Уолтер Гратцер - Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях
Менделеев за свое открытие удостоился многих почестей, но Нобелевской премией его не наградили. Возможно, наивысшая научная награда не досталась ему потому, что периодический закон был независимо открыт немецким химиком Лотаром Мейером, который умер прежде, чем Нобелевская премия была учреждена. (Известно, что на самом деле Менделеева номинировали в 1906-м, но ему не хватило одного голоса, и премия ушла к французскому химику-неорганику Анри Муассану, который первым выделил фтор в свободном виде.)
Менделеев совершил еще много полезного в химии, но, что любопытно, противился истолкованию периодической таблицы в терминах структуры атома — великий химик так и не смог принять новые физические теории, появившиеся в начале XX века.
За несколько лет до смерти Менделеев прибыл в Лондон, где на заседании Королевского химического общества ему вручили Фарадеевскую премию. Химик сэр Эдвард Торп вспоминает эту церемонию в своем некрологе Менделееву:
Когда он прибыл прочесть Фарадеевскую лекцию, автору этих строк как казначею Химического общества предстояло вручить Менделееву гонорар, предписанный правилами общества, в маленьком шелковом кошельке, украшенном национальным русским орнаментом. Кошелек привел Менделеева в восхищение, которое только усилилось, когда он узнал, что тот вышит одной из дам, присутствующих в аудитории. Великий химик тут же провозгласил, что будет пользоваться теперь только этим кошельком. Однако соверены из кошелька высыпал на стол, заявив, что ничто не заставит его принять деньги от общества, которое оказало ему столь высокую честь — позволило выступить в память о Фарадее в стенах, освященных его трудами.
Менделеев умер в 1907 году. Пятьдесят лет спустя его имя было увековечено в названии нового трансуранового элемента. В периодической таблице менделевий занимает 101-ю ячейку.
Внятный рассказ о работе Менделеева в частности и об истории химических элементов в общем см.: Strathem Paul, Mendeleev's Dream — The Quest for the Elements (Hamish Hamilton, London, 2000). Некролог Торпа вышел в Nature, 75, 373 (1907).
Металл встает на крыло
Имя Людвига Монда (1839–1909) прочно ассоциируется с Имперским химическим трестом и с целым рядом химикотехнологических процессов. Монд — один из величайших химиков-прикладников. Будущие технологи, как он считал, сначала должны поработать химиками-исследователями — и сам Монд до эмиграции в Англию был сотрудником лаборатории Байера, а после эмиграции запустил образцовое химическое производство, где, следует отметить, с рабочими обращались довольно мягко. Монд самостоятельно разработал несколько особенно удачных промышленных процессов. Один из них — процесс синтеза аммиака, который внедрили на Сольвеевских содовых заводах, производивших важный химикат — карбонат натрия. Побочным продуктом производства аммиака был газ Монда, состоящий по преимуществу из водорода и окиси углерода: его применяли как бездымное топливо и для разогрева печей. Кроме того, Монд организовал завод по производству хлора, но с этим его предприятием возникали постоянные неприятности. В частности, никелевые задвижки, которые регулировали течение газа по трубам, покрывались черным налетом, со временем перекрывавшим весь поток.
Монд приобрел особняк под названием “Тополя” в Сен-Джонс-Вуде на севере Лондона, и там, на задворках конюшни, устроил себе небольшую лабораторию. Ею заправляли личный ассистент Монда, австрийский химик по имени Карл Лангер, и его юный помощник Фридрих Квинке. Монд отнес туда немного вредоносного черного налета, который, как было вскоре показано, состоял из углерода. Монд и Лангер быстро поняли, откуда он берется: если в лабораторных экспериментах для продувки системы от аммиака использовали чистый азот, то заводской азот содержал следы окиси углерода. Но что могла сделать окись углерода с таким химически устойчивым материалом, как чистый никель? Монд знал про никель всё: порошком этого металла он пользовался для очистки газа Монда. Газ смешивали с паром и пропускали над разогретым никелем, в результате вода и окись углерода вступали в реакцию, давая водород и двуокись углерода, и последняя поглощалась раствором щелочи. Что именно, желал знать Монд, делает в этой реакции никель? Какое промежуточное вещество образуется в процессе катализа?
