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

Рен также хотел покрыть медью и памятную дорическую колонну, проект которой он разработал совместно с ученым Робертом Гуком и которая должна была размещаться в том месте, откуда начался пожар, находившемся неподалеку от собора св. Павла. Архитектор предложил увенчать монумент «медным шаром, 9 футов в диаметре, так как он будет хорошо смотреться на расстоянии… и иногда его можно будет использовать для проведения фейерверков». Он не почувствовал кощунственной иронии, содержавшейся в его предложении. Как бы то ни было, медь вновь сочли слишком революционным металлом. В конце концов остановились на первоначальной идее, которая нравилась королю, – «большого шара из позолоченного металла».

Купол собора св. Павла в конце концов был построен в оболочке из серого свинца. И Рену пришлось долго думать, как обеспечить устойчивость куполу с металлом, весившим гораздо больше первоначально планировавшегося. Свинцовое покрытие, по некоторым подсчетам, весило на 600 тонн больше, чем медь, предложенная Реном. Расчеты Рена, по всей видимости, были точны, однако он сильно просчитался в оценках английского национального характера. По прошествии трехсот лет невозможно представить эту всем знакомую деталь лондонского ландшафта металлически красного медного цвета, так же как и зеленой, какой она, по предположениям архитектора, должна была стать вследствие окисления. Свинцовый «зонтик» собора св. Павла кажется теперь настолько правильным выбором в стране с постоянно серым небом, что вряд ли ныне можно представить себе какой-то другой на его месте.

Тем не менее медь все-таки появилась на куполе собора св. Павла. Бенджамин Франклин, прославившийся своим предложением запустить змея в грозу, чтобы доказать, что молния – электрическое явление, в 1769 г. посетил Британию и лично наблюдал за установкой громоотводов на здании собора. Они были такого типа, который он предлагал для зданий и кораблей – в виде длинного железного прута или бруска. Три года спустя в собор попала молния, и, пока электрический заряд уходил в землю, металл громоотводов раскалился докрасна, и великий собор вновь мог стать жертвой пожара. После этого громоотвод Франклина заменили на медный, который стоил дороже, но более эффективно проводил электричество и более надежно защищал от угрозы пожара.

* * *

Медь содержит уникальный набор характеристик, которые люди по-разному использовали на протяжении всей истории человечества. Благодаря им данный элемент так и не уступил своего первенствующего положения, которое он занял в те времена, когда человек научился его обрабатывать более 6 тысяч лет назад. Самая удивительная из характеристик меди, вне всякого сомнения, – ее цвет. Это единственный металл красного (коричневого) цвета, что наделило ее особым статусом по отношению к золоту, единственным другим окрашенным металлом. Европейские путешественники в Новом Свете, такие как Кабот на севере и Кортес на юге, обнаружили, что данный металл используется аборигенами для изготовления украшений и в религиозных целях. Флорентийский мореплаватель Джованни да Верраццано полагал, что местные жители «ценили медь выше золота». Цветовой контраст между чистым красным металлом и его водянисто-голубыми и зелеными солями также воспринимался как весьма значимый. Такое воплощение противоположностей рассматривалось как символическое в столь далеких друг от друга культурах, как культура ацтеков и культура народа догонов в Мали, для которых появление зеленой ржавчины на коричневом металле символизировало возобновление роста растений после дождя.

Первая из полезных характеристик меди, которую начали использовать, была ее ковкость. Медь была достаточно мягкой, чтобы в ходе ковки принимать форму различных необходимых предметов, но и достаточно твердой, чтобы названные предметы можно было длительное время использовать. Древние египтяне использовали медь для изготовления мечей, шлемов и даже дренажных труб. Медь имелась в сравнительном изобилии и отличалась ковкостью, поэтому считалась более практичным металлом для монет, нежели золото и серебро. Правда, порой медь вызывала возражения у людей, пользовавшихся медными монетами, из-за явного несоответствия между ее номинальной стоимостью и реальной ценой. Генрих VIII получил прозвище Старый Медный Нос, так как, по его приказу, в серебряные монеты стали добавлять так много меди, что в народе начала ходить шутка: по мере того как стираются монеты, королевский нос краснеет. Позднее появились такие технические новшества, которые позволили раскатывать медь в тонкие листы. Ими стали покрывать крыши европейских соборов и со временем правительственных зданий в Северной Америке.

Следующей характеристикой меди, которая получила признание, была ее хорошая проводимость как тепла, так и электричества. Американский патриот Поль Ревир прославился в начале XIX столетия своими кастрюлями и сковородами. В то же самое время ученые, занимавшиеся исследованиями электричества, обнаружили, что медь пропускает электрический ток лучше, чем какой-либо другой материал, кроме серебра. Алессандро Вольта изготовил первую электрическую батарею из цинка и серебра, но впоследствии в большинстве батарей использовалась медь.

Однако свою главную роль преобразователя мира медь получила благодаря своей пластичности. Ее можно не только раскатать в листы, но и изготовить из нее очень тонкую проволоку – проволоку, проводящую электричество. Именно это качество меди и стало основой создания того, что можно назвать первой всемирной паутиной.

Создание подобной всемирной паутины зависело от ряда весьма значимых открытий и изобретений, сделанных за относительно короткое время: батарей, которые могли служить источником постоянного тока; гальванометров, которые были способны регистрировать электрический сигнал и показывать его величину с помощью отклонения иглы; очистки меди до достаточно высокой степени, чтобы эффективно проводить электрический ток и открытия изолирующих свойств гуттаперчи, смолистой, напоминающей резину субстанции, получаемой из деревьев саподилла, произрастающих в Малайзии.

Первый примитивный электрический телеграф был построен в 90-е годы XVIII века Франсиско Сальвой. Он был способен передавать электрические разряды из Мадрида в Аранхуэс, расположенный на расстоянии 50 километров от испанской столицы. Проект Сальвы состоял в том, что каждой букве алфавита соответствовала отдельная проволока, прибывающий разряд должен был по очереди высвечивать соответствующие буквы так, чтобы можно было прочитать сообщение. (Есть свидетельства, что он также намеревался подсоединить по человеку к каждому проводу, чтобы они, получая удар током, выкрикивали соответствующую букву.) В последующие годы появилось много не менее эксцентричных вариантов телеграфной связи, порожденных остро ощущавшейся потребностью в более эффективных средствах коммуникации по сравнению со зрительными методами, включавшими флажки и световые сигналы, которые использовались во времена наполеоновских войн. Однако эффективной реализации всех подобных проектов мешало недостаточное понимание основ самой природы электричества. И лишь в 1831 г., когда Майкл Фарадей впервые намотал медную проволоку на железное кольцо, чтобы продемонстрировать явление электромагнитной индукции, пришло более или менее ясное понимание взаимосвязи между различными видами электричества и проводящими материалами.