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

Этот натрий – обычная соль, хлорид натрия, или же, как мы надеялись, фосфатная или фосфитная соль? В результате растворения небольшого количества серого отстоя в воде и добавления капли нитрата серебра быстро образуется осадок грязного цвета. Он в свою очередь разделяется на густой осадок молочно-белого цвета – стандартный признак наличия хлорида – и таинственный осадок коричневого цвета, который не растворяется ни в кислоте, ни в щелочи, что указывает на обилие неорганических веществ. Вот где, возможно, еще скрывается фосфор. Мы решили снова нагреть осадок, смешав его со специальным древесным углем, чтобы из фосфатов или фосфитов получить элементарный фосфор. Растираем оба вещества вместе – серый осадок от мочи и ивовый древесный уголь, – затем нагреваем полученную смесь на бунзеновских горелках.

Я не могу скрыть удивления, когда осадок, который уже около часа продержали при самых высоких температурах, каких только можно достичь в школьной лаборатории, начинает снова вступать в реакцию. Эндрю объясняет это тем, что, растерев его с древесным углем, мы существенным образом увеличили поверхность контакта между материалами, повысив вероятность реакции. Снова выходит аммиак, за ним следует газ, который при поднесении к нему огня горит слабым голубоватым пламенем. На улице смеркается, и мы зажигаем свет в лаборатории, чтобы получше рассмотреть пламя. Может быть, мы наконец-то добыли фосфор? Нет, потому что от него пошел бы густой белый дым пентоксида фосфора. Вероятно, это угарный газ, при горении превращающийся в невидимый углекислый газ. По мере того как пламя угасает в полутемной лаборатории, на какой-то миг по краям появляется слабое белое свечение. «Кажется, у нас что-то вырисовывается», – говорит Эндрю. Мы ограничены в возможности получить более высокие температуры. Наш максимум – 500–600 градусов Цельсия, предел температур, достижимых с помощью бунзеновских горелок. Ясно, что Бранд и его подражатели использовали гораздо более горячие печи и их эксперимент длился много часов или даже дней. Мы договорились встретиться снова, вооружившись кварцевыми пробирками и кислородно-ацетиленовой горелкой.

На этот раз сразу же стало ясно, что мы достигли гораздо более высоких температур. Последовательность явлений, которые мы в предыдущий раз наблюдали в течение часа, прошла всего за несколько минут. Очень скоро разогретый осадок в кварцевой пробирке начал светиться ослепительно белым светом. В волнении мы готовы были предположить, что перед нами фосфор, но свечение держалось на самомкончике бирюзового кислородно-ацетиленового пламени -

в том месте, где самая высокая температура. Если бы это на самом деле был фосфор, он бы стал в виде пара выходить из пробирки и конденсироваться в более холодной второй пробирке, как на картине Райта. Похоже, налицо просто следствие очень высокой температуры – начинает испаряться само вещество кварцевой пробирки. Мы вынуждены признать, что, каковы бы ни были его заблуждения, Бранд, бесспорно, был выдающимся экспериментатором.

* * *

Джозеф Райт из Дерби написал своего «Алхимика» в 1771 г. Названная картина – одно из нескольких изображений научных экспериментов, запечатленных на холсте. Самое знаменитое из них, вероятно, – «Эксперимент с птицей в воздушном насосе», созданное несколькими годами ранее. Мы видим членов некого состоятельного семейства, которые с удивлением, ужасом и жалостью вглядываются в большую стеклянную колбу, откуда естествоиспытатель, решительно взирающий на нас из центра композиции, выкачал весь воздух, лишив признаков жизни или по крайней мере чувств находящуюся внутри птицу.

Райт был связан с Лунным Обществом, что располагалось в находившемся неподалеку Бирмингеме. Члены Общества – изобретатель паровоза Джеймс Уатт, физиолог и поэт Эразм Дарвин, химик Джозеф Пристли и многие другие – встречались в основном в полнолуние, чтобы после вечеров, проведенных за «ужином и веселой философической беседой», а также демонстрацией научных экспериментов, можно было возвращаться домой не в полной темноте. Вдохновленное исследованиями вакуума, которые Роберт Бойль проводил еще в 50-е гг. XVII века, данное полотно также может служить прологом к экспериментам Пристли по выявлению особенностей воздействия на живые организмы незадолго до того открытых газов – кислорода и углекислого газа. В изображенное на картине окно, как напоминание об Обществе, светит полная луна. Произведение Райта приобрели два других члена Общества – промышленники Джозайя Уэджвуд и Ричард Аркрайт. Этими полотнами Райт прославился как создатель живописной истории эпохи Просвещения.

Подобно «Эксперименту с птицей», «Алхимик» по-своему переосмысливает историю. Художник сделал попытку показать процесс открытия фосфора столетием ранее. Картина трактовалась как аллегория, символическое изображение света современной науки, рассеивающего тьму алхимических суеверий – идея, которую покровители Райта, несомненно, должны были воспринять с восторгом. Полотно, однако, не понравилось ни им, ни обычным поклонникам живописи. Оно так и осталось непроданным до самой смерти художника в 1797 г. В глубоком анализе произведения Райта историк культуры Джанет Вертези пытается объяснить ее «загадочный провал» и странное одеяние ее героя. На картине три основных источника света: полная луна за окном, светящийся фосфор, изливающийся в колбу, и более тусклый свет масляной лампы, у которой два помощника Бранда занимаются собственными делами, явно ничего не подозревая о том чуде, что разворачивается в нескольких шагах от них. Упомянутая троица источников света, возможно, имеет религиозный смысл, но, кроме того, она символизирует соревнование между природой (луна), Просвещением (масляная лампа) и некой таинственной и более могущественной третьей силой. Вполне рационалистически настроенные исследователи природы (ассистенты Бранда, они в современной одежде и используют современную аппаратуру в отличие от их хозяина, более напоминающего какого-то жреца-друида) трудятся при свете лампы, однако ее в буквальном смысле затмевает свет случайного открытия, сделанного невежественным алхимиком. Давайте еще раз вспомним пространное название полотна «Алхимик в поисках философского камня открывает фосфор и молится об успешном завершении своих операций, как было в обычае у древних химических астрологов». Другими словами, алхимик, занимаясь обычным для алхимика делом, совершенно случайно совершает научное открытие – открытие, которое не смогли сделать рационалисты со всеми их познаниями и безупречной научной методологией. Могли ли прогрессивные члены Лунного Общества, дети века Просвещения в Англии, где активно шла Промышленная революция, с восторгом воспринять подобную идею?

И все-таки последнее слово осталось за наукой. Бранд и несколько его конкурентов, которым удалось со временем повторить его эксперимент, ездили по европейским дворам со своим драгоценным светящимся грузом. В Англии демонстрацию посетил король Карл II, а также Сэмюэль Пепис и его коллеги по Королевскому научному обществу. Джон Эвелин (Ивлин) писал о том, как, обедая с Пеписом в 1685 г., они наблюдали «весьма благородный эксперимент», в котором были смешены две жидкости, и из них произошли «неподвижные и разнообразные солнца и звезды, светящие настоящим огнем, абсолютно шарообразные, на стенках стеклянного сосуда, и они сияли там с удивительной яркостью, подобно множеству созвездий». В течение довольно долгого времени фосфор оставался чем-то вроде высококлассного циркового трюка для аристократических вечеринок. Получить его было крайне сложно, статус химического элемента оставался под вопросом, и во многих химических справочниках его характеризовали просто как «разновидность серы».