящным способом быстро уничтожалось вещественное доказательство, раньше, чем у кого-нибудь могло возникнуть подозрение и желание рассмотреть "волшебную палочку" поближе.
В своих экспериментах "золотых дел мастера" обнаруживали необычайную изворотливость. Они использовали тигли с двойным дном, из которых при накаливании выливалось золото, или угли с запаянным внутри золотом. Иногда успеху способствовала золотая пыль -- ее вдували в расплав вместе с воздухом, накачиваемым воздуходувкой.
Однако в некоторых, почти безупречных, демонстрациях нельзя было сразу разгадать обман. Швейцарец Турнейсер, алхимик и чудо-доктор, которого переменчивая судьба гоняла по разным странам, однажды наполовину превратил железный гвоздь в золотой, и произошло это на глазах одного кардинала, засвидетельствовавшего письменно: "Турнейсер опустил раскаленный гвоздь в красную протраву, и опущенный конец превратился в золото. Произошло это в Риме 20 ноября 1586 года". Гвоздь долгое время выставлялся для осмотра публике как доказательство истинного алхимического мастерства. Однако, когда в 1730 году путешествовавший по Италии Иоганн Кейслер заинтересовался этим раритетом, то не смог получить вразумительного ответа. "По-видимому, уже многие годы стыдятся показывать этот гвоздь, после того как было обнаружено, что это -- обман и весь фокус заключается в незаметной пайке",-- так написал Кейслер в своем отчете, опубликованном в 1740 году. Турнейсер обманул зрителей простым фокусом. С большим искусством он припаял к железному гвоздю золотое острие, которое покрыл соответствующей краской. В процессе алхимической операции окраска исчезла, и одураченные зрители увидели блеск золота.
При превращении ртути в золото, наиболее популярном в те времена, необходимо было выделить золото, "запрятанное" в ртути. В измельченном состоянии золото почти мгновенно растворяется в жидкой ртути, которая не меняет при этом своей характерной серебристой окраски. Известно, что такие амальгамы золота остаются жидкими вплоть до содержания его 10--12 % и выглядят, как чистая ртуть. Отогнать жидкую ртуть -- это детская игра для алхимиков. После испарения ртути в тигле оставалось чистое золото.
Следует отметить, что были также честные, убежденные алхимики, которые стали жертвой самообмана. Они твердо верили, что получили золото при переплавке больших количеств серебра, ртути, свинца или при переработке их руд. В силу скудости знаний по аналитической химии, они не ведали, что лишь обогащали то небольшое количество золота, которое уже присутствовало в металлах и рудах. Серебряные монеты, часто служившие для эксперимента, всегда содержали небольшое количество золота -- если они были чеканки до 1830 года. Удаление следов золота из серебра для чеканки было невозможным по тогдашней технологии или просто слишком дорогостоящим делом.
Однако же, какую связь имеет все это со знаменитым философским камнем? Рецептура его сложного изготовления была описана в многочисленных алхимических трактатах и толстых фолиантах, но в такой форме, что никто, а часто и сам алхимик не мог ничего понять. Некоторые из этих "рецептов" составлены относительно ясно, как, например, пропись для изготовления философского камня в "Химическом своде" Базилиуса Валентиниуса[14]. Если некоторые важнейшие данные в ней и зашифрованы алхимическими символами, то их разгадка все же довольно проста. Описывалось изготовление химическим путем кроваво-красной жидкости из ртутной руды путем растворения последней в царской водке; смесь в конце концов нагревали в течение нескольких месяцев в закрытом сосуде -- и эликсир мудрости был готов.
Следует заметить, что в некоторых деталях все рецепты совпадают. Так, часто указывается, что философский камень представляет собой ярко-красное негигроскопичное вещество. При получении его из ртути и других составных частей вещество несколько раз изменяет свою окраску -- от черной к белой, затем к желтой и наконец к красной. Профессор К. ван Ниевенбург из Нидерландов в 1963 году взял на себя труд повторить многочисленные операции алхимиков с помощью методов современной науки. В одном из опытов он действительно наблюдал описанные изменения окраски. После удаления всей ртути, введенной по прописям алхимиков, а также ее солей путем разложения при высоких температурах или возгонкой он получил очень красивое красное негигроскопичное вещество. Сверкающие призматические кристаллы были химически чистым хлорауратом серебра AgAuCl4*[15]. Возможно, что это соединение и было тем самым философским камнем, который в силу высокого содержания в нем золота (44 %) мог вызвать желаемое превращение, скажем, поверхностное золочение либо сплавление с неблагородными металлами. Конечно, с помощью этого соединения нельзя было наколдовать больше золота, чем оно само содержало.
Загадка золотого медальона
Сегодня уже нельзя установить, брал ли Венцель Зейлер вещество типа хлораурата или же он воспользовался каким-то изощренным фокусом, чтобы под критическим взором императора Леопольда I довести до желанной цели свои опыты по превращению металлов. Однако Зейлер проделал еще один фокус, которому можно поражаться и сегодня и который не держат, стыдясь, взаперти, как гвоздь Турнейсера. В собрании медалей и монет Музея истории искусств в Вене хранится медальон весом более 7 кг. Его диаметр около 40 см, а по содержанию золота он соответствует 2055 старым австрийским дукатам. На художественном рельефе лицевой стороны видны портреты многочисленных предков императорского дома. Этот ряд начинается с короля франков Фарамунда (V век) и заканчивается Леопольдом I, который изображен вместе с супругой в центре медальона. На оборотной стороне надпись по-латыни сообщает, что в год 1677, в праздник святого Леопольда, Венцелем Зейлером был проведен "этот истинный опыт действительного и полного превращения металлов".
Вот такой сногсшибательный фокус выдал бывший августинский монах! На глазах у императора, перед собравшимися придворными, представителями духовенства и знати Зейлер превратил описанный серебряный памятный медальон в золотой. Он опускал медальон примерно на три четверти в различные жидкости, которые, как многословно утверждал, приготовил из великого эликсира. После этого он досуха вытер медальон шерстяным платком. Когда эффектным жестом Зейлер убрал платок, все присутствующие были буквально ослеплены сияющим золотым блеском медальона.
Еще сегодня можно отчетливо увидеть ту границу, до которой алхимик опускал медальон в колдовскую жидкость: верхний, меньший, участок медали остался серебристым; нижняя часть имеет окраску золота и действительно является золотом, как это доказали опытные ювелиры, а также современные исследования.
Несмотря на такую удачную демонстрацию, карьера Зейлера как придворного химикуса быстро пришла к концу. Он должен был сознаться, что больше не может делать золото. Быть может, он истратил весь свой чудодейственный порошок. Историки считают, что алхимик обошелся Леопольду 1 в 20 000 гульденов. Зейлер оставил кучу долгов различным придворным и государственным служащим, слишком легко поверившим в его искусство. Леопольд I лишил незадачливого умельца всех его званий и отослал назад в монастырь. Однако Леопольд не возбудил против Зейлера судебного процесса, который, несомненно, закончился бы смертью на виселице: напротив, молчаливо оплатил все его долги.
Решающей причиной такого необычного поведения обманутого владыки был, возможно, тот самый золотой медальон, который уже в течение нескольких столетий поражает как доказательство истинного алхимического искусства. Ученые и специалисты делали все возможное, чтобы проникнуть в тайны такой явно удавшейся трансмутации. На медальоне в нескольких местах видны срезы. Там были взяты пробы для исследования. Анализы неуклонно подтверждали, что нижняя часть медальона состоит из золота. Правда, плотность этого золота была низковатой. Однако, что это доказывает? Ведь известно, что золото алхимиков всегда было несколько легче природного золота.
При ближайшем изучении медальона отпало подозрение, что он составлен из двух частей -- золотой и серебряной. Как раз пришел на память фокус, с помощью которого польский алхимик Сендивогиус[16] провел императора Фердинанда II, правившего с 1619 по 1637 год. В этом случае большая серебряная монета также была превращена в золотую, но только с одной стороны. Однако люди благоговели перед этим "чудом искусства" недолго, пока не обнаружили обман. Сендивогиус спаял золотую фольгу с серебряной пластиной и отдал ее в чеканку. Золотую часть он покрыл ртутью, в результате чего образовалась твердая серебристая амальгама, которую по внешнему виду нельзя было отличить от серебра. Подготовленную монету польский алхимик залил с одной стороны какой-то таинственной эссенцией, а затем сунул в пламя. Смоченная сторона монеты превратилась в золото, конечно, только на ту глубину, на которую могла "проникнуть" эссенция. В пламени ртуть улетучилась, осталось золото. Вот и вся тайна.
Попытались осторожно подержать на пламени медальон Зейлера, чтобы удалить ртуть, если она присутствовала, однако ничего не изменилось: верхняя часть монеты осталась серебряной, золото осталось золотом. Значит, чудо? Очень долго хранил медальон свою тайну. Дальнейшие испытания затруднялись тем, что его нельзя было разрушать ввиду исторической ценности. Как же можно было узнать, из чего состоит медальон, если запрещено было брать пробы вещества, из которого он сделан? Прошло 250 лет, пока ученые наконец раскрыли тайну этого алхимического медальона, а также сущность "процесса" Зейлера по превращению элементов!
Средневековые алхимики одурачивали императоров, королей и князей. Позднее они также находили своих жертв в высших кругах. Даже гордые правители из рода Гогенцоллернов не смогли уберечься от их каверз. Истории известно, как Фридрих I обошелся с алхимиком Каэтано -- с чисто прусской военной строгостью. Этот авантюрист ловко выманил из карманов владыки немало золота, однако сам не смог его получить. Прусский король в 1709 году приказал его повесить.
Этот случай должен был послужить поучительным примером для потомков королей. Однако последние продолжали бесславно попадаться на удочку обманчивого искусства странствующих алхимиков и поплатились большими суммами. Фридрих II, названный Великим, в конце концов вынужден был неохотно признать: "Алхимия -- это род болезни: кажется, на какое-то время она излечена разумом, но вдруг вновь возвращается и поистине становится эпидемией...".
Однако это не могло служить оправданием, и нельзя было дальше предоставлять алхимикам свободу действий. Так решил последователь Фридриха II Фридрих-Вильгельм II. В период его правления были изданы законы, направленные на подавление алхимической "эпидемии". В параграфе 1402 всеобщего свода законов для прусских государств от 1791 года записано: "Люди, которые обманывают публику мошенническими действиями, как алхимики, изгонители духов, предсказатели, кладоискатели и т. п., помимо уплаты обычного штрафа за мошенничество, помещаются в каторжную тюрьму от 6 месяцев до 1 года и выставляются на площади". Теперь алхимики должны были опасаться строгости закона.
"Я сделал золото!"
"В XIX веке превращение металлов друг в друга будет широко использоваться. Каждый химик будет делать золото, даже кухонная посуда будет из серебра, из золота!"
Автор этих слов не был вдохновенным приверженцем искусства алхимии; это был химик, Кристоф Гиртаннер из Геттингена. Однако следует отдать ему должное. Гиртаннер считал еще более поразительным, чем искусство получать золото, превращение алмаза, самого твердого и прозрачного вещества, в мягкий и непрозрачный графит, а также превращение хрупкого железа в твердую сталь.
Высказывание Гиртаннера, которое было у многих на устах, относится к 1800 году, то есть к самому началу XIX века, обещавшему поистине стать "золотым". Однако эта часто повторявшаяся цитата не могла скрыть ни от кого того факта, что искусство алхимиков зашло в тупик. Благодаря промышленной революции естественные науки начали бурно развиваться, и вера в алхимию стала таять, как лед на весеннем солнце. Когда в начале "золотого" века в Германии собралось так называемое закрытое общество для того, чтобы вернуть прежний блеск потускневшему золоту алхимиков, такое событие было оценено историками как последняя вспышка алхимии. В статьях современников можно было часто встретить высказывания, что прошло время тех шарлатанов, которые поражали мир своими ошеломляющими опытами. Даже в кругах, далеких от науки, постепенно укрепилось убеждение, что металлы нельзя превратить ни в столь желанное золото, ни вообще в какой-либо другой элемент. Самые большие "умники" все же допускали, что может появиться поистине новый процесс получения золота.
Потому и были чрезвычайно поражены читатели лейпцигской "Иллюстрирте цейтунг", когда 9 декабря 1854 года в разделе "Открытия" появилось сообщение о получении золота искусственным путем. Француз по имени Теодор Тиффро, выпускник и препаратор Высшей промышленной школы в Нанте, только что выпустил брошюру, в которой он протрубил на весь мир следующую сенсацию: "Я нашел способ получения искусственного золота, я сделал золото!"
Вот описание его открытия.
Убежденный, что металлы являются сложными веществами, то есть соединениями, которые можно "сконструировать", Тиффро решил совершить научную поездку в классическую страну металлов -- Мексику. Там, а также на золотых полях Калифорнии он хотел проверить свои теории.
Молодой препаратор начал путешествие в декабре 1842 года в возрасте 23 лет. Ему удалось бродить по незнакомой стране, не привлекая особого внимания, так как он выдавал себя за начинающего фотографа -- только что был открыт процесс получения дагерротипов, как тогда их называли. В течение пяти лет он путешествовал по горным районам Мексики, опрашивал горнорабочих и слушал со слепым доверием поразительные рассказы у вечернего костра: металлы могут расти и сами по себе облагораживаться, чему способствует знойное мексиканское солнце. На золотых рудниках, как услышал Тиффро, вовсе не нужно сразу прокладывать штольни, ибо золото должно сначала "созреть". Через год на этом месте образуется сверкающее золото, возникшее из серебра, вот только тогда стоит начинать выработку.
У Тиффро сразу появилась навязчивая идея: такой процесс можно также проделать в лаборатории. И он начал вести лабораторные опыты вдали от родины. Тиффро растворял серебро в азотной кислоте. Для этого он брал природное серебро, чистое по внешнему виду, из рудников Гвадалахары. Либо, за неимением его, брал большие серебряные мексиканские монеты, которые превращал в опилки. Реакционную смесь Тиффро подвергал воздействию солнечных лучей в течение нескольких дней, порой недель. Эти опыты проводились в горняцком городе Гвадалахара, расположенном в горах в центре страны. Позднее Тиффро говорил, что при тамошнем сильном солнечном облучении успех был ему обеспечен. Никогда больше, вспоминал он с сожалением, у него не было столь благоприятных условий.
Что же открыл Тиффро? После неоднократных выпариваний и растворений в кислоте в конце концов обнаружились блестки чистейшего золота. Если собрать их вместе, они, вероятно, составили бы несколько граммов. Для Тиффро это служило доказательством того, что серебро превратилось в золото под магическим воздействием солнечных лучей Мексики.
Тиффро побоялся сразу разглашать упомянутый тайный рецепт. Как все алхимики, француз сначала держал свое открытие в тайне. Поэтому в его брошюре нет ни словечка о новом процессе получения золота, якобы производящем революцию. Только к концу брошюры читатель мог понять, что, собственно, преследовал Тиффро: "Я обращаюсь к своим соотечественникам с ожиданием помощи, необходимой для окончания моего труда". Иными словами, подобно всем алхимикам, Тиффро нуждался в деньгах для воплощения в дело своего открытия. Он писал весьма недвусмысленно: "Не может быть, чтобы я был вынужден разделить судьбу тех многих изобретателей, которых презрело их отечество..."
В "Отчетах Парижской академии наук" за 1853 год имеется краткое упоминание о том, что 17 октября Тиффро сделал доклад о своем открытии. Уже в июне он передал брошюру Академии наук[17], а с ней как вещественное доказательство несколько проб золота, полученного в Мексике. Были колебания, стоит ли публиковать более подробный отчет о докладе Тиффро в уважаемом журнале, который читали ученые всего мира. Комиссия, в которую вошел известный химик Тенар[18], пришла к отрицательному решению. Представленное золото было, конечно, золотом. Однако ничто не доказывает, что оно получено искусственно, к тому же Тиффро в своей брошюре полностью умалчивает о процессе его получения. Очевидно, автор сам явился жертвой ошибки, и золото, имевшееся в виде следов, он сконцентрировал и выделил.
Такие доводы не доходили до сознания Тиффро. Он, напротив, настаивал на публичном опыте, который ему и разрешили провести в лаборатории парижского монетного двора. Все требовавшееся сырье и химикаты предоставлял государственный монетный двор, в том числе и химически чистое серебро. Вероятно, солнце над Францией светило недостаточно сильно. Во всяком случае испытание полностью провалилось. Не было обнаружено даже следов золота. После этого Тиффро решился на шаг, на который не пошел бы обычно ни один изобретатель, а тем более алхимик. Он обнародовал свой "процесс" для того, чтобы тот смог послужить обществу. Самому заниматься производством золота у него уже не было сил. "У меня нет и главного для этого и всего прочего,-жаловался он в новом издании своей работы в 1854 году,-- ни обеспеченного положения, ни свободы мыслей, ни возможности изучать сложные явления, происходящие при превращении металлов... Длительные опыты на ярком солнце ослабили мое зрение, утомительный труд подорвал мое здоровье, и я должен сознаться в своем бессилии, хотя твердо убежден, что стою на пороге больших успехов".
Спрос на его публикацию был исключительным. Его книжку буквально вырывали из рук. Вся Франция жаждала узнать, наконец, тайну получения золота. Последовало еще одно издание. Бестселлером стал и немецкий его перевод. Брошюра "Получение золота искусственным путем фактически доказано. Металлы являются не простыми веществами, а сложными" была издана в Берлине в 1855 году. Когда через 30 лет известный химик и историк химии Герман Копп[19] собирал материал для своего обзора "Алхимия в старое и новое время", брошюры Тиффро он найти не смог. Не без сожаления Копп писал, что "ни одного экземпляра ее нельзя найти, даже у антикваров, даже по повышенным ценам".
Международные жулики
Жизнь не оправдала надежд, которые питал Тиффро при выпуске своей публикации. Он не нашел покровителя, поверившего в него и снабдившего его деньгами для пуска процесса "в большом масштабе". Однако у него появились последователи, которые тайно пошли тем же путем и начали фабриковать золото из серебра.
Солидное "предприятие" такого рода отражено в секретных актах частного придворного и государственного архивов австрийской монархии. Само собой разумеется, что этот факт стал известен лишь тогда, когда монархия рухнула. С опубликованием этих актов была разоблачена махинация императора Франца-Иосифа[20] и его кабинета, которые с 1868 по 1870 годы привлекли к работе трех алхимиков, в этом отношении Франц-Иосиф показал себя истинным отпрыском Габсбургов и достойным последователем Рудольфа II и Леопольда I.
Три алхимика, явившиеся к императору, вероятно, показались ему посланцами неба. В 1866 году в результате войн с Пруссией и Италией австрийская монархия потеряла богатые провинции. Нужно было оплачивать значительные военные контрибуции. С государственными финансами дела обстояли плохо. К этому же грандиозные намерения габсбургского дома осесть в Латинской Америке потерпели фиаско в результате свержения австрийского короля Макса Мексиканского[21] в 1867 году.
Три алхимика -- испанец и два итальянца, один из которых якобы сражался до последнего на стороне короля Макса в Мексике -- приехали в Вену, чтобы доверительно сообщить императору Францу-Иосифу, как можно превратить серебро в золото. Весьма красноречиво пытались они описать значение их эпохального открытия: Франц-Иосиф получил бы из их рук ни больше ни меньше, как ключ к мировому господству! Наверняка император не отвергнет эти предложения и не повторит ошибку Наполеона I, отклонившего в свое время изобретение парохода, с помощью которого англичане стали позднее властвовать над морями. Нет, Франц-Иосиф I не был Наполеоном I. Он хотел знать все детали. Алхимики сделали широкий жест -- предложили провести пробный эксперимент. За открытие своих секретов они требовали всего лишь 40 миллионов гульденов: 5 миллионов в качестве первого взноса, остальное -- в ценных бумагах, выплачиваемых в течение десяти лет.
Однако габсбургский дом стал разумнее, чем во времена Рудольфа II. Император назначил в качестве эксперта своего бывшего учителя, химика Шретера, дав ему должность директора Императорского монетного двора в Вене, и позволил алхимикам работать под его наблюдением в помещении монетного двора. Условия, поставленные профессором Шретером, были для трех авантюристов, прямо скажем, обескураживающими. Они должны были получить золото из полуфунта чистого серебра, предоставленного монетным двором, с добавками, придуманными самим Шретером, в сосудах и тиглях, принадлежащих последнему.
Несмотря на все, умельцам как-то удалось проделать старый трюк алхимиков и подбросить золото в расплав. Конечно, все полфунта серебра не превратились полностью в золото, однако в конце концов был обнаружен шарик вожделенного желтого металла размером с горошину. Такой результат ни разу больше не повторился за время их более чем двухлетней секретной работы на монетном дворе. Поэтому секретарь императора молчаливо приобщил этот кусочек к делу.
В эти годы снова заставил заговорить о себе месье Тиффро. Во Франции он неутомимо искал капиталиста, который взялся бы за производство золота. Однако времена для него не изменились к лучшему. Между тем все больше было вестей о непрестанных происках "конкурентов".
В 1860 году поступило сообщение из Лондона, что венгерский беженец Николаус Папафи завоевал расположение уважаемых слоев лондонского общества, предложив процесс для превращения таких неблагородных металлов, как свинец и висмут, в серебро. Его предприятие процветало столь успешно, что на лондонской Лиденхолл-стрит обосновалась фирма "Папафи, Барнетт, Кокс и К°". В одну туманную ночь Папафи исчез, оставив векселей на 10000 фунтов.
Другой международный жулик по имени Параф изменил тактику. В Нью-Йорке он выманил у ряда доверчивых людей большие деньги, суля получить золото. В Перу он сделал короткую, но головокружительную карьеру своим открытием, как превратить медь и медные руды в чистое серебро. Наконец, в 1877 году он "вынырнул" в Вальпараисо, где также нашел доверчивых пайщиков. Однако здесь его мошенничества закончились перед лицом закона.
В январе 1878 года корреспонденты писали, что аферы алхимика Парафа занимали общественность больше, чем все другие события. Объем его дела на предварительном расследовании превысил 600 страниц. Однако все еще не был найден ответ на вопрос: был ли Параф мошенником или его несправедливо держали под замком? Из своей камеры Параф делал мрачные предсказания; он сказал одному репортеру: "Если я получу свободу, то моя месть будет заключаться в том, чтобы, изготовляя золото, обесценить его и потрясти все денежные рынки".
Удивление -- любимое дитя веры. Тиффро тоже надеялся, что его соотечественники наконец поверят в него. Навязчивая идея искусственного получения золота не оставляла его даже в преклонные годы. Он неутомимо боролся за признание своего открытия, отыскивая его научные обоснования. Разумеется, Тиффро не нашел при этом самого простого объяснения: имевшаяся примесь золота могла создать впечатление об его образовании.
В июне 1887 года Тиффро подал заявление в бюджетную комиссию французской палаты депутатов: пусть испытают, наконец, его процесс получения золота в комиссии экспертов. Заявление Тиффро оставили без внимания, ибо сочли за лучшее не возбуждать нового скандала. Слишком свежим было воспоминание об одном из последних больших процессов над алхимиками в Париже в 1882 году... Находчивый американец по имени Визе утверждал, что он умеет фабриковать золото. Видные представители парижской знати, князь Роган и граф Шпарре, вложили в предприятие несколько тысяч франков и собственноручно помогали американцу в пробном эксперименте. Высоко засучив рукава, оба по очереди качали воздуходувку. Через некоторое время они должны были давать показания против бежавшего Визе, уличавшегося в обмане. Суд приговорил алхимика -- заочно -- к чувствительному штрафу. А оба знатных лица стали посмешищем всего Парижа, ибо они упорно утверждали, что видели собственными глазами, как американец получал золото. Однако, когда их стал допрашивать следователь, оба "очевидца" спохватились, что один-единственный раз покинули лабораторию алхимика. Они вспомнили, что к концу решающего эксперимента м-р Визе бросил в расплав какой-то порошок. Помещение мгновенно заполнилось отвратительным дымом и вонью, так что они вынуждены были выбежать в соседнюю комнату. Дальнейшие комментарии излишни: эта ловкая проделка, конечно, была запланирована и привела Визе к желанному успеху.
Золото из теплиц
Теория Тиффро о том, что золото в природе может расти само по себе, в особенности там, где солнце жарит сильно, как в Мексике, нашла приверженцев даже в Германии. Об этом свидетельствует газетное объявление, помещенное в "Мюнхер альгемейне цейтунг" 10 октября 1875 года под многообещающим заголовком: "Реальный ежегодный заработок -- миллионы". Аптекарь -пенсионер по имени Кистенфегер -- с помощью этого объявления искал компаньона, который отличался бы широтой взглядов предпринимателя и имел бы достаточный капитал для того, чтобы поставить новый процесс получения золота на промышленный уровень. Кистенфегер в своем объявлении уверял, что уже несколько лет тому назад в присутствии известных химиков он с блестящим успехом провел эксперимент, лежащий в основе такого процесса. При этом было показано, что в соответствующих условиях можно ускорять рост благородных металлов -- подобно тому, как это делается с помощью теплиц для растений.
Какая заманчивая мысль -- вырабатывать в больших количествах золото в теплицах! В сущности, это была та же идея француза Тиффро, который до последнего момента уверял в способности металлов расти. Уже в марте 1891 года Тиффро заявил представителям прессы, что, как показали его опыты, микробы играют большую роль в процессах превращения металлов. По его убеждению, именно микробы и водоросли являются причиной того, что серебро в мексиканских рудниках постепенно превращается в золото. Цель науки -обнаружение этих "золотых микробов" и их выращивание. Тиффро мог с таким же успехом искать "микробы человеческой глупости", по выражению Курта Геца.
L'art de faire l'or (Искусство делать золото)--такова была тема многочисленных докладов мэтра Тиффро, как его называли почитатели. Устно и письменно пытался он в 90-е годы снова воскресить свою идею. Как "честный алхимик" он дожил в почестях до седин; в Париже вокруг него образовалось сообщество почитателей. На собраниях вновь основанного во Франции герметического общества (Societe Hermetique) участники глубокомысленно внимали Речам Учителя.
В октябре 1896 года Тиффро предпринял последнюю атаку, Чтобы убедить научные круги в том, что металлы в действительности не могут являться простыми химическими веществами, ибо они построены, как соединения. В этот раз Учитель, как всегда, шел на все. Тиффро представил Академии наук новое исследование, которое подтверждало его туманную точку зрения: если запаять алюминиевую фольгу с азотной кислотой в стеклянную трубку и на два месяца подвергнуть воздействию чудодейственных солнечных лучей, то содержимое превращается в эфир и уксусную кислоту. Поэтому алюминий вовсе не является элементом...
Бедный мэтр Тиффро! Достижения химии, столь быстро продвинувшейся вперед за последние годы, казалось, прошли мимо него. Он, конечно, забыл, что минуло почти 40 лет с тех пор, как в 1853 году он впервые требовал признания своей теории. Особенно большие успехи в науке за последние 25 лет были достигнуты в учении о химических элементах и невозможности их превращения друг в друга.
Глава 2
ХИМИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ С ПРИКЛЮЧЕНИЯМИ
Элементы -- простые вещества нашего материального мира
Три тысячи лет пытались ученые и философы свести весь материальный мир к нескольким простым веществам -- элементам. Ведь так увлекательно было думать, что все многообразие природы обусловлено несколькими немногими "кирпичиками", быть может, одним-единственным первовеществом.
