Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка — страница 30 из 77

Мероприятия, начатые моим «Экспло-76», продолжались потом еще лет 20 после того, как я окончил школу. Они стали до такой степени грандиозными (я слышал рассказы о демонстрациях, которые проводили в старом заброшенном школьном бассейне), что привлекли внимание служб спасения.

* * *

Тщетно я пытался описать знаменитый поворотный пункт в истории химии без упоминаний о жутком слове «флогистон», идее, до такой степени модной в XVIII столетии и притом до такой степени ложной и запутанной, что она до сих пор способна отпугивать дилетантов. Флогистон, по мнению Пристли и многих других его современников, это «принцип огня». «Флогистированный» воздух – это такой воздух, в котором имело место горение, а дефлогистированный воздух, наоборот, – воздух с потенциалом для горения. Путаница возникает из-за того, что предполагаемое отсутствие (флогистона) на самом деле оказывается присутствием (химического элемента кислорода).

Теория флогистона очень хорошо объясняла наблюдения химиков, но не давала реального понимания процесса. Чтобы представить тогдашнюю путаницу, можно вообразить маску, сделанную с человеческого лица. Если ее ярко осветить сбоку, то мы увидим очертания носа и глазных впадин. Но только изменив перспективу, а еще лучше просто протянув руку и коснувшись маски, мы сможем обнаружить, что свет падает не справа, как мы предполагали, а слева, и мы на самом деле видим лицо не спереди, а сзади. Флогистон был именно таким обратным изображением, точным со всех точек зрения и в то же время по сути ложным. Потребовалось полностью изменить перспективу, чтобы увидеть истинное положение вещей, что и сделал Лавуазье.

Несмотря на то что он вводил всех в заблуждение, флогистон тем не менее цепко держался за свое место в теоретической науке. Даже Лавуазье, скептически относившийся к концепту флогистона и до своих экспериментов с кислородом, по крайней мере до 1784 г., пользовался такими терминами, как air dephlogistiqué[23], air empiréal[24], air vital[25] наряду с новым термином «кислород». Комичным пророчеством нашей нынешней одержимости антиоксидантными кремами выглядит упоминание о pommade antiphlogistique[26] в романе «Мадам Бовари» Г. Флобера, события которого развиваются спустя более полувека после того, как флогистон вышел из научного употребления.

Исследования Лавуазье поместили кислород – а вовсе не огонь – в центр процессов горения и, фактически, в центр всей химии. В 1789 г., накануне Французской революции, он опубликовал «Элементарный трактат по химии» и включил в него полный список «простых субстанций, принадлежащих всем царствам природы, которые могут рассматриваться в качестве элементов тел». Они были разделены на четыре категории. Первая включала газы, водород, кислород, а также свет и «теплоту». Во вторую входили шесть неметаллических субстанций, служивших источниками кислот: углерод, сера, фосфор и неизвестные основы для соляной, фтористой и борной кислот. Третья категория состояла из 17 окисляемых металлов, от сурьмы до цинка, а четвертая добавляла еще пять «солеобразующих простых земных субстанций», включая известь и магнезию; Лавуазье совершенно справедливо предугадал, что они содержат новые, пока еще не известные элементы-металлы.

Учебник Лавуазье хорошо продавался и начал химическую революцию. Но вот настал черед для революции политической. Лавуазье не скрывал симпатий к «старому режиму», хотя и отверг предложение Людовика XVI, сделанное в последний момент в 1791 г., стать министром финансов, заявив, что его согласие поставило бы под угрозу то «идеальное равновесие», которое он пытался привнести в экономику, политику и химию. На противоположной стороне Ла-Манша, однако, Пристли устроил празднество в честь годовщины взятия Бастилии, и в тот же день толпа роялистов разрушила его дом. На долю Лавуазье выпала еще более страшная судьба – погибнуть от рук якобинцев. Пятого мая 1794 г. он взошел на гильотину как ненавидимый многими сборщик налогов. На научные открытия Лавуазье палачам было наплевать.

* * *

Если практически одновременные открытия присутствия кислорода в воздухе и воде не были бы сделаны тогда, когда они были сделаны, мы сейчас, наверное, не придавали бы кислороду такого значения. Химическая революция произошла бы значительно позже, возможно, лишь после того, как Алессандро Вольта в 1800 г. изготовил первую батарею с электродами из меди и цинка. Наше восприятие химии в таком случае строилось бы не на действии одного вездесущего гиперактивного элемента – газообразного, тем не менее материального – а скорее, на скоротечном обмене невещественными электрическими зарядами между химическими сущностями, и нас теперь не отличало бы «излишнее доминирование кислорода в доктрине и номенклатуре».

