Одно из самых известных открытий Дэви – создание взрывобезопасной шахтерской лампы. В ней горящий фитиль окружен металлической сеткой, которая не позволяет огню вырваться наружу. В поисках нужного варианта Дэви проделал много опытов, повредив руки и лицо осколками при взрывах ламп разной конструкции. Дэви не стал брать патент на изобретение, который принес бы ему громадные прибыли, а заявил, что лучшей для него наградой будут спасенные жизни шахтеров. В результате он стал очень популярным человеком в Англии и получил звание баронета, вслед за этим его избрали президентом Лондонского королевского общества.
Майкл Фарадей (1791–1867), будучи подростком и работая в переплетной мастерской, посещал лекции Дэви, а затем поступил к нему на должность лаборанта. Спокойный, старательный Фарадей работал аккуратно и тщательно. Оценив достоинства способного ученика, Дэви пригласил его в путешествие по Франции и Италии в качестве ассистента, поскольку решил взять в дорогу походную лабораторию. В конце концов, все сложилось таким образом, что в дороге Фарадей стал исполнять обязанности лакея и камердинера. Особенно досаждала Фарадею вздорная и капризная жена Дэви – леди Джейн. Дэви, стараясь угодить жене, невольно унижал достоинство своего ученика.
Все это привело к тому, что у Фарадея постепенно исчезло восторженное отношение к учителю. По возвращении в Лондон Фарадея повысили в должности, зачислив ассистентом. Дэви помог своему ученику опубликовать первую статью в химическом журнале Королевского общества, а год спустя Фарадей, почувствовав себя увереннее, опубликовал еще шесть работ.
За время самостоятельной работы Фарадей впервые выделил бензол и бутилен, изучил состав натурального каучука, разработал рецепт свинцового стекла для оптических приборов, обнаружил новое явление – вращение плоскости поляризованного света – и сформулировал количественные законы электрохимии. Главное открытие Фарадея (1821) – явление электромагнитной индукции, позволившей осуществить взаимопревращение электрической и механической энергии. Именно оно позволило со временем создать электрогенераторы и по существу заложило основы электроэнергетики – одной из важнейших движущих сил в развитии цивилизации всего человечества. Российский физик А. Г. Столетов писал: "Никогда со времен Галилея свет не видел столько поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея…"[27] Эти слова невольно перекликаются с той оценкой, которую дал известный математик Жозеф Луи Лагранж творчеству А. Лавуазье (см. выше раздел «От нового элемента к фундаментальному закону»).
Однажды, когда Дэви спросили, какое свое открытие он считает самым главным, он ответил: "Майкл Фарадей". С годами Дэви стал тщеславным и весьма болезненно переживал успехи своего ученика Фарадея. В 1823 г. Лондонское королевское общество предложило Фарадею стать его членом. Дэви, с которым Фарадей посоветовался, решительно заявил, что Фарадей должен снять свою кандидатуру, а если он этого не сделает, то Дэви как президент общества сделает это сам. При тайном голосовании в процессе избрания Фарадея единственный голос против (не повлиявший на результаты голосования) принадлежал Дэви.
Есть примеры и полного сходства темпераментов двух ученых, работавших вместе. Известные немецкие физикохимики супруги Вальтер и Ида Ноддак были очень настойчивыми и честолюбивыми исследователями, они приложили много сил к открытию новых химических элементов (Ида Ноддак упоминалась в рассказе "Опередившие время"). Открытие нового элемента всегда приравнивалось к географическим или астрономическим открытиям, а имя первооткрывателя автоматически вписывалось во все энциклопедии и сохранялось в истории.
В 1925 г. супруги сообщили, что обнаружили в уральской самородной платине новый элемент № 43, предсказанный Менделеевым и условно названный им эка-марганцем. Они назвали элемент мазурием в честь победы немецких войск в 1914 г. над русской армией генерала Самсонова у Мазурских болот. Никаких весомых доказательств, подтверждающих открытие, они не представили, но никогда не испытывали сомнения в своей правоте. Во время Второй мировой войны В. Ноддак был назначен оккупационными властями профессором химии во французском городе Страсбурге. Первое, что он сделал, – внес символ нового элемента Ма в изображение периодической системы на стене главной химической аудитории.
Позже выяснилось, что получить элемент № 43 супруги Ноддак никак не могли, поскольку он практически не присутствует в земной коре. В исчезающе малых количествах он может быть лишь зафиксирован в продуктах распада урановых руд. Элемент № 43 (названный технецием) был получен лишь в 1937 г. при облучении дейтронами молибденовой пластины. Тем не менее даже в 1969 г. Ида Ноддак выражала твердую уверенность, что открытие мазурия когда-нибудь подтвердится, но, естественно, этого так и не произошло.
Такую же настойчивость проявили супруги при попытке получить элемент № 75. В 1925 г. они поспешили известить мир, что выделили новый элемент из самородной платины, а также из минерала колумбита (смесь оксидов Fe, Mn, Nb и Ta), назвав его рением в честь Рейнской провинции Германии – родины Иды Ноддак. Независимая проверка показала, что в указанных минералах нового элемента нет. В течение двух лет Ноддаки пытались доказывать, что они все же открыли новый элемент, впрочем, попутно они признавали и некоторые свои ошибки в приведенных доказательствах. В том же 1925 г. неуловимый элемент был получен английским химиком Ф. Лорингом из пиролюзита (MnO2) и чешскими учеными Я. Гейровским и В. Долейжаком из марганцевых руд. Наконец через три года, в 1928 г., Ноддаки сумели выделить рений из молибденита (MoS2). Долгие запутанные споры вокруг приоритета первооткрывателей в конечном итоге привели к тому, что сохранилось предложенное ими название элемента и честь открытия исторически закрепилась все-таки за Ноддаками, о чем можно прочесть во всех справочниках. Рений стал последним химическим элементом, обнаруженным в земной коре, а все последующие новые элементы были получены с помощью ядерных реакций.
Ученые в тоталитарных государствах
Истинные ученые, увлеченные поиском, вероятно, оказываются наиболее незащищенными перед идеологическим натиском государственной машины. Поведение ученых разных стран, оказавшихся в тисках диктаторских режимов, удивительным образом совпадает. Буквально из последних сил они продолжают научную деятельность, словно утверждая, что запретов для научной мысли не существует.
В предшествующих главах много раз были показаны структуры различных молекул. Возникает естественный вопрос: каким образом ученые смогли увидеть все изображенные молекулярные конструкции? Это результат рентгеноструктурного анализа, позволяющего представить строение молекул в виде шаростержневых моделей. В предыдущих рассказах многократно упоминались имена нобелевских лауреатов, и создание рентгеноструктурного анализа тоже было отмечено этой премией. В 1914 г. лауреатом Нобелевской премии по физике стал немецкий ученый Макс фон Лауэ. Он направил рентгеновы лучи на кристалл сульфата меди и получил на фотопленке набор отражений – так называемую дифракционную картину, которая со временем позволила после математической обработки изобразить структуру молекулы.
Судьба золотой нобелевской медали Лауэ своеобразна. После прихода нацистов к власти в Германии Лауэ – убежденный противник нацизма – вместе с другим немецким нобелевским лауреатом по физике Дж. Франком передал свои нобелевские медали в Копенгаген датскому физику Нильсу Бору на хранение, чтобы их не конфисковали. Ситуация стала драматической, когда в апреле 1940 г. нацисты вторглись в Данию. Вывоз золота из гитлеровской Германии считался серьезным преступлением. Если бы нацисты нашли эти медали с выгравированными на них именами лауреатов в Копенгагене, то ученым, скорее всего, грозила бы казнь. Коллеги Бора не видели смысла в том, чтобы зарывать медали в землю – их все равно могли обнаружить. Решение нашел венгерский химик Дьёрдь де Хевеши, работавший в те годы в Институте Бора. Физиков спасла химия: Хевеши растворил медали в царской водке (смесь соляной и азотной кислот), а бутылки с желтоватой жидкостью оставил у всех на виду, и при обыске нацисты не обратили на них внимания. После окончания Второй мировой войны золото выделили из раствора и отправили в Швецию Нобелевскому комитету, который заново отчеканил медали и передал их лауреатам. По воле судьбы Хевеши, фактически спасший двух ученых, был своеобразным образом вознагражден – в 1943 г. он стал нобелевским лауреатом по химии за работу по использованию изотопов при изучении химических процессов. Эти исследования легли в основу нового направления науки – радиационной биологии. Однако далеко не все столкновения ученых с тоталитарным режимом заканчивались столь благополучно.
Двое талантливых немецких химиков Рихард Вильштеттер (1872–1942) и Фриц Габер (1868–1934) сохранили дружбу со студенческих лет. Р. Вильштеттер – ученик выдающегося химика А. Байера, в 1915 г. был удостоен Нобелевской премии за исследования природных красящих веществ, в том числе хлорофилла. Позже он провел основополагающие исследования в химии ферментов. С приходом к власти в Германии нацистов Вильштеттер – еврей по национальности – был отстранен от преподавания в университете и от научной деятельности. Некоторое время ему удавалось руководить работой сотрудников по телефону, но в 1938 г., спасаясь от преследований, он бежал в Швейцарию, откуда еще некоторое время продолжал следить за прерванными исследованиями, общаясь с бывшими сотрудниками по переписке.
Ф. Габер тоже вскоре сумел заявить о себе – он получил Нобелевскую премию в 1918 г. за разработку промышленного синтеза аммиака, решившего остро стоявшую во всем мире проблему химически связанного азота. Горячо преданный родной Германии, в начале Первой мировой войны он возглавляет военно-химический департамент. Именно он, желая обеспечить победу своей стране, был инициатором применения первых боевых отравляющих веществ, что позже вызвало ожесточенные споры о правомерности присуждения Нобелевской премии создателю химического оружия. Одновременно вместе с Вильштеттером он разрабатывает конструкцию противогаза. После проигранной войны он всеми силами старается помочь Германии выплатить наложенну