На пути к исходному философы древности увидели воду, затем воздух и, наконец, огонь как первооснову всех вещей. В 350 году до н. э. Аристотель расположил четыре элемента -- огонь, землю, воздух и воду -- в виде цикла, из которого выводились также свойства: тепло, сухость, холод и влажность. Все явления природы хотели объяснить действием этих элементов и их превращением друг в друга. Другие философы, например греки Левкипп и Демокрит, считали, что причиной всех превращений является соединение либо отщепление мельчайших частичек -- атомов.
Еще до того как древнегреческие философы ломали голову над первоосновой материи, в Китае существовало учение о том, что имеются пять элементов, которые непрерывно движутся между Землей и Небом: вода, огонь, дерево, металл, земля. В начале нашей эры алхимия, возникшая на Востоке -- в Индии, Китае и Японии, проникла в Европу. Когда в умах ученых начали господствовать мистически-религиозные представления о великом эликсире и философском камне, понятие "элемент" потеряло свою классическую простоту. Оно должно было уступить место весьма непонятному и запутанному определению.
В период раннего средневековья алхимики открыли несколько новых элементов: ртуть, серу, соль. К элементам причисляли и землю. По представлениям алхимиков, тяжелая жидкая ртуть олицетворяла металлическую сущность, сера -- горючесть. Как соли, так и сере приписывали философское значение.
В настоящее время нас удивляет то, что средневековые философы Не причисляли к элементам такие вещества, как металлы -- золото, серебро, железо, цинк, олово, медь. Последние были известны еще в древности, до нашей эры; некоторые из этих металлов уже выплавляли из руд для изготовления орудий труда, оружия и украшений.
Золото считалось у алхимиков сложным веществом, которое можно получить, например, из элемента ртути очисткой с помощью серы и философского камня. Однако такой "рецепт" был доступен не каждому... Аллегорические средневековые рисунки иллюстрируют это "сочетание" между серой -- королем и ртутью -- королевой.
Посланник небес, Гермес, в качестве покровителя алхимии добавляет к четырем цветкам (элементам), которые держат в руках король и королева, еще пятый -- квинтэссенцию. Тогда "свадьба Гермеса" становится полной. Из серы и ртути возникают серебро (Луна) и золото (Солнце). Поэтому золото, по представлениям алхимиков, является чем-то составным. В те времена не признавали элементарный характер золота и других твердых металлов. Многие алхимики верили в то, что они могут превращать металлы друг в друга и неблагородные металлы -- в благородные.
Однако средневековая химия вовсе не исчерпывалась погоней за тайнами алхимии. Мы должны быть ей, безусловно, благодарны за значительное развитие металлургических и технологических познаний и навыков. Путем терпеливых испытаний, внимательных наблюдений и сравнений неустанно совершенствовались процессы получения стекла и керамических изделий, а также добыча железа, меди, серебра, ртути, свинца, цинка из руд. Процессы дубления кожи и крашения тканей придавали химии средневековья производственный оттенок.
Самые "чистокровные" алхимики в своих фантастических экспериментах производили иногда ценные химические продукты: Кункель получил рубиновое стекло, Бетгер -- европейский твердый фарфор, Бранд, проделывая свои перегонки, открыл фосфор. Мы обязаны работам алхимиков получением спирта и пороха, а также нашими познаниями о минеральных кислотах и щелочах.
Лейбниц сообщал о том, как химикус Хенниг Бранд случайно открыл фосфор в 1669 году: "В своих исследованиях Бранд столкнулся с уже описанной операцией, которая учит, как из мочи приготовить жидкость, которая способствует вызреванию кусков серебра до золота". При переработке мочи путем перегонки, работе, безусловно, малоприятной, алхимик вдруг получил нечто поразительное. Образовалось не золото, а неизвестное самосветящееся вещество, холодный огонь -- фосфорус[22].
Английский художник Йозеф Райт из Дерби запечатлел это мгновение на своей картине, которую стоит описать... Под средневековыми монастырскими сводами находится лаборатория алхимика. Она заполнена полками, глиняными сосудами, посудой, химикалиями. Кругом лежат раскрытые алхимические писания. В середине помещения находится печь, сложенная из глиняных кирпичей; она соединена со стеклянными колбами. Все вместе представляет собой перегонную установку. В глубине два подмастерья в удивлении прервали работу. Алхимик упал на колени, преисполненный почитания, заклинающе протянув руку: в приборе для перегонки только что появились светящиеся пары, распространяющие неземной свет. Не это ли столь желанный философский камень, великий эликсир?
В XV и XVI веках алхимия все больше и больше теряет свое значение. В естествознании вырисовываются материалистические взгляды и воззрения, которые начинают освобождаться от оков религии и астрологии, от мистики, веры в демонов, духов и других суеверий. В начале XVI века Парацельс[23], хотя и подвластный некоторым мистическим представлениям, отверг философский камень и отнес его к области сказок. Истинной целью химии он считал не получение золота, а изготовление лекарств.
Химики-скептики
Через сто лет пробил час рождения химических элементов, ибо им было впервые дано научное определение в нашем сегодняшнем понимании. Немецкий ученый Иоахим Юнгиус в диссертации "Doxoscopiae Physicae Minores"[24], написанной в 1630 году и опубликованной в 1642 году[25], отбросил четыре элемента древности и три элемента алхимии, а также постулат о превращении металлов. Химические элементы, объявил он, являются едиными и неделимыми далее веществами.
Несколько позднее англичанин Роберт Бойль в известном труде "The Sceptical Chemist"[26] задает риторический вопрос: действительно ли существуют элементы, иначе называемые началами? И сам же отвечает: "Под элементами я понимаю определенные исходные и простые, или полностью несмешанные вещества... Они являются составными частями, из коих слагаются все так называемые полностью смешанные вещества и на каковые последние можно разложить[27]".
После 1700 года эпоху алхимии сменил период флогистонной химии[28]; последняя, хотя и исходила из неверных предпосылок при объяснении процесса горения, однако позволила классифицировать ряд химических превращений. С открытием кислорода в 1771 году[29] и правильным объяснением процесса горения Лавуазье закончился этот отрезок истории химической науки[30].
Благодаря французу Антуану Лавуазье химия приобрела характер точной науки -- учения об элементах и веществах и их соединении в определенных отношениях. Превращение элементов друг в друга отбрасывалось как невозможное. В труде "Traite elementaire de chimie"[31], изданном в 1789 году в Париже, Лавуазье приводит уже 22 из известных сегодня химических элементов. Среди них азот, кислород, водород, углерод, сера, фосфор и все известные в то время металлы. Французский химик ошибочно отнес к списку элементов также оксид алюминия, барит, известь, магнезию и кварц[32]. Лишь позднее поняли, что здесь, в действительности, речь идет о соединениях таких химических элементов, которые еще не умели выделить в виде простых веществ.
К началу XIX века, который после изобретения паровой машины обещал стать веком промышленного прогресса, удалось с помощью электрического тока выделить такие элементы, как алюминий, барий, кальций, магний и кремний, а также щелочные металлы, галогены и тяжелые металлы.
В 1804 году английский химик Дальтон установил закон кратных отношений[33]. В соответствии с ним химические элементы должны соединяться только в определенных, постоянных соотношениях. Дальтон развил представления Лавуазье, приняв, что в основе таких превращений лежат мельчайшие кирпичики природы -- атомы химических элементов.
Шведский химик Берцелиус в 1818 году впервые опубликовал таблицу, в которой привел атомные массы всех известных к тому времени химических элементов Он ввел символику химических элементов, которая в основном принята и в настоящее время. В ту пору быстро поняли, насколько важно точно знать атомные массы для выяснения химических реакций и нахождения формул соединений, потому вклад Берцелиуса был высоко оценен[34].
Бунзен и Кирхгоф[35] использовали спектральный анализ как новый метод для идентификации химических элементов. Они обнаружили, что отдельные простые вещества в газообразном состоянии при их возбуждении испускают свет определенной длины волны, в результате чего появляются характеристические линии в спектрах испускания или поглощения. С помощью спектрального анализа с 1860 по 1863 годы были открыты цезий, индий, рубидий и таллий, так что число известных элементов в химии возросло до 63. Таким образом, накопился обширный ряд разнообразнейших природных простых веществ, подобранный без каких-либо видимых правил и без внутреннего порядка. Однако вряд ли кто-либо из ученых считал в то время, что уже открыты все кирпичики природы; никто не мог предсказать, сколько еще неизвестных элементов ожидают своего открытия. Только с начала XIX века было найдено 28 новых элементов -почти половина из всех известных к тому времени. Можно было опасаться, что с развитием и совершенствованием техники исследования число элементов когда-нибудь станет столь же необозримым, как число звезд на ночном небосводе.
Система химических элементов
Как только речь зашла о формулах химических соединений, то обнаружилось, что путаница с химическими элементами привела к значительным расхождениям во мнениях, даже среди выдающихся ученых. Когда в середине прошлого века число элементов и их соединений резко возросло и многие химики придумывали свою "собственную формулу", немецкий химик Лотар Мейер очень точно заметил, что "путаница достигла апогея". Для некоторых неорганических соединений существовало несколько эмпирических формул. Еще хуже обстояло дело в органической химии. Только для одного такого несложного вещества, как уксусная кислота СН3СООН, насчитывалось к этому времени шестнадцать различных формул.
На международном Конгрессе химиков в сентябре 1860 года в Карлсруэ, на котором присутствовали Лотар Мейер и Дмитрий Иванович Менделеев, проводились поиски путей для создания единой классификации элементов[36]. Однако только в 1869 году Менделееву и Мейеру удалось, независимо друг от друга, прийти к утверждению: если расположить все химические элементы в систему по возрастающему атомному весу, сегодня именуемому относительной атомной массой, то их свойства обнаруживают отчетливую периодичность[37]. Это фундаментальное открытие Д. И. Менделеева было сообщено 6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества в Петербурге. Работа Лотара Мейера, которую он опубликовал в "Аннален дер хеми" в 1870 году, датирована декабрем того же года. Обе публикации отлично дополняют друг друга, так что Д. И. Менделеев в своей знаменитой статье от 30 декабря 1870 года "О естественной системе элементов и ее применении для предсказания свойств еще неоткрытых элементов" смог сделать еще один шаг вперед: впервые оказалось возможным ограничить недостающие элементы определенным числом и точно закрепить их место в периодической системе.
Обнаружилось, что в естественной системе элементов, установленной Менделеевым в 1870 году, оставалось не более 24 свободных мест для еще неизвестных элементов; 24 "белых пятна" на "химической карте"-- так обозначил русский химик эти пустые места. Между самым легким элементом -водородом и самым тяжелым -- ураном оставалось открыть еще 23 неизвестных химических элемента. К этому следовало, быть может, добавить еще 24-й элемент, который располагался непосредственно за ураном и для которого Менделеев оставил в системе свободное место[38]. Предвидение Менделеева шло так далеко, что он описал даже свойства, которые должны были иметь еще неизвестные элементы, и дал указания, где их следовало бы искать. Его немецкий коллега, Лотар Мейер, позднее дал понять, что ему недоставало "отваги для таких далеко идущих предположений" при разработке расположения элементов. Менделеев же писал: "Утверждение закона возможно только при помощи вывода из него следствий, без него невозможных и не ожидаемых, и оправдания тех следствий в опытной проверке"[39].
Великий поиск начался
Д. И. Менделеев точно предсказал свойства тех еще не открытых элементов, которые в группах периодической системы следуют за бором, алюминием и кремнием и которые русский ученый обозначил как экабор, экаалюминий и экасилиций. Великий поиск предсказанных элементов можно было начинать.
Когда 5 лет спустя, в августе 1875 года, французский ученый П. Э. Лекок де Буабодран известил об открытии им нового элемента -- галлия, который он обнаружил в цинковой обманке спектральным путем, Менделеев сразу высказал мнение, что это, возможно, и есть экаалюминий. Для нового элемента Менделеев предсказал атомную массу 68 и плотность от 5,9 до 6,0 г/см[3]. Французский ученый сначала нашел плотность равной 4,7 г/см[3]. Только позднее, после настойчивых указаний Менделеева, когда в распоряжении оказались большие количества чистого галлия, Буабодран смог дать более точные сведения: плотность 5,96 г/см[3]; атомная масса 69,9.
Химик К. Винклер так описывает ситуацию того времени: "Чтобы оценить, с каким напряжением все ожидали, когда будут установлены свойства галлия, необходимо представить себе, что до того времени не было ни одного доказательства справедливости и важности выводов, сделанных из закона периодичности".
В марте 1879 года Нильсон, профессор химии шведского университета в Упсале, обнаружил еще один неизвестный элемент, который он окрестил скандием[40]. Когда стало известно, что физико-химические свойства скандия близки к предсказанным свойствам экабора, Менделеев радостно воскликнул: "Я никак не ожидал, что еще при жизни дождусь такого блестящего подтверждения периодического закона!"
Д. И. Менделеев наиболее детально предсказал свойства экасилиция[41]. Поэтому ученый мир с особым интересом ожидал открытия этого элемента.
В сентябре 1885 года на фрейбергском руднике "Химмельсфюрст" горняки наткнулись на необычную серебряную руду. Неизвестный дотоле минерал получил название аргиродит. Профессор неорганической химии Горной академии Фрейберга, Клеменс Винклер, проанализировал эту загадочную руду. Однако, определив ее химический состав -- 74,7 % серебра, 17,3 % серы и свыше 1 % примесей, он обнаружил, что не хватает почти 7 %. Кроме того, из расчетного атомного соотношения серебро : сера, равного 1,3, следовало, что это отнюдь не чистый сульфид серебра Ag2S. Расчеты Винклера привели к соединениям: 2Ag2S*XS или 4Ag2S*YS2. В первом случае Х -- двухвалентный элемент, как, например, свинец, во втором случае Y -- четырехвалентный элемент, как олово. В серебряных рудах уже находили свинец и олово. Однако Винклер как опытный аналитик сразу определил, что в аргиродите не содержатся ни эти металлы, ни другие известные к тому времени. Различие в аналитических данных могло означать лишь одно: в этой новой серебряной руде находится неизвестный элемент!
Винклер честно сознавался, что мысль о новом элементе, который находится у него в руках, вызвала у него головокружение и нервный подъем. Не переводя дыхания, работал он день и ночь. Всеми его мыслями и чувствами завладел неизвестный химический элемент. Уже грозило пошатнуться его железное здоровье, когда 6 февраля 1886 года Винклер неожиданно выделил сульфид неизвестного вещества. Последний оказался растворимым в воде. Вот почему при обычном промывании осадков сульфидов он так упорно ускользал из рук.
Исследователя всегда охватывает чувство удивительного счастья, когда он идет по следу нового элементарного кирпичика, из которого состоит наша планета. Узнав о предсказаниях Менделеева, Винклер, как и другие, лихорадочно искал недостающие элементы, чтобы заполнить "дырки" в периодической системе. Большие надежды он возлагал на анализ минералов и золы, выброшенных наружу из земных глубин при мощном извержении вулкана Кракатау в августе 1883 года. Однако удачи не было. И вот теперь в фрейбергской руде он нашел новый элемент. Это был предсказанный Менделеевым экасилиций. Когда Винклер изучил его свойства, он был поражен, ибо с великой точностью константы совпали с величинами, предсказанными Д. И. Менделеевым.
Для атомной массы экасилиция Менделеев предсказал значение 72, для плотности -- 5,5 г/см[3]. Винклер установил: 72,3 и 5,47. Немецкий исследователь смог подтвердить также валентность, равную IV[42]. Такая точность совпадения с химическими прогнозами поразила Винклера: "Едва ли можно найти более яркое доказательство правильности учения о периодичности [свойств] элементов, и это поистине не только простое подтверждение смелой теории, а означает также существенное расширение химического кругозора, крупный шаг в область познания".
Радость открытия элемента заставила Винклера с воодушевлением взяться за перо. Уже 26 февраля 1886 года он пишет Менделееву: "Я надеюсь, что вскоре смогу сообщить Вам подробнее об этом интересном веществе. Сегодня я ограничиваюсь тем, что ставлю Вас в известность о триумфе Вашего гениального исследования и хочу засвидетельствовать свое глубокое почитание и уважение".
"Поскольку германий, открытый Вами, является короной периодической системы,-- скромно отверг похвалу Д. И. Менделеев,-- то эта корона принадлежит Вам..., а я удовлетворюсь ролью предвестника[43]".
Обнаружение нового элемента напоминает открытие планеты Нептун. Ее существование было предсказано французским астрономом Леверье на основе аномальных орбит ее спутников. Вскоре после этого предсказания Нептун был обнаружен. Поэтому у Винклера было намерение назвать открытый элемент нептунием. Однако, поскольку такое название уже было ранее использовано для ошибочно открытого элемента, он назвал элемент германием. Теперь состав аргиродита уже не был загадкой -- 4Ag2S * GeS2 -- и можно было утверждать, что научно обоснованные, целенаправленные предсказания возможны не только в астрономии.
Сверкающая желтая линия
С открытием германия, а также многих элементов из числа редкоземельных все больше сокращалось число "белых пятен" между водородом и ураном. Исследователи всего мира честолюбиво добивались того, чтобы проникнуть в последние неизученные области "географии" химических элементов. Забавно, хотя тем не менее и поучительно, проследить по химической литературе того времени, с каким воодушевлением искали тогда эти последние элементы. Сообщения об "успешных открытиях" следовали одно за другим. Новые элементы неожиданно возникали, как падающие звезды на ночном небосводе; однако они разделяли участь звезд и исчезали так же быстро, как и появлялись. Вот примеры...
В конце 1878 года норвежец Даль, который работал горным мастером, сообщил, что при переработке 10 кг неизвестной ранее руды он открыл новый элемент Норвегии, тяжелый металл. Это было ошибкой.
Австрийские ученые хотели назвать новый элемент австрий или австриакий; однако после многолетних тщательных исследований существование нового элемента не подтвердилось.
Английские ученые в 1892 году решили, что выделили новый элемент масрий из минерала масрита, обнаруженного в Египте. Он должен был заполнить место между бериллием и магнием. На самом деле там свободного места и не было.
Другие исследователи нашли в солнечном спектре короний. Сегодня мы не увидим его в периодической системе. Несмотря на это, некоторые ученые уверяли, что на Солнце должны существовать элементы, не известные на Земле. Изучение спектра солнечной короны еще в 1868 году дало весьма поразительный результат. 18 августа 1868 года в Индии во время полного солнечного затмения французский астроном Жансен наблюдал за солнечной короной. Это было первое исследование солнечной короны с помощью спектроскопа. Помимо известных трех спектральных линий водорода в красной, зелено-голубой и синей области, Жансен обнаружил новую ярко-желтую спектральную линию, D3, которую следовало приписать неизвестному химическому элементу.
К открытию внеземного элемента отнеслись в то время особенно уважительно, ибо 25 октября 1868 года Академия наук в Париже получила сразу два сообщения на эту тему. Одно из них поступило из прибрежного города восточной Индии. Автором его был Жансен. Другое пришло из Англии от ученого Локьера. Англичанин тоже наблюдал ту таинственную сверкающую желтую линию и дал неизвестному элементу имя гелий (производное от греческого helios -Солнце). Такое совпадение открытий показалось знаменательным Академии наук. Она учредила памятную медаль с изображением ученых Жансена и Локьера в честь обоих первооткрывателей "солнечного элемента" гелия[44].
Хотя гелий обнаружен до открытия периодического закона, он не был учтен в системе Менделеева. Для этого надо было подробнее изучить его физико-химические свойства, прежде всего необходимо было знать атомную массу гелия. Однако, как получить данные для нового элемента, если его нельзя уловить на Земле?
Нет места для благородных газов?
В 1894 году возник горячий научный спор между двумя английскими учеными -- лордом Релеем и Вильямом Рамзаем. Релею пришло в голову, что азот, полученный из воздуха после удаления кислорода, имел несколько бОльшую плотность, чем азот, полученный химическим путем. Рамзай придерживался той точки зрения, что такую аномалию в плотности можно объяснить присутствием в воздухе неизвестного тяжелого газа. Его коллега, напротив, не хотел согласиться с этим. Релей считал, что это, скорее, какая-то тяжелая озоноподобная модификация азота. Внести ясность мог только эксперимент. Рамзай удалил из воздуха кислород обычным способом -- использовав его для сжигания, и связал азот, как он это обычно делал в своих лекционных опытах, пропуская его над раскаленным магнием. Применив оставшийся газ для дальнейших спектральных исследований, изумленный ученый увидел невиданный дотоле спектр с красными и зелеными линиями,
"В течение лета 1894 года лорд Релей и я вели почти непрерывную переписку,-- сообщал Рамзай,-- и 18 августа, когда британские естествоиспытатели собрались в Оксфорде, мы сообщили об открытии новой составной части атмосферы ... аргона".
Рамзай определил атомную массу аргона: 40. Следовательно, его надо было бы поместить между калием и кальцием. Однако там не было свободного места! Что же делать? Нашлось немало критиков, отрицавших элементарный характер нового элемента аргона именно потому, что его некуда поместить в периодической системе. С большим искусством и упорством Рамзай продолжал свои опыты для того, чтобы разрешить это противоречие. Вскоре он обнаружил, что аргон еще более инертен, чем азот, и, очевидно, вообще не реагирует с каким-либо другим химическим веществом, то есть справедливо оправдывает свое греческое имя аргон -- инертный.
Рамзай вспомнил о сообщении доктора Гиллебранда из Института геологии в Вашингтоне. В 1890 году американский ученый обратил внимание на то, что при разложении минерала клевеита кислотами выделяются значительные количества газа, который он считал азотом. Теперь Рамзай хотел проверить -- быть может, в этом азоте, связанном в минерале, можно было бы обнаружить аргон!
После длительных поисков ему удалось приобрести у продавца минералов две унции редкой породы. Он разложил ее серной кислотой, однако изучение собранного газа отложил на время, ибо его увлекли другие исследования. Только через полтора месяца, в марте 1895 года, английский ученый нашел время для изучения спектра этого газа. Он был необычайно поражен, когда обнаружил сверкающую желтую линию, отличающуюся от известной желтой спектральной линии натрия. Однако прошло некоторое время, пока Рамзай полностью поверил в это открытие. "Со стыдом сознаюсь,-- сказал он в докладе,-- что я разобрал свой спектроскоп, ибо скорее мог поверить в его неисправность, чем в присутствие нового газа".
Это был новый газ, не известный до той поры газообразный элемент. Вильям Крукс, который в Англии считался первейшим авторитетом в области спектрального анализа, сообщил своему коллеге, что пресловутая желтая линия -- та же, что была замечена Локьером и Жансеном в 1868 году в спектре Солнца: следовательно, гелий есть и на Земле.
Заслуга Рамзая еще и в том, что он нашел способ, как разместить оба вновь открытых газа в периодической системе, хотя формально места для них не было. К известным восьми группам элементов он добавил нулевую группу, специально для нульвалентных, нереакционноспособных благородных газов, как теперь стали называть новые газообразные элементы. Такое смелое расширение периодической системы весьма удивило самого Менделеева[45]. Незадолго до своей смерти в 1907 году великий русский ученый сказал, что Лекок де Буабодран, Нильсон и Винклер только укрепили периодическую систему; Рамзай же подтвердил ее справедливость[46].
Когда Рамзай разместил благородные газы в нулевой группе по их атомной массе -- гелий 4, аргон 40, то обнаружил, что между ними есть место еще для одного элемента. Рамзай сообщил об этом осенью 1897 года в Торонто на заседании Британского общества в докладе, которому дал многообещающее название: "Об одном еще не открытом газе". Оглядываясь на прошлое, Рамзай вспоминал: "По примеру нашего учителя Менделеева я описал, насколько возможно, ожидаемые свойства нового газообразного элемента, который должен был заполнить "дырку" между гелием и аргоном. Я мог бы предсказать еще два других газа, однако полагаю, что с прорицанием надо быть поосторожнее..."
У Рамзая были явные основания для осторожности: ни один человек не знал, где искать эти газообразные элементы. Лишь после многих неудачных опытов Рамзаю пришла в голову мысль искать их в воздухе. Тем временем немец Линде и англичанин Хемпсон практически одновременно опубликовали новый способ сжижения воздуха. Этим изящным методом и воспользовался Рамзай и, действительно, с его помощью смог обнаружить в определенных фракциях сжиженного воздуха недостающие газы: криптон (затаившийся) и неон (новый).
"Спиритическая химия"
Нулевая группа периодической системы, состоящая из благородных газов, казалась безупречной. Ничто не изменилось, собственно говоря, когда американец Браш на конференции естествоиспытателей в Бостоне в августе 1898 года сообщил об открытии еще одной составной части воздуха -- элементе этерии[47]. Браш объявил, что плотность этерия составляет всего лишь одну десятитысячную плотности водорода. Вследствие легкости этерия и большой скорости его молекул этот диковинный газ стремится испариться в мировое пространство. Чудо, стало быть, что его вообще обнаружили на Земле!
Даже Менделеев стремился дать истолкование такого гипотетического мирового эфира. Он назвал элемент ньютонием и поместил его, а также ложный элемент короний в своей таблице перед водородом. Существование таких экзотических элементов не могло быть экспериментально доказано; отдельные ученые считали, что некоторые новые спектральные линии северного сияния, солнечной короны и звездных спектров следует приписать ньютонию, коронию или еще одному элементу -- небулию. Значительно позднее выяснилось, что эти чуждые спектральные линии можно объяснить ионизацией кислорода и азота, но ни в коем случае не новыми элементами.
В связи с загадочным, необъяснимым и трудноуловимым мировым эфиром высказал свои особые идеи инженер Адольф Вагеман. Он полагал, что все вещества при абсолютном нуле, то есть при --273 °С, должны превратиться в этот индифферентный эфир, который является не чем иным, как философским камнем. Ведь если привести этот эфир в соприкосновение со следами золота или, еще лучше, осторожно нагреть, пока его атомы не начнут совершать "энергетические колебания", соответствующие золоту, то все материальное, соприкасающееся с ним, должно превратиться в золото.
Удивительно простым казался процесс получения золота инженера Вагемана. Однако все это были пустые измышления. Абсолютный нуль не является реальной величиной, к ней можно только приблизиться, не достигая ее. Следовательно, таким философским камнем овладеть нельзя. Это было уязвимое место нового "процесса производства золота", который обещал человечеству огромные богатства. Тут следует еще добавить: всего несколькими годами позднее, в 1906 году, физико-химик Вальтер Нернст сформулировал 3-е начало термодинамики, и стало понятным поведение веществ при приближении к абсолютному нулю. Теперь можно было и теоретически оценить процесс Вагемана и ... отбросить его. Те, кто интересуются "техническими подробностями", могут найти их в брошюре Вагемана, появившейся в 1901 году под заманчивым заглавием: "Искусственное золото! Открытие процесса для превращения веществ, исходя из новых научных воззрений. Изложено общедоступно".
От всеобщего наступления на последние недостающие элементы не хотели отстать приверженцы алхимии и вновь воскресшего спиритизма. Они также занимались поиском новых элементов и изложили "экспериментальные результаты" в своего рода учебнике, который мы пролистаем. "Спиритическая химия. Ряд наблюдений ясновидцев о химических элементах"-- таково его заглавие.
Началось это летом 1895 года в Лондоне, когда члены европейской секции общества теософов[48] по окончании "рабочего дня" прогуливались вдоль берегов Темзы. Кто-то задал вопрос, нельзя ли исследовать состав воздуха при помощи потусторонних сил. Очевидно, налицо была "конкуренция" с Вильямом Рамзаем, чьи поразительные открытия были в то время у всех на устах.
Те члены общества, которые еще раньше приобрели "способность увеличения образов", тут же упали в траву и уставились в голубой эфир. Действительно, они могли видеть отдельные атомы газообразных составляющих воздуха! Их способность "увеличительного зрения" должна была быть невероятной. Даже с помощью современных высокоразрешающих электронных микроскопов мы можем получить лишь весьма приблизительное оптическое изображение атомов. Через несколько лет на своем конгрессе общество постановило систематически продолжать изучение спиритической химии. Мистер Лидбитер и мисс Анни Безант, авторы упомянутого "учебника", начали исследование атомарного строения элементов. У них была своя собственная методика. Благодаря их способности к ясновидению и особой "увеличительной возможности", которая удивительным образом могла "ввинчиваться вверх и вниз", они ясно видели перед собой атомы и могли даже сосчитать их кирпичики -- "пра-атомы"! Это срабатывало даже для самых редких элементов, ибо достаточно было только интенсивно представить себе эти элементы. Конечно, такой процесс таил в себе и опасности: так, Безант чуть не "задохнулась", когда путем ясновидения исследовала ядовитый хлор.
Для водорода, самого легкого элемента, насчитали 18 пра-атомов, для гелия -- 72. Для того, чтобы рассчитать "оккультную атомную массу" элементов, достаточно было разделить число пра-атомов на 18. Отсюда водород имел атомную массу 1, гелий 4. Для золота было найдено 3 546 пра-атомов, что соответствовало атомной массе 197.
Как видите, довольно сложный процесс. Вспоминается анекдот о том, как один любопытный спрашивает чабана, как же он узнает, все ли овцы возвратились вечером домой.
-- Очень просто, я их пересчитываю.
-- Не затруднительно ли это при столь большом стаде?
-- Нисколько. Я считаю овец по ногам, а потом делю на 4.
Само собой разумеется, что атомные массы, полученные ясновидением, не слишком отличались от принятых значений. Ведь спиритическая химия должна была как-то получить признание! Если посмотреть на таблицы элементов и атомных масс в учебнике "Спиритическая химия", то можно заметить, что там имеется новый элемент. Ясновидящие открыли его в воздухе и назвали новый элемент, стоящий якобы между водородом и гелием и насчитывающий 54 пра-атома (следовательно, он должен иметь атомную массу 3), оккультум. Он так никогда и не был помещен в периодическую систему элементов.
Еще один новый элемент -- аргентаурум
Вначале в системе элементов Д. И. Менделеева между серебром и золотом тоже была якобы "дырка". В 1896 году на это свободное место покусился американец Эмменс, который объявил, что он нашел неизвестный элемент. Чтобы отразить его положение между серебром (аргентум) и золотом (аурум), он назвал его аргентаурум. История открытия аргентаурума довольно необычна и полна приключений.
В американских научных кругах имя доктора Эмменса было известно. Стивен Эмменс был членом нескольких видных научных обществ и получил известность благодаря изобретению взрывчатого вещества эмменсита. Недолгое время он значился также первооткрывателем так называемой эмменсовой кислоты. Это новое вещество должно якобы образовываться при добавлении к дымящей азотной кислоте пикриновой кислоты до пересыщения. Однако, как сообщила "Хемикер цейтунг" в 1892 году, эту эмменсову кислоту следует вычеркнуть из списка индивидуальных химических веществ, ибо она представляет собой не что иное, как неизмененную пикриновую кислоту. Столь же мало сочувствия нашел Эмменс, когда предложил структурную формулу магнитного железняка. Вероятно, неудачи объяснялись тем, что работы Эмменса не были лишены известного налета фантазии.
Доктор Эмменс задал себе вопрос: что же отличает благородные металлы, такие, как серебро, золото, платина, от других металлов, помимо их устойчивости? По его мнению, это прежде всего, большая плотность, возрастающая в ряду: серебро -- золото -- платина. Следовательно, если бы удалось значительно уменьшить расстояния между атомами в металле, то можно было бы беспрепятственно получить благородные металлы, обладающие большей плотностью. Такова, в общих чертах, была новая идея доктора Эмменса. Эти рассуждения навели его на след упомянутого промежуточного элемента, который не был ни серебром, ни золотом и который он назвал аргентаурум. Из этого вещества при разрыхлении его структуры должно якобы получаться серебро, а при уплотнении -- золото. Процесс этот не является чем-то новым, он веками протекает в природе. Эмменс полагал, что нашел путь к осуществлению этого процесса в лаборатории -- заметьте, в своей собственной Argentaurum Laboratory (адрес: Нью-Йорк, Нью-Брайтон, Центральная авеню, 20).
Конечно, с такими теориями Эмменс попадал в угрожающую близость к опороченным средневековым методам получения золота. Однако американец не хотел называться алхимиком. Все же от такого прозвища некуда было деться, ибо Эмменс фактически предлагал способ изготовления золота!
Для того, чтобы подтвердить свои рассуждения и показать, что его способ "работает", 13 апреля 1897 года Эмменс продал нью-йоркскому монетному двору за 954 доллара 80 центов шесть слитков сплава золота с серебром, то есть именно того самого аргентаурума. Каждому появляющемуся посетителю или репортеру он с торжествующим видом совал в нос квитанцию. Начиная с этого дня доктор Эмменс ежемесячно поставлял государственному монетному двору два слитка золота весом от 7 до 16,5 унций, то есть от 200 до 500 г. Для прессы он сделал громогласное заявление: "Я уверен, что за год смогу увеличить производство золота -- аргентаурума до 50 000 унций в месяц". Нью-Йорк бурлил. Оправдал ли Эмменс эти слова? В его пользу говорили следующие события.
Во многих объявлениях в прессе и в научных журналах Эмменс предлагал пробы золота -- аргентаурума в 1, 2, 5 и 10 г для проверки его данных и для научных исследований. Цена: 75 центов за грамм. Каждый, кто интересовался этим искусственным золотом, мог купить его у доктора Эмменса. Спрос был велик. Английский физик Вильям Крукс пожелал подробнее узнать у изобретателя об этом новом чудо-веществе. Крукс хотел доложить о нем в лондонском журнале "Кемикл Ньюс", редактором которого он являлся.
Среди выдающихся ученых Англии Крукс был несколько двуликой персоной. В своей специальной области, спектроскопии, этот физик был неоспоримым авторитетом, тем более, что ему принадлежала честь открытия спектральным путем химического элемента таллия.
О себе Крукс говорил, что для него всегда особое очарование представляла туманная область между известным и неизвестным. Порой казалось, что это можно понимать буквально, ибо Крукс тратил также время на то, чтобы исследовать спиритические явления физическими методами. Это было бы оправданно, если бы физик использовал свои научные знания для разоблачения спиритического безобразия; в некоторых "высших" кругах тогдашнего общества спиритизм грозил превратиться в модную болезнь. Однако Крукс вел себя иначе. Его настолько одурачили фокусы медиумов, что в итоге он сам начал верить в сверхъестественные силы. Он усердно регистрировал "мощные" психические силы, которыми сидящий в стороне медиум воздействовал на пружинные весы. В конце концов Крукс поверил также в "материализацию" умерших: их дух возникал по воле медиума, который лежал в трансе, прикованный к тому же к физическим измерительным приборам. Существуют даже "фотографии духов", на которых Крукс изображен рядом с посетителями из загробного мира.
Естественно, что научное имя ученого заметно страдало от таких зигзагов. Ведь Крукс был членом высокочтимого Королевского общества, к которому принадлежат только самые выдающиеся научные деятели мира. В статье "Естествознание и мир духов" (1878 год), опубликованной в "Диалектике природы", Фридрих Энгельс насмешливо заметил по этому поводу, что было бы полезнее, если бы на эти спиритические сеансы Крукс принес скептический ум вместо физических приборов.
Интересно, что в те же годы и Д. И. Менделеев соприкоснулся со спиритизмом. Как член научной корпорации он должен был в Петербурге присутствовать в качестве наблюдателя на "заклинании духов", превратившемся в эпидемию, и мог в этом случае проверить факты, описанные Круксом. В 1876 году русский ученый пришел к уничтожающему выводу: доказано, что все так называемые спиритические явления объясняются либо непроизвольными движениями, либо сознательным обманом, и что спиритизм есть суеверие.
Крукса нельзя было переубедить, он клялся в своей правоте, указывая на результаты физических измерений. И как только к нему обратились приверженцы оккультной химии, он заверил их в том, что разделяет их взгляды. Таким образом, он казался именно тем человеком, который мог бы поддержать такого современного приверженца спиритизма, как Эмменс...
Поэтому в нескольких письмах Эмменс охотно открыл Круксу свою великую тайну: "гвоздем" всего является машина высокого давления, на которую вскоре будет получен патент. С ее помощью куски серебра подвергаются сильным механическим ударам, чтобы путем сжатия превратиться в аргентаурум и наконец -- в золото.
Однако Крукс стал осторожнее -- ведь прошло 30 лет после его злоключений со спиритизмом -- и потребовал, прежде всего, точных рабочих прописей. Слегка уязвленный Эмменс отвечал, что если Крукс хочет сам провести эксперимент, пусть он подвергнет мексиканский серебряный доллар подобным ударам в стальном цилиндре при низких температурах. Такой процесс якобы в больших масштабах он практикует сейчас с помощью своей машины высокого давления, которая концентрирует давление, как увеличительное стекло концентрирует солнечные лучи. Эмменс уверял, что если достаточно долго ударять по монете, то обязательно можно будет установить большее или меньшее повышение содержания золота.
С серебром из Мексики дело обстоит особо, о чем нам известно, со времени месье Тиффро. Мексиканские серебряные доллары и были, собственно говоря, "производственной тайной" доктора Эмменса, которую он в конце концов весьма неохотно открыл. 16 марта 1897 года Эмменс передал американской Assay Office[49] в Нью-Йорке мексиканский доллар с просьбой проверить, есть ли в нем золото. Результат был отрицательным. Спустя некоторое время Эмменс дал исследовать четыре мексиканских доллара, предварительно отделив от каждого половинки. Их анализ также дал отрицательный результат. Золото не было обнаружено. Оставшиеся половинки долларов Эмменс подверг специальному процессу в своей лаборатории. Теперь они содержали, по осторожному высказыванию доктора Эмменса, кроме серебра еще металл, который по всем испытаниям соответствовал золоту. В результате он был скуплен пробирной палатой как золото.
10 000 долларов тому, кто найдет ошибку
Сэр Вильям Крукс последовал совету американца. Он измельчил мексиканский доллар, поместил 13 г полученных серебряных опилок в стальной цилиндр и с помощью остроумного механизма ударял по ним поршнем с частотой один раз в секунду. Цилиндр он охлаждал сухим льдом. После этого Крукс обнародовал ожидавшийся с нетерпением результат: небольшое увеличение содержания золота -- с 0,062 до 0,075 %. Величины были не слишком обнадеживающими и, по-видимому, лежали в пределах ошибки определения. Крукс дал понять, что от этого не разбогатеешь.
Однако Эмменс продолжал быть оптимистом: все же содержание золота, подсчитал он из опыта Крукса, возросло на 21 %. Нужно только давить на серебро до тех пор, пока не возникнут большие количества золота. Крукс отказался от этого и обратился к анализу нового элемента -- аргентаурума. Здесь был также уничтожающий результат: как сообщил Вильям Крукс в начале сентября 1897 года в "Кемикл ньюс", спектральное исследование образца аргентаурума показало, что в нем содержатся только золото, серебро и немного меди. В спектре не было других линий, а также не было новых линий какого-либо неизвестного элемента.
Такие малоутешительные научные результаты не удержали Стивена Эмменса от дальнейшего производства золота. Из скромной лаборатории аргентаурума образуется синдикат, расположенный в одном из лучших зданий Бродвея. Чтобы компанию не заподозрили лишь в производстве золота, Эмменсу пришел в голову новый коммерческий трюк. Появились объявления о том, что синдикат "Аргентаурум" желает содействовать прогрессу науки. Он учреждает премию в 500 долларов за самый подробный литературный обзор, касающийся единства материи и теоретической возможности получать золото из так называемых элементов. Далее, синдикат выделяет еще 500 долларов для разъяснения проблемы, почему плотность и свойства твердой материи изменяются при сжатии и охлаждении. Чтобы раздуть известность Эмменса, возникло даже "научное общество". Это исследовательское общество предполагало также выпускать золотые медали -- конечно, медали из аргентаурума -- как награду за научные работы.
Помимо того, Эмменс хотел поднять свой престиж с помощью собственных научных публикаций. Из ряда его статей об аргентауруме получилась целая книга, первый том которой он посвятил гравитации. Во введении к ней подчеркивается основательность автора: "Мы предлагаем 10 000 долларов тому, кто найдет научную ошибку в этой книге". Человеку таких качеств следовало просто-напросто верить, что к тому же он умеет делать золото!
Расходы на пропаганду, которые делал Эмменс, носили частично рекламный характер; это поразительно, однако вполне типично для общества, в котором он жил. Даже в этой специальной области царила конкуренция: 7 мая 1897 года Эдвард Брайс из Чикаго подал заявку на патент. Он предлагал изготовлять золото и серебро из свинца, олова и сурьмы, то есть использовал значительно более дешевое "сырье" по сравнению с Эмменсом. Дважды патентное бюро США отвергало притязания мистера Брайса. Однако оскорбленный изобретатель сумел защититься с помощью своих адвокатов и в конце концов добился разрешения провести пробные испытания на нью-йоркском монетном дворе. Естественно, что общественность принимала живое участие в этих событиях. Вероятно, и Эмменса волновал вопрос об исходе этого алхимического спектакля. Опыты лично контролировал директор монетного двора Престон. Брайс работал с тремя фунтами сурьмы, двумя фунтами серы, фунтом железа и небольшим количеством порошкообразного угля. Судя по рецептуре, такой опыт мог проводиться на 500 лет раньше. А результат? Комиссия кратко констатировала, что минимальный успех получен лишь в том случае, когда используется продажная сурьма, содержащая следы золота. С чистым сырьем эффект равен нулю.
Результат предприятия был весьма насмешливо отмечен американской прессой. Однако неудача "коллеги", по-видимому, мало затронула Эмменса. Он невозмутимо продолжал дальше ковать золото из серебра и унцию за унцией продавать государственной казне. До конца 1897 года это составило 24 золотых слитка весом всего в 17 кг. В 1898 году он должен был дать еще 10 кг. Общественность Америки была раздражена деятельностью доктора Эмменса. Наконец пресса вновь ухватилась за этот факт. В феврале 1899 года газета "Нью-Йорк геральд" в резкой статье поставила несколько вопросов: "Не является ли доктор Эмменс современным Розенкрейцером? Этот человек делает золото и продает его казне Соединенных Штатов! Может ли доктор Эмменс показать комиссии из сограждан тот процесс, с помощью которого он делает золото из мексиканских долларов?"
И Эмменс принял вызов, он не хотел, чтобы его сочли последователем тайного алхимического союза Розенкрейцеров или, на худой конец, просто алхимиком. Он объявил, что на глазах у именитых членов американского общества собирается превратить в золото 100 000 унций монетного серебра. Это соответствовало 3110 кг!
Однако до великого смотра дело не дошло. Требуемая комиссия не собралась. Директор нью-йоркского государственного монетного двора категорически отказался участвовать в таком спектакле Другой выдающийся современник, изобретатель Николай Тесла, так же не хотел ничего слышать об алхимике.
Постепенно это происшествие забылось, тем более, что Эмменс прекратил производство золота так же внезапно, как и начал его. Вскоре поползли слухи -- полиция якобы занялась доктором Эмменсом. Быть может, такие сообщения были беспочвенными, Одно только известно -- в деле Эмменса произошел неожиданный поворот: получено было объяснение производству золота, налаженному Эмменсом. Люди, обладавшие криминалистическим чутьем, спрашивали себя: каков источник золота доктора Эмменса? Однако об этом позднее. Во всяком случае элемент аргентаурум не получил доступа в периодическую систему элементов. Само собой разумеется, что при дальнейшей разработке системы, пространства между серебром и золотом не оказалось. Следовательно, не надо было открывать в этом месте неизвестный элемент. В научном смысле это был смертный приговор аргентауруму доктора Эмменса.
Глава 3
РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Невидимые лучи
Поскольку из всех элементов уран обладает самой большой атомной массой, Д. И. Менделеев поставил его на последнее место в периодической системе. Между висмутом, которым заканчивался ряд известных тяжелых металлов, и ураном находилось семь свободных клеток, прерванных только элементом торием. Семь свободных мест -- это означало семь химических элементов, которые еще предстояло открыть. На Земле они могли находиться только в виде следов, ибо еще ни одному исследователю не удалось выделить хотя бы несколько миллиграммов вещества, которое можно было бы приписать элементу последних двух рядов. Эти редкие элементы, видимо, нельзя было обнаружить традиционными методами. Постепенно такое убеждение укоренилось.
Многие исследователи в глубине души верили, что благодаря успехам науки однажды будет приоткрыта завеса существования этих самых тяжелых, элементов. Как известно, в свое время, когда стали использовать электрический ток для электролиза неорганических соединений, неожиданно получили целый ряд новых элементов. Такие методы, как спектральный анализ и фракционная перегонка сжиженного воздуха, также привели к обнаружению ряда новых химических элементов. Следовательно, нужно было подождать, пока с прогрессом науки не откроется новый процесс для обнаружения и выделения самых тяжелых элементов на Земле.
8 ноября 1895 года стало памятной датой в истории естествознания. В этот день физик Конрад Рентген в своей лаборатории в Вюрцбурге проводил опыты с катодными лучами, возникающими при электрическом разряде в разреженных газах. Многие исследователи в то время проводили такие эксперименты, с тем, чтобы выяснить природу этого излучения. Рентген, как обычно, работал в затемненном помещении. Он был поражен, заметив, что несколько кристаллов цианоплатината бария, случайно находившиеся на лабораторном столе, довольно далеко от разрядной трубки, стали ярко светиться. Значит, эти кристаллы попали в зону какого-то невидимого излучения. Иначе нельзя было объяснить замеченное явление. Как вскоре установит сам исследователь, это был "новый вид излучения" -- таково заглавие его статьи от 28 декабря 1895 года,-- которое образуется вторично из катодных лучей. Излучение это обладало рядом примечательных свойств, Через вещества оно проходило, по-видимому, без помех. Когда Рентген случайно положил руку на трубку, он увидел на экране свои кости. Это было невиданное в физике явление! Эти загадочные Х-лучи, позднее названные рентгеновскими -по имени их первооткрывателя, привлекли к себе внимание всей научной общественности. Исследователи всего мира напряженно пытались разгадать те загадки, которые им задали таинственные катодные и рентгеновские лучи.
Дж. Дж. Томсон из Кембриджского университета (Великобритания), первая величина в физике, в 1897 году смог доказать, что катодные лучи состоят из бесчисленного множества маленьких отрицательно заряженных частичек. Позднее за ними закрепилось название электроны. Томсон установил, что эти заряженные частички движутся с огромной скоростью. Больше всего поразил тот факт, что масса электрона примерно в две тысячи раз меньше массы самого легкого атома -- водорода. До этого времени полагали, что атом является мельчайшим кирпичиком материи. Ученым недостаточно было открыть магические Х-лучи. Они старательно искали другие невидимые лучи, которые исследователи до той поры еще не смогли заметить. В Париже физик Анри Беккерель работал с препаратами урана. На них он думал изучить флуоресценцию солей урана после их облучения светом; Беккерель стремился ответить на вопрос, не является ли флуоресценция тоже новым видом излучения. Однако случайное открытие дало совершенно иное направление его исследованиям.
Свой решающий эксперимент французский ученый назначил на 1 марта 1896 года. Для большей достоверности он предварительно проявил одну из фотопластинок, которые лежали в ящике вместе с солью урана. Беккерель был поражен, когда увидел, что уже на верхней пластинке было явное почернение, как раз на том месте, где лежал препарат урана. Откуда такое "засвечивание"? В ящике было абсолютно темно. Можно было найти только одно объяснение: фотопластинка почернела от излучения соли урана; очевидно, такое излучение должно наблюдаться и без предварительного освещения соли. На следующий же день физик ознакомил со своим удивительным открытием Парижскую академию наук. В качестве доказательства он представил одну из своих "радиографий".
Вскоре подтвердилось, что и металлический уран обнаруживает такой "радиографический эффект". Эти новые лучи, которые назвали rayons de Becquerel[50] или rayons uraniques[51] были, следовательно, характерной особенностью атомов элемента урана. Их можно было отличить по сильному ионизирующему воздействию: золотые листочки электроскопа, приподнявшиеся после заряжения, быстро опадают, если окружающий воздух ионизировать лучами, то есть сделать его электрически проводимыми. Для такого характерного излучения введено было понятие "радиоактивность".
Через два года после открытия Беккереля, в апреле 1898 года, его ученица Мария Складовская-Кюри доложила Парижской академии наук, что радиоактивным является не только уран, но и второй тяжелый элемент -- тории; он тоже испускает эти таинственные лучи. Затем мадам Кюри сделала еще более значительное открытие: природные минералы, содержащие уран, например урановая смоляная руда, существенно более радиоактивны, чем можно было ожидать, исходя из содержания в них урана. Предположение Марии Кюри, что в этих минералах должен содержаться еще более радиоактивный элемент, было блестяще подтверждено. Совместно со своим супругом, Пьером Кюри, в 1898 году ей удалось физико-химическим путем обнаружить два новых химических элемента, только на основе их различной радиоактивности. Оба элемента во много раз превосходили уран по интенсивности излучения. Супруги Кюри назвали эти элементы полоний -- в честь родины исследовательницы, Польши -- и радий. Через год французский химик Дебьерн смог обнаружить еще один радиоактивный элемент в остатках от переработки урановой смолки[52] -- актиний.
Таким образом, с помощью характеристического радиоактивного излучения были открыты три новых химических элемента, для которых надлежало найти место в какой-либо из пустых клеток периодической системы. Правда, предполагали, что вследствие их способности к излучению, они должны быть соседями урана, то есть столь долго разыскиваемыми тяжелыми металлами. Однако химики располагали лишь незначительными следами этих веществ; пока новые элементы не были получены в весомых количествах, невозможно было изучить их химические свойства, определить атомную массу и расположить в периодической системе. Прошло все же несколько лет, прежде чем супруги Кюри в результате весьма трудоемкой работы смогли выделить скудных 100 мг соли нового элемента -- радия: для этого им пришлось переработать в целом два вагона отвалов, образовавшихся после извлечения урана из урановой смоляной руды Иоахимсталя. Работая с таким количеством вещества, они наконец смогли определить химические свойства нового элемента.
Смелые теории
Радий начал завораживать мир. Его способность к излучению была во много раз большей, чем у других радиоактивных веществ. Новый элемент, казалось, являлся неиссякаемым источником энергии. Даже спустя длительное время нельзя было заметить уменьшения интенсивности его излучения. В настоящее время мы знаем, что активность радия падает наполовину только по прошествии 1590 лет.
Величайшая заслуга английского физика Резерфорда состоит в том, что он внес ясность в наблюдения и раскрыл тайну радиоактивности. За короткое время, работая со своей исследовательской группой в Монреале, куда он был приглашен в качестве профессора, Резерфорд пришел к научным выводам, изменившим всю физическую картину мира. Прежде всего, ему удалось показать, что существуют три различных вида радиоактивного излучения, которые он назвал альфа-, бета- и гамма-излучением. Сначала была установлена природа бета-лучей: оказалось, что они состоят из тех же отрицательно заряженных элементарных частичек (электронов), что и катодные лучи. Скорость их очень велика: она превышает 200 000 км/с, то есть приближается к скорости света.
Альфа-частицы, из которых состоят альфа-лучи, обладают значительно большей массой и выбрасываются из атома радия со скоростью 15 000--20 000 км/с. Несмотря на длину пробега всего в несколько сантиметров, одна-единственная альфа-частица ионизирует на своем пути до 100 000 молекул воздуха. Такую бомбардировку альфа-частицами трудно было себе представить; к тому же стало известно, что 1 мг радия выделяет в секунду свыше 36 миллионов альфа-частиц.
Окончательное разъяснение природы этих лучей заняло около десяти лет. Только тогда было установлено, что альфа-частицы являются ядрами атомов гелия, а гамма-лучи -- особым родом рентгеновского излучения.
Особенно плодотворной оказалась совместная работа Резерфорда с химиком Содди, который с мая 1900 года работал у него в Монреале в качестве ассистента. Фредерик Содди, как и Резерфорд, был увлеченным экспериментатором. В совместных работах "Причина и природа радиоактивности" (1902 год) и "Радиоактивные превращения" (1903 год) Резерфорд и Содди опубликовали теорию радиоактивного распада, явившуюся основополагающей для дальнейших исследований. Они определили радиоактивность как результат процесса, который полностью находится вне сферы действия всех известных сил и к тому же не может быть вызван, изменен или уничтожен. Согласно этой "теории дезинтеграции", атомы радиоактивных элементов неустойчивы и потому имеют лишь определенную, характеристическую продолжительность жизни. Позднее это выразилось в понятии "период полураспада". Он характеризует время, за которое распадается половина атомов радиоактивного вещества. При этом радиоактивные элементы распадаются на ряд других веществ, химически уже не похожих на исходное вещество. Резерфорд и Содди установили, что радиоактивный распад не зависит от внешних условий. Радиоактивность остается даже после экстремальных температур и химических реакций. "Все эти соображения приводят к заключению,-- писали исследователи,-- что энергия, скрытая в атоме, должна быть очень мощной по сравнению с энергией, выделяющейся при обычных химических превращениях". В качестве примера они приводили солнечную энергию, происхождение которой было бы разгадано, если предположить, что причиной являются процессы внутриатомных превращений. Для тогдашнего уровня знаний то были поразительные высказывания.
Удивительное вещество -- радий
Опубликование теории радиоактивного распада было сенсацией. Она встретила как воодушевленное одобрение, так и резкое отрицание. В газетах можно было прочесть фантастические вещи о радии и радиоактивности. Больше всего ломали голову над неисчерпаемой, по-видимому, энергией радиоактивных элементов. Исходящее от них постоянное излучение без подвода энергии извне, их свечение в темноте, повышенная температура растворов солей радия -- все это казалось необъяснимым чудом.
При толковании радиоактивности необходимо было привыкнуть к совершенно новым величинам. Было обнаружено, что в 1 г урана в секунду радиоактивно распадаются 10 000 атомов, а в 1 г радия -- свыше 30 миллиардов атомов. Однако эти значения невелики по сравнению с общим числом имеющихся атомов. 1 г радия содержит несколько тысяч триллионов, точнее 2,66 * 10[21] атомов. Таким образом, доля атомов, распадающихся в секунду, очень мала, так что потребовалось бы много тысячелетий, чтобы радий полностью распался.
Вскоре многих исследователей атома, прежде всего Резерфорда и Содди, стала одолевать мысль, нельзя ли как-нибудь использовать фантастическую энергию радия. В 1904 году Содди в книге "Радиоактивность" указал, какой "путь" должен привести к использованию этого вечно неиссякаемого источника энергии: известно, что радиоактивные элементы, такие, как радий и уран, по прошествии тысяч, даже миллионов, лет распадаются с выделением энергии своего излучения; отсюда Содди делает проницательный вывод: эта энергия смогла бы в будущем служить людям, если ускорить время превращения элементов: тогда эти огромные количества энергии, сейчас выделяющиеся за тысячелетия, можно было бы использовать сразу, непосредственно.
Аналогичные рассуждения выдвинул и берлинский профессор Марквальд, когда на заседании Немецкого химического общества 2 мая 1908 года сделал сообщение о чуде радиоактивности. "Мы не знаем средства для ускорения радиоактивного распада,-- заметил он. - Если бы мы таким средством располагали, то с его помощью, вероятно, смогли бы превращать и другие простые вещества. При этом следовало бы ожидать образования элементов с более низкой атомной массой и одновременного выделения колоссальных количеств энергии. Если бы такое превращение смогло произойти внезапно, то оно сопровождалось бы страшнейшими взрывами: если бы, напротив, оно стало управляемым, то хватило бы 1 кг урановой смолки, чтобы большой пароход смог пересечь Атлантический океан".
Такое предвидение кажется сегодня поразительным. Однако высказывалось достаточно опасений, что освободившаяся атомная энергия сможет служить не только источником вечного благоденствия. В лекции о радии в декабре 1903 г. перед Американской ассоциацией научного прогресса Резерфорд, между прочим, развил следующую мысль: вполне возможно, что волна атомного распада распространится с таким взрывом, что наша старенькая Земля превратится в золу... Какой-нибудь простофиля в лаборатории сможет нечаянно заставить весь мир взлететь на воздух.
Теория распада Резерфорда и Содди оказалась плодотворной и в области теории познания. Она перетряхнула все классические представления натурфилософии и поколебала ее доселе прочный теоретический фундамент. До конца прошлого века считалась нерушимой та физическая картина мира, основу которой разработал еще Ньютон. Пространство и время являлись абсолютными понятиями, а все физические процессы протекали по жестким основным законам механики. Мир построен из материальных частиц -- элементов и атомов. "Атом" производится от греческого atomos, что означает неделимый. Тем самым хотели показать, что атомы неделимы и не могут быть превращены друг в друга.
С другой стороны, даже в начале XX века еще оспаривалось реальное существование атомов. Большинство ученых ругали физика и философа Эрнста Маха за его субъективно-идеалистические представления. Он считался основателем так называемого эмпириокритицизма -- разновидности реакционной философии позитивизма. Мах отрицал существование объективной реальности. Только то реально, что может быть непосредственно наблюдаемо или ощущаемо, либо подтверждено "чистым опытом". В такой философии, естественно, не находилось места для материальных кирпичиков нашего мироздания -- атомов и молекул, ибо их, по Маху, нигде нельзя ощутить. Спор о существовании атомов перерастал в спор по поводу основ мировоззрения в естествознании.
Новые открытия пошатнули представления о механистической картине мира и подготовили полное их крушение. С открытием Х-лучей Рентгена отпала догма о непроницаемости атомов. Очевидно, вещество уже не являлось препятствием для этих таинственных лучей. С открытием электрона Томсоном потерял силу постулат, согласно которому атом является мельчайшей частицей материи. Неизбежно вытекало допущение, что атомы состоят из еще более мелких частичек.
Весьма загадочной казалась спонтанность, с которой распадаются радиоактивные вещества. К всеобщему удивлению, было обнаружено, что радий при радиоактивном распаде превращается в другие элементы, в конечном счете в свинец, сам же возникает из урана. Была сокрушена другая догма: трансмутация элементов, о которой столетиями мечтали алхимики в своих попытках изготовить золото, стала явью, хотя лишь в масштабе атомов.
Радий представлялся исследователям прямо-таки неисчерпаемым источником энергии. Как же это согласовать с классическим законом сохранения энергии? Создавалась ли энергия излучавшего радия из ничего? Наука стояла перед загадкой. Французский физик Пуанкаре в 1905 году привел в беспокойство общественность своими сомнениями о "ценности науки". Так называлась его статья, в которой говорилось, что налицо серьезный кризис в физике. "Великий революционер радий" ставил под сомнение не только принцип сохранения энергии, но и все другие научные законы. Пуанкаре жаловался: "Перед нами -развалины старых принципов физики, всеобщий крах которой мы переживаем".
Что же, физика попала в безвыходное положение? Многие ученые являлись сторонниками идеалистической философии и считали, что теперь "материя исчезла" либо "растворилась в электричестве или энергии".
В. И. Ленин проанализировал это положение в естествознании в том виде, как оно сложилось к началу XX столетия, и сделал теоретико-познавательные заключения. В своей работе "Материализм и эмпириокритицизм", опубликованной в 1909 году, В. И. Ленин критикует мировоззрение Маха и разоблачает несостоятельность всеобщих толков о кризисе в физике. Ленин признает, что большинство ученых пришли в противоречие с новейшими экспериментальными фактами о радиоактивности и строении атома: это произошло только потому, что они упорно оставались на позиции устаревших идеалистических представлений, которые не допускали дальнейшего творческого развития физики. Эти новые факты могли быть объяснены и обобщены только на основе диалектического материализма. По убеждению В. И. Ленина, распад и превращение радиоактивных элементов блестяще подтверждает учение К. Маркса и Ф. Энгельса о диалектике природы. Поясняя это, он развивает мысль: "Разрушимость атома, неисчерпаемость его, изменчивость всех форм материи и ее движения всегда были опорой диалектического материализма. Все грани в природе условны, относительны, подвижны, выражают приближение нашего ума к познанию материи"[53].
Прежнее натурфилософское понятие материи оказалось неверным в результате открытия явления радиоактивности. В естествознании появились новые диалектические представления о структуре материи и формах ее движения.
Современная алхимия?
При изучении радиоактивных явлений Резерфорд и другие ученые обнаружили, что радиоактивные элементы торий, радий и актиний выделяют газообразные продукты, называемые эманациями. Они также радиоактивны и через короткое время распадаются. Рамзай заинтересовался явлением радиоактивности, когда появилось сообщение о том, что радиоактивные эманации химически так же индифферентны, как и благородные газы. Ученый как раз находился в поисках благородного газа, для которого еще имелось свободное место в последней клетке нулевой группы. Его занимало также разрешение другой научной загадки. Стало известно, что гелий встречается не только в содержащем уран минерале клевеите, но также и во всех минералах, в состав которых входит уран. Какого-либо объяснения этому факту не было.
Рамзай совместно с Содди, который в 1903 году вернулся в Англию, попытались разрешить этот вопрос экспериментально. К началу 1903 года были впервые выделены лишь малые количества редкого радия. Во всем мире был один-единственный его источник: это профессор Гизель в Брауншвейге, для которого извлечение радия было нечто вроде хобби. Рамзай и Содди получили от него 30 мг этого элемента. Сначала выделение чистой эманации потерпело неудачу из-за неправдоподобно малых количеств, которые могли быть получены из миллиграммовых количеств соли радия. Наконец обоим исследователям удалось уловить в крошечные капилляры, доли кубического миллиметра эманации и отделить ее от газообразные составных частей воздуха путем конденсации. С помощью газоразрядной трубки объемом 4 мм[3], в которую были впаяны электроды, тонкие, как волос, ученые получили спектр эманации. Спектр состоял из ярких красных линий. Ученые окрестили новый газ нитон (сверкающий) за то, что он светился в темноте. Позднее это название было заменено на радон.
Для того чтобы охарактеризовать нитон как новый элемент и найти ему место в таблице, недоставало важных данных, прежде всего атомной массы. Надежда на то, что когда-либо они будут обладать достаточным количеством нитона для проведения такого рода опытов, исчезала; Рамзай и Содди прикинули, что для получения 1 л газа необходимо около 500 кг радия. Уже тогда представлялось безнадежным получить такое количество радия. В настоящее время мировой запас радия оценивается, в лучшем случае, тысячной долей этой величины, то есть составляет приблизительно 500 г.
В конце концов Рамзай с удивительной экспериментальной ловкостью определил-таки плотность нитона и смог рассчитать, исходя из нее, его атомную массу. Радон нашел свое место в последней свободной клетке группы благородных газов, после ксенона.
При анализе радиоактивных минералов ученые всегда получали гелий в качестве побочного вещества. Поэтому уже в 1902 году Резерфорд при толковании радиоактивного распада высказал предположение, что гелий является продуктом распада радия. При выяснении этого вопроса так же приходилось работать с минимальными количествами веществ. Вся аппаратура, изготовленная Рамзаем, отличалась крошечными размерами. Она состояла из капиллярных трубочек диаметром менее полумиллиметра. В такие "сосуды" Рамзай и Содди поместили очищенную эманацию радия, исследовали ее спектр и, к своему радостному изумлению, обнаружили, что через несколько дней стали вдруг видны линии гелия. Это было доказательством превращения радона в гелий. Рамзай сделал сообщение о сенсационном открытии 16 июня 1903 года на ежегодном собрании Химического промышленного общества в Брэдфорде. В том же месяце появилась статья Рамзая и Содди в научных журналах: "Опыты с радием и о выделении гелия из радия".
Таким образом, впервые было экспериментально доказано превращение одного элемента -- радия в другой -- гелий. Естественно, что пресса всего мира быстро оповестила об этом событии в сообщениях, откликах и комментариях. Ведь это было первое удачное превращение элементов, которого ожидали алхимики целые столетия. Конечно, не было недостатка и в скептических высказываниях. Рамзая и Содди упрекали в том, что их лаборатория настолько заражена гелием, что любой чувствительный спектроскоп всегда обнаружит следы привнесенного газа.
Научно-популярный журнал "Умшау" 4 февраля 1905 года, отдавая должное гениальному искусству экспериментаторов Рамзая Содди, все же отмечал: "...еще не настало время выбрасывать за борт испытанное старое и безоговорочно становиться на сторону учения о превращении элементов".
Еще в апреле 1904 года почтенный Клеменс Винклер через тот же журнал потребовал, чтобы вспомнили важнейшие основы химии: "Радиевый бум охватил сейчас весь мир и в наибольшей степени -- среду дилетантов; при виде этого всякого химика угнетает тот факт, что о радии, открытом уже шесть лет назад, можно сообщить лишь то что он очень похож на барий, что у него большая, чем у последнего, атомная масса и что он проявляет поразительное самопроизвольное излучение. Химические его особенности все еще почти не известны...".
Однако Рамзай и Содди в дальнейших опытах доказали надежность своего открытия. И надо отдать им должное -- ведь обнаружение столь малого количества вещества было исключительно сложным делом. Приблизительно из 1 г бромида радия (а таким количеством в то время никто не располагал) за год образуется лишь 0,02 мг гелия.
Вскоре уже не оставалось сомнения в том, что гелий является продуктом превращения радия. В ряду распада урана образуются радон и гелий из альфа-излучающего радия. Радиоактивный радон также распадается с испусканием альфа-лучей, то есть с отщеплением гелия. На основе этого можно считать, что гелий, заключенный в урановых рудах, получается за счет альфа-превращений урана и продуктов дальнейшего распада. Напомним, что альфа-лучи являются ядрами атомов гелия.
"Торий Х и ... глупость"
В самый разгар радиевого бума появилось известие об открытии еще одного радиоактивного элемента. Сначала об этом объявили английские научные журналы, затем, в марте 1905 года, в одной лондонской газете можно было прочесть под рубрикой "Новый элемент" следующее сообщение: "Скоро научную литературу привлечет новое открытие, которое встанет в один ряд со многими блестящими достижениями на Гауэр-стрит. Д-р Отто Хан, работающий в университетском колледже, открыл новый радиоактивный элемент, извлеченный из цейлонского минерала торианита; предполагается, что этот элемент обладает радиоактивностью, подобной торию, однако большей, по крайней мере, в 250 000 раз".
Это открытие имеет небольшую предысторию. В возрасте 25 лет Отто Хан принял приглашение сэра Вильяма Рамзая поработать некоторое время в Лондоне в его институте на Гауэр-стрит. Хан только что кончил совершенствоваться по органической химии и хотел за время пребывания за границей улучшить знание иностранного языка, крайне необходимое в его будущей деятельности. По прибытии в Лондон к профессору Рамзаю Хан рассказал о своем научном пути и попросил дать ему задание. После краткого размышления известный профессор сказал: "Вы будете работать по радиоактивности". Для химика-органика такое предложение было весьма неожиданным. На лекциях в Марбургском университете он не слышал ни единого слова о радиоактивности. Хан был достаточно честным чтобы не признаться Рамзаю, что он ничего в этом не понимает и не имеет никакого опыта в исследованиях по радиоактивности. Однако Рамзай был хорошим психологом: "Это как раз то, что нужно. У вас нет еще своего мнения, и потому вы можете подойти совершенно непредвзято к этим довольно непонятным вещам". Затем он в захватывающей форме познакомил своего подопечного с его исследовательскими задачами.
Англичанин добыл 5 ц редкого минерала, именуемого торианитом. Последний находили только на острове Цейлон, и даже там запасы его были скудны. Знали об этой породе, что она очень радиоактивна. Одна английская фирма уже перерабатывала ее для Рамзая. От 5 ц осталось 18 г белой соли -- в основном карбоната бария,-- которая должна была содержать все количество радия, вызывающего радиоактивность: это составляло около 9 мг. Рамзай предложил отделить ценный радий по методике мадам Кюри, а именно: перевести его в некоторые органические соли, с тем, чтобы определить их молекулярную массу. Таким путем он рассчитывал установить еще не уточненную атомную массу радия. Этими опытами должен был заняться Отто Хан.
С горячим энтузиазмом принялся молодой исследователь за эту вдохновляющую работу. За считанные месяцы ему удалось в несколько ступеней выделить источник радиоактивности. Однако, к удивлению его и Рамзая, этот радиоактивный элемент испускал не эманацию радия, а эманацию тория; их можно было прекрасно отличить друг от друга по периодам полураспада. Следовательно, это был не радий. Хан указывал, что новый радиоактивный элемент химически не отличается от тория, но значительно радиоактивнее. Поэтому он назвал его радиоторием.
Рамзай был в восторге от того, что в его институте опять открыт новый элемент, и готовился торжественно сообщить об этом событии. По традиции это могло произойти не иначе как в стенах высокоуважаемого Королевского общества. На заседании последнего, 16 марта 1905 года, Рамзай обнародовал открытие радиотория. Впервые имя Отто Хана связывалось с исследованиями радиоактивности, с которыми отныне ему предстояло иметь дело всю жизнь.
По рекомендации Рамзая Отто Хан написал письмо Эрнесту Резерфорду в Монреаль. Он очень хотел усовершенствовать свои познания в области радиоактивности и надеялся, что лучше всего это можно сделать в институте Резерфорда. Хан сообщил также известному физику, что он уже открыл новый радиоактивный элемент -- радиоторий. Однако именно это сообщение было принято в Монреале весьма сдержанно, как понял позднее Отто Хан. Новый радиоактивный элемент? Из ториевого минерала? За несколько лет до этого, в 1901 году, американец Баскервиль также решил, что обнаружил новый элемент каролиний в торийсодержащем монацитовом песке Северной Каролины. Сообщение оказалось ложным.
Сомнения Резерфорда поддержал его друг Болтвуд, профессор радиохимии в Йельском университете. Болтвуд написал Резерфорду в сентябре 1905 года, что "элемент" Хана представляет собой, вероятно, соединение уже известного радиоактивного элемента тория Х c... глупостью. Однако, когда Хан, оказавшись уже в Монреале, открыл еще несколько радиоактивных элементов, которые "прозевал" сам Резерфорд, физик только покачал головой: "У Хана особый нюх на открытие новых элементов".
Элемент и все же не элемент
Среди многочисленных открытий Отто Хана особенное значение имел радиоактивный элемент мезоторий. Это был второй после радия радиоактивный элемент, который можно было получать в заметных количествах промышленным путем. В качестве исходного материала использовали импортный монацитовый песок. Мезоторий нашел наиболее широкое применение в медицине -- как ценный заменитель все более дорожавшего радия: его излучение, как и излучение радия, могло излечивать злокачественные опухоли.
Долгое время врачи не знали, что собственно представляет собой мезоторий, хотя в его действии они и не сомневались. Поэтому Хан опубликовал подробное сообщение "О свойствах мезотория, получаемого в технике, и его дозировке", из которого все заинтересованные лица с удивлением смогли узнать, что новый препарат, собственно говоря, вовсе не является стопроцентной заменой радия. Первооткрыватель мезотория допускал, что в нем обычно содержится 25 % радия "в качестве примеси". Специалисты были поражены, ибо они ценили Хана как первую величину в радиохимии, и потому не могли поверить, что ему не удалось разделить мезоторий и радий.
Давая объяснения в газете "Хемикер цейтунг" от 3 августа 1911 года, Хан указывал, что получение мезотория в чистом виде нельзя осуществить, потому что радий и мезоторий обладают одинаковыми химическими свойствами, однако весьма заметно отличаются своими радиоактивными константами. Поэтому пришлось принять, что они -- разные элементы. Однако по химическим свойствам они абсолютно сходны, как если бы являлись одним и тем же элементом. Как объяснить такой факт?
Даже после появления теории радиоактивного распада явление радиоактивности оставалось для многих ученых непонятным, необъяснимым, просто сверхъестественным. Когда Отто Хан в 1907 году на защите своей диссертации говорил о том, что можно обнаружить 10[-10] радиоактивного вещества на основе его излучения, ему не поверил даже всеми уважаемый Эмиль Фишер -- первый нобелевский лауреат среди немецких химиков. Фишер высказал мнение, что, по его убеждению, нет более чувствительного прибора обнаружения, чем.... его собственный нос, который смог бы уловить некоторые вещества в еще меньших количествах. Конечно, не стоило особенно обижаться на критику Эмиля Фишера, ибо обычно он поддерживал и выдвигал работы Хана в Берлинском университете С другой стороны, Хан чувствовал порой, что многие сомневаются в перспективности радиоактивных исследований, даже пытаются их дискредитировать.
Остановимся несколько подробнее на особенно характерном случае, поскольку он весьма наглядно показывает, перед какой дилеммой стояли в то время многие ученые. Мы располагаем дословным описанием этого события -протоколами доклада и дискуссии, происходившего на заседании немецкого Бунзеновского общества по прикладной и физической химии в мае 1907 года в Гамбурге Председательствовал известный физико-химик, профессор Вальтер Нернст. Тема: "Радиоактивность и гипотеза распада атома".
Отто Хан сделал вводный доклад о теории радиоактивного распада и привел примеры последних данных по применению его в науке. Его коллега, венский радиохимик Лерх, дал слушателям иллюстрацию чувствительности радиоактивного излучения: "Количество радиоактивного элемента радия, необходимое для разрядки электроскопа за 1 с, оказывается, составляет 10[-10] г... Если же разделить 1 мг радия на всех живущих в мире людей -- около двух миллиардов -- то количества вещества, полученного каждым, хватило бы для опадания листочков пяти электроскопов за 1 с".
Это явно произвело впечатление на присутствовавших. Однако тут профессор неорганической химии Тамман, всемирно известный ученый, задал провокационный вопрос: "Меня поразило, что сегодня несколько раз говорилось о том, что эманация относится к благородным газам. Я не могу полностью к этому присоединиться, ибо для всех известных благородных газов до сих пор не было доказано, что они способны как-либо распадаться и могли бы считаться соединениями, а не элементами. Возникает вопрос: являются ли радиоактивные элементы вообще элементами, господа? Судя по тому, что мы знаем, радию нет места в периодической системе...".
Послышались возмущенные возгласы, однако можно было услышать и одобрение, порой легкий смех.
В качестве председательствующего Нернст наконец установил порядок и попытался уладить спор соломоновым решением: "Вся суть в определении. Можно дать такое определение: элемент, остающийся постоянным по своей массе, является элементом, а элемент претерпевающий радиоактивное превращение, не является элементом". Сегодня мы знаем, что такое обоснование неверно. Ученые, присутствовавшие на Бунзеновском чтении, тоже не слишком спешили согласиться с мнением Нернста.
Вновь взял слово Отто Хан: "Я хотел бы сначала ответить на вопрос о природе радиоактивной эманации. Вообще благородными газами называются такие газы, которые пока не удавалось ввести в реакцию даже с самыми энергичными реагентами. Эманацию радия пропускали над раскаленным магнием, над раскаленной медью, через самые различные реагенты, которые со всеми другими газами, кроме благородных, всегда приводили к образованию соединений. Эманация радия после пропускания через все системы была найдена неизмененной...".
Тамман прервал оратора: "Я все же не отнес бы их к числу благородных газов, ибо благородные газы не претерпевают реакции радиоактивного распада".
"... Вопрос в различии между радиоактивными эманациями и благородными газами,-- невозмутимо продолжал д-р Хан,-- возникает и отпадает со вторым вопросом профессора Таммана -- является ли радий элементом?.. Радий до сих пор считался элементом и считается таковым большинством исследователей, хотя он испускает лучи. Различия между ним и другими элементами только в степени устойчивости. Уран всегда рассматривался как элемент, а он тоже радиоактивен. Есть элементы, которые распадаются за три секунды, а есть такие, которые распадаются за тысячи миллионов лет, как торий и уран".
Во время дискуссии профессор Браунер из Праги предложил свою теорию: "Я представляю себе вопрос таким образом: если могут быть уже мертвые, вымершие элементы, которые более не существуют... почему не может быть короткоживущих элементов, которые когда-то существовали или хотя бы существуют и теперь, но в столь малых количествах, что еще не обнаружены их следы?"
На это Нернст немного насмешливо заметил: "Малоутешительной гипотезе коллеги Браунера о том, что существуют уже вымершие элементы, можно противопоставить более жизнерадостную: отдельные элементы еще не народились". Хотя это и была шутка, в словах Нернста заключалось зернышко будущей истины.
В оживленной дискуссии на заседании Бунзеновского общества речь зашла об истинно научной проблеме. Обычно открытие новых элементов вызывало воодушевление. Однако обнаружение столь большого числа радиоактивных элементов привело в конце концов к беспомощности и путанице. Причина состояла в том, что радиоактивные элементы уже нельзя было разместить в периодической системе. Оставались еще пустые клетки, но для радиоактивных элементов места больше не было. Их было слишком много. Уже было обнаружено 25 элементов и лишь первые из них -- уран, радий, полоний, торий, актиний -нашли свои законные места.
"Меня очень беспокоит вопрос, что же теперь делать со всеми этими радиоактивными элементами в периодической системе..."-- высказался профессор Браунер. С ним должны были согласиться все собравшиеся ученые.
Что же, гениально задуманная и многократно подтвержденная периодическая система элементов утратила свою справедливость для радиоактивных элементов? Уж не назревал ли "кризис в химии"? Либо эти новые радиоактивные вещества все же не были элементами? В элементарном характере радиоактивных веществ мало кто сомневался, хотя их превращения и были вначале непонятными. Беспокоило то, что их не удавалось разместить в периодической системе. Большинство открытых радиоактивных элементов распадались очень быстро и всегда образовывались в неизмеримо малых количествах, поэтому нельзя было и думать об определении их атомной массы, этой основы классификации. Несколько лет спустя положение стало еще более безысходным. Сотрудница Хана, физик Лиза Мейтнер, сообщила в сентябре 1909 года на заседании в Зальцбурге о новых продуктах дальнейшего распада. Дебаты грозили стать очень горячими, подобно тем, которые разразились на заседании Бунзеновского общества за два года до этого. Учитывая солидное число полученных радиоактивных элементов, известный физик Генрих Рубенс высказал сомнение: "Очень приятно и радостно, конечно, что семья радия вновь возросла. Однако со временем это становится немного тревожным и спрашиваешь себя, будет ли это размножение продолжаться?.."
Внести ясность смог бы только новый теоретический фундамент. Разрешить вопрос удалось лишь в 1913 году Фредерику Содди теорией изотопии элементов. Согласно ей, один и тот же элемент может состоять из нескольких разновидностей атомов, а именно изотопов, которые имеют различные атомные массы (массовые числа). Некоторые элементы являются чистыми, то есть состоят только из одного рода атомов с твердо определенной атомной массой. Смешанные элементы, напротив, имеют несколько различных по массе изотопов. Изотопы одного и того же элемента химически неразличимы друг от друга, следовательно, их нельзя разделить химическим путем. Однако у них есть вполне определенные физические различия, которые для радиоактивных элементов проявляются в типе распада и в характерном периоде полураспада. Конечно, теперь уже недостаточно было определения атомной массы, чтобы найти место для элемента в периодической системе. Только с введением для каждого элемента еще одной величины -- порядкового номера, позднее названного зарядом ядра, наступил, действительно, "порядок". Водород получил порядковый номер 1, уран как последний элемент - порядковый номер 92, в соответствии с числом электронов в их атоме. Однако оставалось не ясным, почему изотопы одного и того же элемента могут иметь различные массовые числа. Этот вопрос был разъяснен только 20 лет спустя.
Новая теория, которая вскоре была экспериментально подтверждена и дополнена, сразу разрешила имевшиеся проблемы: все открытые в последнее время радиоактивные элементы оказывались разновидностями уже известных элементов. Лишь совсем немногие являлись действительно новыми химическими элементами и, следовательно, могли претендовать на свое место в периодической системе. Радиоактивные эманации были не чем иным, как изотопами благородного газа радона. Радиоторий Хана является изотопом тория с массовым числом 218; открытый им же мезоторий -- изотопом радия с массовым числом 228. Следовательно, и радиоторий и мезоторий не представляют собой новых элементов в первоначальном смысле этого слова; это заблуждение простительно, если вспомнить, что теория атома в то время была еще весьма несовершенной.
Было также найдено объяснение неудачам, постигшим попытки разделения радия и мезотория. Этот процесс был попросту обречен на провал, ибо речь шла практически об одном и том же химическом элементе.
Долгожданная победа
XX век начался барабанным боем, который в 1903 году возвестил о возможности превращения радия в гелий. Однако, если быть исторически точным, то была не первая трансмутация, проведенная в XX столетии. За три года до этого, в марте 1900 года, когда еще почти ничего не было известно о радиоактивных превращениях, химик Фиттика из Марбурга поразил своих коллег удивительной статьей. В ней он с полной серьезностью утверждал, что ему удалось на опыте превратить фосфор в мышьяк. Отсюда Фиттика сделал вывод, что мышьяк вовсе не элемент, то есть его не следует помещать в периодическую систему. Мышьяк на самом деле является соединением фосфора, азота и кислорода: As (PN2O)2O3.
"Такое утверждение просто непостижимо,-- возмущался Клеменс Винклер, который своей оценкой уничтожил "открытие" Фиттики. -- Уже по меньшей мере тысячу лет получают мышьяк в технике и в больших масштабах переводят его из одного соединения в другое; до сих пор не было никаких сомнений в его элементарной природе. Несомненно, мышьяк действительно является элементом в современном смысле этого слова... Утверждение Фиттики основывается на колоссальной ошибке, и я весьма сожалею, что эту ошибку приходится обсуждать открыто".
А ведь этот Фиттика был не дилетантом, а профессором химии в Марбургском университете. Отто Хан во время своей учебы в 1897/98 годах "имел удовольствие" слушать лекции Фиттики по истории химии. Об этом он оставил нам исчерпывающие сведения, которые как-то характеризуют этого странного ученого. В своих воспоминаниях Хан писал, что Фиттика в лекциях ограничивался оглашением старых алхимических текстов. Очевидно, Фиттика сам не мог избежать влияния этих трактатов. Во всяком случае последние его работы в Марбурге, по словам Хана, касались только собственных опытов по превращению элементов, которые он проделывал в сумеречном состоянии, следовавшем за его эпилептическими припадками.
Винклер прочел первую работу марбургского профессора алхимии и подверг ее уничтожающей критике. Он указал на элементарные огрехи Фиттики: конечно, господин профессор Фиттика совсем не учел, что продажный фосфор содержит мышьяк... И тут гнев известного химика излился на ренегата. Словно Зевс с Олимпа, метал он громы и молнии на неверного подданного: "Создается впечатление,-- возмущался Винклер,-- что в неорганической химии теперь появилась опасная склонность ударяться в спекуляции. Немалой причиной является то, что искусство анализа приходит, к сожалению, в упадок. Я подчеркиваю -- "искусство", ибо между анализами может существовать различие, как между работой скульптора и каменотеса".