Как бы то ни было, кислород оказался в центре химии и со временем приобрел значимую символическую роль в нашем языке. Это произошло не мгновенно, как в случае с электричеством. Писатели-романтики сразу уловили драматический и метафорический потенциал гальванизма. «Франкенштейн» Мэри Шелли всего лишь самое знаменитое литературное произведение из огромного множества ему подобных, вдохновленных новым пониманием электричества. Но они черпали вдохновение и из новой химии. Там, где Шекспиру приходилось довольствоваться «благоуханным воздухом» и «зрелым дыханьем лета», поэты XIX столетия могли воспользоваться образцом концентрированной эссенции воздуха и жизни и даже ввести их в свой лексикон. Кольридж посещал лекции Дэви – он приходил, по его словам, с целью «увеличения набора метафор» – и однажды наблюдал, как эфир «ярко горит на воздухе, но – о! – каким прекрасным пламенем он вспыхивает в чистом кислороде». В другом случае он обратил внимание на то, как с помощью электричества получают кислород и водород из воды. Тем не менее романтики, прекрасно знавшие об открытии кислорода и его роли в жизни, в своей поэзии о нем практически не упоминают. Стихотворения типа «Оды западному ветру» и «Жаворонка» Перси Биши Шелли полны упоминаний о жизнь дарующих воздухе и воде, о голубом и зеленом цветах, с которыми мы встречаемся в природе, однако кислород при этом никогда не называется по имени. Возможно, романтики исходили из того, что их читатели не так хорошо знакомы с последними достижениями науки. Но скорее всего, они отвергали название нового элемента из-за его непоэтичности – длинное слово парадоксальным образом лишало стихи дыхания. Гораздо позднее Роджер Мак Го решил названную проблему, воспользовавшись в своем стихотворении «Кислород» химическим символом элемента, похожим на облачко дыма. В последней его строке, изображающей предсмертные вздохи человека, они переданы с помощью последовательности из уменьшающихся в размере восьми «О».

Каким же образом кислород стал метафорой для «живительной силы и энергии» в таких примерах его употребления, как в характеристике, которую викторианский поэт Фрэнсис Томпсон дал Шелли: «Самая тусклая искорка образа разгорается ярким пламенем, напоенная кислородом его гения» или как в клятве, которую дала Маргарет Тэтчер (сама одно время работавшая химиком), перекрыть террористам «кислород гласности»?

Ответ, вероятно, коренится в распространении в XIX столетии кислородной терапии; собственно, именно она и познакомила широкую публику с этим химическим элементом. Воспринимаемый как вещество, необходимое для поддержания жизни, кислород теперь использовался в качестве лекарства от всевозможных болезней. Получали его сравнительно легко, путем нагревания селитры. Как отмечали многие, кислород вызывал ощущения «приятного тепла» в легких и конечностях. Лечение кислородом приносило облегчение при заболеваниях, связанных с дыхательными путями, как, например, туберкулез. Облегчение он давал только на тот период, пока длилась сама процедура. При множестве других заболеваний кислород не имел никакого лечебного эффекта, однако этот факт, естественно, не мешал рекламировать «воздух жизни» как панацею от всех недугов. Тем не менее первоначальный энтузиазм в скором времени поутих вследствие многочисленных обвинений врачей, лечивших им, в шарлатанстве. Так или иначе, новые методы получения кислорода из воздуха и хранения его под давлением в легко транспортируемых цилиндрах привели к возрождению интереса к нему в середине столетия. Без каких-либо серьезных научных исследований кислородная терапия стала применяться широчайшим образом без разбору, хоть и постоянно подвергаясь резкой критике со стороны скептиков. «Часто задают вопрос: опасна ли ингаляция кислородом? Ответ: решительно нет! Его можно использовать без какого-либо риска и всегда с реальной надеждой принести пользу», – гласила одна из реклам лечения кислородом в 1870 г.

По-настоящему уважение к кислородной терапии в медицине пришло только после Первой мировой войны, когда известный физиолог Джон Скотт Холдейн продемонстрировал ее лечебное воздействие на солдат, пострадавших от отравляющих газов. Холдейн прославился тем, что ставил эксперименты на самом себе. Он подвергал себя и добровольцев из числа коллег воздействию самых разных газов в герметично закрытом помещении, известном под названием «гроб», и отмечал их воздействие на организм и интеллектуальные способности. Холдейн поднялся на Пайкс-Пик в Колорадо, чтобы испытать на себе воздействие разреженного воздуха на высоте 14 000 футов. Его главным вкладом в науку стало открытие роли гемоглобина в регуляции дыхания, но, кроме того, он был автором большого числа полезных инноваций, таких как, например, процедура декомпрессии для ныряльщиков и использование канарейки для предупреждения шахтеров о снижении уровня содержания кислорода под землей.

Его заслуги отмечены в терминологии, связанной с кислородными масками и кислородными палатками. Тем временем терапевтической и гигиенической славой кислорода стали пользоваться и производители таких коммерческих продуктов, как мыло «Оксидол». На каждой коробке соли для ванн «Радокс» раньше имелось объяснение названия этого бренда: оно было не чем иным, как сокращением совершенно бессмысленной английской фразы, означавшей «излучает кислород»