Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

Когда советская пресса назвала Маргарет Тэтчер «железной леди» за ее настойчивое противостояние коммунизму, она восприняла это как комплимент. Железо всегда символизировало силу и жесткость, слова почти синонимичные в повседневном употреблении, однако имеющие разные и совершенно конкретные значения в естественных науках. Железо обычно отличается твердостью, то есть оно очень незначительно меняет форму при силовом воздействии на него, но оно также значительно менее эластично и менее ковко, чем другие древние металлы. И именно названное качество неподатливости, а не только его твердость, служит основой большинства метафор, связанных с железом. Удачное символическое словосочетание, придуманное когда-то Черчиллем, «железный занавес» также построено на ассоциациях с физической и поведенческой негибкостью и, по-видимому, содержит тонкий намек на Сталина. С другой стороны, Веллингтон заслужил прозвище «железный герцог» не за героизм на поле боя, а за то, что повесил на окнах своего лондонского дома железные ставни, чтобы защититься от «толпы».

Ассоциации железа с мужественностью подчеркиваются и тем, что оно, как никакой другой металл, подходит для изготовления оружия. Тем не менее это вовсе не значит, что сделать из железа хороший меч легко. В Саттон-Ху в Суффолке, англосаксонском королевском захоронении, обнаруженном в 1939 г., археологи нашли шлем, изготовленный из цельного куска железа. Предположительно он принадлежал королю Редвальду, умершему около 625 г. н. э. Там же находились его меч и щит, сохранившиеся значительно хуже. Клинок меча был изготовлен путем сложного технологического процесса, подразумевающего наложение листов железа один на другой для создания формы клинка, в результате чего на его поверхности появляется тонкий декоративный рисунок. В случае использования названной технологии требуемые характеристики могут быть правильно распределены по поверхности: предельная твердость – ближе к лезвию клинка и некоторая гибкость в середине, чтобы меч не сломался при сильном ударе. Искусство кузнеца заключалось в его интуитивном понимании, когда нужно добавить больше углерода, получаемого из древесного угля в горне, в расплавленное железо, чтобы добиться более твердой стали. Музей в Саттон-Ху организовал показ железных листов и стержней того типа, с которых кузнецы начинали свою работу. Они похожи на свежий пластилин серого цвета. Но без жара раскаленного горна трудно представить себе, как из них создать такое прекрасное оружие, или прочувствовать настойчивые, размеренные, много раз повторяющиеся процессы нагревания и размягчения, ковки и закалки, ассоциировавшиеся с циклами смерти и возрождения в огне, что придавали мечу особое ритуальное значение.

Редкость железа на протяжении довольно долгого времени и технические сложности, связанные с его обработкой, наделяли профессию кузнеца большим престижем и окружали таинственностью. Кузница была местом, где пылал адский огонь, а от необработанной руды исходил резкий запах серы. Вейланд, или Виланд, англосаксонский бог-кузнец, подобно Гефесту в древнегреческих мифах, изображался изгнанным вместе со своей кузницей на остров, настолько отвратительным казалось все, что было связано с его трудом. И все же сам кузнец – мастер в одной из самых нужных профессий, и он обычно славен не только своим искусством, но и смекалкой и изобретательностью. К примеру, Ильмаринен в финской мифологии одновременно и кузнец, и изобретатель.

Таким образом, мечи, изготовленные из железа, были исключительно ценными артефактами – слишком ценными, чтобы их использовать в реальном сражении, – и, естественно, им приписывали магические свойства. Хотя технология создания этих мечей не всегда ясна, скорее всего, Экскалибур, меч из легенд о короле Артуре, был сделан из железа. Его название происходит либо от валлийского caled, означающего «твердый», либо от греко-латинского слова со значением «сталь» chalybs. Меч Сигурда, Грам, в скандинавской мифологии также железный. Изготовление изделий из железа достигло уровня высокого искусства в Японии, где очень мало меди, необходимой для производства бронзы, и других металлов, считавшихся драгоценными за пределами Японии. Кусанаги, меч VII века, являющийся в Японии частью императорских регалий, практически наверняка изготовлен из железа, хотя узнать точно невозможно, так как сам меч, или его копия, хранится в специальном святилище и осматривать его запрещено.

Не удовольствовавшись сценой в «Золоте Рейна», где герой Зигфрид выковывает волшебный меч, Вагнер начал работу над оперой, основанной на легенде о кузнеце Виланде (и еще над одной на сюжет новеллы Э. Т. А. Гофмана «Фалунские рудники», действие которой развивается в обширных медных рудниках в Швеции; о них мы поговорим позже). Когда в 1983 г. были опубликованы отрывки из документов, которые предположительно были дневниками Гитлера, а затем сенсационно выяснилось в 1983 г., что это было всего лишь подделкой, в одном из наиболее правдоподобных аспектов обмана утверждалось, что Гитлер, страстный поклонник Вагнера, имел намерение закончить незавершенный труд композитора.

Хотя железу испокон века приписывались воинственные мужские характеристики, лишь с развитием современных научных методов исследования удалось доказать, что красный цвет крови и железной руды обусловлен одной и той же причиной.

Об этой связи подозревали уже давно. Зигфрид, убив дракона Фафнира мечом собственноручного изготовления, слизывает кровь дракона, пролившуюся ему на руку. Кровь, так же как и меч, наделена волшебными свойствами, и Зигфрид внезапно обретает способность понимать язык птиц. Возможно, даже «Айрн-Брю», изготавливаемый, согласно рекламе, с добавлением железа, привлекает не в последнюю очередь благодаря игре с табу на употребление в пищу крови несмотря на то, что количество железа в нем микроскопическое, а его ржавый цвет – результат пищевых добавок.

Хотя и прежде часто упоминалось о металлическом вкусе крови, объяснение этому нашлось лишь в середине XVIII столетия. Историю о том, как это произошло, редко вспоминают в анналах науки. Однако эксперимент сам по себе был довольно прост, и провел его впервые, по-видимому, болонский врач Винченцо Менгини около 1745 г. Он прожарил кровь нескольких млекопитающих, а также птиц, рыб и человека. Затем пошевелил плотные остатки магнитным ножом и с удовлетворением обнаружил, что частички крови пристали к ножу. Из пяти унций собачьей крови он получил почти целую унцию плотного материала, большая часть которого обладала магнитными свойствами. (Считается, что он получил примерно такие же результаты и с человеческой кровью, хотя в описаниях названных экспериментов и не говорится, каким способом он ее добыл.)

Упомянутый эксперимент очень просто повторить. Поместите в формочку столовую ложку крови (кровь для своего эксперимента я выжал из упаковки с замороженной куриной печенью) и частично выпарите ее на медленном огне. Рыхлый осадок поместите в небольшой тигель или в любой сосуд из тугоплавкого материала и продолжайте высушивать осадок на огне. Выскребите осадок и разотрите его до состояния крупного порошка, напоминающего кофейную гущу. Высыпьте порошок на лист бумаги и проведите над ним магнитом. Несколько частичек сразу же пристанут к магниту.

Такого результата и ожидал Менгини. Вопрос: на основании чего у него возникла мысль, что в крови должно присутствовать железо? Она могла возникнуть у него только потому, что ассоциация железа с Марсом, кровью и войной, зародившаяся еще в греческой и римской мифологии, настолько укоренилась в алхимической теории его времени, что людям, страдавшим от болезней крови, иногда прописывали соли железа. Дополнительным свидетельством того, что связь между железом и кровью была известна давно, служит тот факт, что одна из главных железосодержащих руд носит название «гематит» – слово, появившееся в XVI столетии. Корень «гем» – производный от греческого слова, означающего «кровь».