Карл Лангер сконструировал простой аппарат для пропускания над разогретым никелем окиси углерода. Во избежание утечек весь газ, выходящий из стеклянной трубки, просто-напросто сжигался. К концу дня, когда Лангер уходил домой, Квинке поручалось прекратить нагрев катализатора, остановить поток газа, дождаться, пока пламя угаснет, а затем запереть лабораторию на ночь. Как-то вечером (случилось это в 1889 году) Квинке покинул лабораторию раньше обычного, так что отключать подогрев и перекрывать газовый кран пришлось Лангеру. Затем случилось поразительное: по мере того как аппарат остывал, бледно-голубое пламя окиси углерода становилось все ярче и внезапно окрасилось зеленым. Лангер, потрясенный увиденным, тут же позвал Монда, который, если верить воспоминаниям, выбежал из-за стола, прервав ужин с гостями, и в вечерней одежде ринулся в лабораторию. Двое химиков в немом удивлении стояли и смотрели на зеленое пламя.
Первой мыслью Монда было, что цвет выдает присутствие арсенида водорода, газообразного производного мышьяка, который, как ему было известно, окрашивает пламя зеленым. Он немедленно провел классическую пробу Марша на мышьяк и мышьяковистый водород (ею часто пользуются криминалисты): стеклянная пластинка в токе газа должна покрыться черным налетом. Налет и в самом деле появился, однако он ярко блестел и совсем не походил на мышьяк. Анализ показал, что это чистый никель. Однако тяжелые металлы нелетучи и, как думали тогда, газообразных соединений не образуют. Долгое время Монд противился выводам, к которым его подталкивали собственные наблюдения. Он даже решил, что в образцах никеля скрыт неизвестный прежде элемент. Однако в итоге газ удалось превратить в бесцветную жидкость, которая, замерзая, образовывала игольчатые кристаллы. Сейчас это вещество называют карбонилом никеля. Монду оставалось только поверить себе. То был первый из множества карбонилов металлов, открытых в ходе последовавших исследований. По словам лорда Кельвина, Монд приделал тяжелым металлам крылья. Превращение никеля в карбонил — эффективный способ извлечь его из руды. Первым эту технологию внедрил сам Монд на специально построенном заводе в Суонси.
Cohen J.M., The Life of Ludwig Mond (Methuen, London, 1956).
Смерть математика
Абрахам де Муавр (1667–1754) — английский математик французского происхождения, был большим другом Ньютона. Он известен своими работами по теории вероятностей (первым осознал принципы распределения случайных величин), по теории комплексных чисел и тригонометрии. Вся его жизнь была связана с Англией. В 1754 году, в возрасте 87 лет, Муавр встретил достойную математика смерть:
Обстоятельства смерти Муавра представляют интерес для психологов. Незадолго до кончины он объявил, что каждый следующий день собирается спать на 10–15 минут больше. В один из дней время сна наконец превысило 23 часа. Муавр проснулся, заснул снова и проспал все 24 часа, а затем умер во сне.
Существует и другая версия этой истории. Согласно ей, Муавр точно предсказал день собственной смерти: он обнаружил, что продолжительность его сна стала увеличиваться в арифметической прогрессии, а затем легко вычислил, когда она достигнет 24 часов, и, как всегда, не ошибся.
Rouse Ball W.W., History of Mathematics (Macmillan, London, 1911).
Шокирующий эксперимент
Александр фон Гумбольдт (1769–1859) родился в семье прусских дворян. Детей в этой среде с рождения готовили к военной карьере. Однако у юного Александра развился необъяснимый (а с точки зрения его семьи — даже ненормальный) интерес к науке. Не испугавшись родительского гнева, он поступил во Фрейбургскую горную академию и вернулся в Пруссию инспектором шахт. Там он улучшил конструкцию безопасной горелки Гемфри Дэви и изобрел дыхательный аппарат для шахтеров. Вскоре его направили с дипломатической миссией в неспокойные страны Европы. Занятый столь важными делами, он все-таки нашел время и учредил Свободную королевскую горную школу, где шахтеры обучались геологии и другим дисциплинам. Однако главным, чему Гумбольдт собирался посвятить жизнь, была все же экспериментальная наука. Им владел всепоглощающий интерес к геологии и к таким феноменам, как магнитное поле Земли — а еще к “животному магнетизму”: на него произвела огромное впечатление работа Гальвани о подергивании лягушачьих мышц. Гумбольдт развил собственную теорию: причиной сокращений были не металлические электроды, решил он, — они просто усиливали некое врожденное свойство мышц. Он приступил к серии опытов с мускулами животных и растениями, а затем решил проверить свои догадки на себе:
