Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Нечасто приходится получать подарки, которым больше пятисот лет. Я говорю сейчас не об окаменелостях, старинной гемме или римской монете. То, что мне посчастливилось получить, было страницей оригинала книги, известной под названием «Нюрнбергской хроники». Книга была написана немецким врачом Гартманом Шеделем и напечатана в 1493 году. В ней описывается история мира с «первого дня творения» до времени, когда жил Шедель. Текст полон ссылок на священное писание, но есть в нем места, посвященные истории нескольких городов и детальным биографиям святых, королей, римских пап и мифологических героев. Описаны в книге капризы природы, а, кроме того, есть рассуждения об Антихристе и судном дне. Но главная ценность книги заключается в 1800 иллюстрациях, включенных в текст. Люди впервые получили возможность узреть историю в картинах.

На странице, которой я теперь владею, описана (с соответствующей иллюстрацией) заповедь, данная Богом Моисею, и руководство по изготовлению алтаря для всесожжений, шатра, предназначенного для хранения ковчега завета во время странствия израильтян по пустыне.

Рассматривая эту бесценную реликвию, я не перестаю удивляться ясности текста и четкостью иллюстраций. Несмотря на то, что чернила, которыми написан текст, высохли больше пятисот лет назад, они нисколько не выцвели. Этот факт дает нам возможность приглядеться внимательнее к этому веществу, к чернилам. Когда речь идет об изобретениях, оказавших наибольшее влияние на историю человечества, чернила, несомненно, надо поставить в один ряд с огнем, колесом, порохом и электричеством. Мы не имели бы столь полной писаной истории, если бы могли только выдавливать буквы в глине или вырезать их в камне.

В принципе, существуют три типа чернил. Самые древние чернила представляли собой нерастворимые в воде частицы, называвшиеся пигментом. Это, чаще всего, были частицы углерода, сажи, оставшейся после сгорания светильного масла. Сажу смешивали с водой и желатином из шкур животных, или с «камедью», водорастворимыми углеводными экстрактами из трав или деревьев. Типичный пример – гуммиарабик из акации. Эти клейкие вещества обеспечивали прилипание пигмента к поверхности после испарения воды. К 2500 г. до н. э. древние китайцы и египтяне использовали чернила такого типа, которые позднее были названы индийскими, так как нужные для них ингредиенты доставлялись из Индии. Другой древний пигмент – сульфид ртути или киноварь, был обнаружен в красных чернилах, которыми был записан текст на знаменитых свитках Мертвого моря. Часть текста была записана железо-галловыми чернилами, а также обычными для того времени индийскими чернилами черного цвета.

Второй тип чернил, железо-галловые чернила, были впервые подробно описаны Плинием Старшим в первом веке, а к четвертому веку железо-галловые чернила начали вытеснять чернила на основе ламповой сажи. Железо-галловые чернила изготовляли на основе природного сульфата железа (зеленой витриоли), смешивая его с танниновой кислотой, экстрагируемой из галлов дуба (образований, возникающих в ответ на воздействие соединений, выделяемых личинками ос). Сульфат железа и танниновая кислота образуют темный растворимый комплекс, который становится нерастворимым, когда железистый ион двухвалентного железа превращается в ион трехвалентного железа, отдавая электроны кислороду воздуха. Так же, как и в случае углеродных чернил, к железо-галловым чернилам добавляли гуммиарабик, чтобы чернила не осыпались с бумаги или пергамента (особым образом выделанной овечьей кожи).

Чернила третьего типа изготовляют из красителей, разведенных в соответствующих растворителях. Самые ранние чернила такого рода изготовляли из естественных чернильных жидкостей кальмаров, каракатиц и осьминогов, а также из экстрактов ягод и растения индиго. Однако красители стали применять в качестве чернил по-настоящему широко только после синтеза мальвы Перкином в 1856 году, первого синтетического красящего вещества. Чернила, созданные на основе красителей, стали идеальными для автоматических ручек, так как перья не забивались синтетическими красителями, как они забивались старыми пигментами. В чернилах для шариковых ручек тоже используются синтетические красители, разведенные в таких растворителях, как пропиленгликоль, но главным здесь является создание определенной густоты раствора, чтобы он равномерно истекал из резервуара. Это достигается добавлением вязких добавок на основе полимеров нитроцеллюлозы. Несомненно, однако, что с середины пятнадцатого века самыми важными стали чернила, употреблявшиеся для печати.

Чернила всегда играли важнейшую роль в распространении информации, но эта роль многократно усилилась после изобретения Гутенбергом книгопечатания в 1470 году. Водорастворимые железо-галловые или индийские чернила размазывались, когда их использовали в подвижном прессе Гутенберга, поэтому он стал использовать чернила, изготовленные на основе сажи, терпентина и орехового масла. Современный анализ чернил, использованных Гутенбергом при печатании его библии, обнаружил, что он добавлял также оксиды меди и свинца для усиления черной окраски литер. Сегодняшняя типографская краска имеет практически тот же состав, хотя теперь растворителями служат метанол, ацетон, пропиленгликоль, гексан, ксилол или толуол, а ореховое масло было заменено льняным маслом или синтетическими алкильными смолами. Изобретательность создателей чернил для старопечатных книг, таких, как «Нюрнбергская хроника», достойна всяческого восхищения. К сожалению, нельзя того же сказать о содержании «Хроники». В то время как обсуждения работ таких врачей древности, как Гален, Гиппократ и Авиценна, или описания таких природных явлений, как падение метеорита на Эльзасский город Энзисгейм в 1492 году, являются более или менее точными, в книге также приводятся и некоторые мифологические данные, выдаваемые за реальные события. Знаменитая гравюра «Сожжение евреев» повторена в «Хронике» несколько раз, причем каждый раз автор приводит разные обоснования для этого действа. Самое ужасное описание сопровождается изображением «Убийства христианского младенца», гравюрой, на которой стереотипные евреи собирают кровь убитого ребенка для своего пасхального ритуала. Конечно, «сожжение» выглядит очень реалистично – эти зверства сильно запятнали европейскую историю – но изображение мифического убийства как реального в книге, которая в то время служила самым авторитетным руководством по всемирной истории, заложило краеугольный камень будущего предрассудка. К сожалению, этот предрассудок несмываем, как чернила, использованные для печати «Нюрнбергской хроники».

Всем известно, что в старом добром цирке старые добрые иллюзионисты доставали кроликов из старых добрых шляп. Но как насчет того, чтобы достать кроликов из женского лона? Именно это случилось в 1726 году, когда Мэри Тофт, неграмотная служанка, как утверждали многие, родила целый выводок крольчат с частями тел других животных. Невероятно, но нашлись врачи, всерьез проглотившие приманку, завладевшую воображением всей Англии и ее короля Георга I.

Эта изумительная история началась, когда доктора Джона Говарда позвали принимать роды у Мэри в ее доме. Вместо ребенка она родила нечто похожее на части тела какого-то животного. Беременность, однако, на этом не закончилась, и Говарда снова вызвали по тому же адресу, где он принял сначала голову кролика, потом кошачьи лапы и, наконец, выводок из девяти мертвых крольчат. Говард не знал, как объяснить этот весьма странный феномен, и обратился за помощью к другим врачам. Когда об этой истории узнал король, он немедленно отрядил хирурга Натаниэля Сент-Андре на месте разобраться, что именно произошло. К вящему удивлению короля, Сент-Андре засвидетельствовал, что Мэри действительно родила нескольких мертвых кроликов, и пришел к заключению, что дело не обошлось без вмешательства сверхъестественных сил. Король Георг решил, что расследование необходимо продолжить, и поручил его немецкому врачу Кириакусу Алерсу. Алерс тоже засвидетельствовал факт рождения нескольких кроликов, но заподозрил обман. Во внутренностях одного из кроликов обнаружились катышки кала, содержавшие зерно и сено. Поскольку в матке Мэри ни зерно, ни трава произрастать не могли, врач заподозрил мошенничество, о чем и доложил королю.