Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева
Шрифт:
Но подобная история не могла закончиться тихо и незаметно. К 1990-м годам химическая школа Беркли ослабла, уступив ведущие позиции российским и особенно немецким институтам. Удивительно быстро, за период с 1994 по 1996 год, немцы синтезировали элемент № 110, сейчас носящий название дармштадтий (химический символ Ds) – в честь города Дармштадта, где он был открыт; элемент № 111 рентгений (Rg) – в честь великого немецкого физика Вильгельма Рентгена. Здесь же был синтезирован элемент № 112 – последний в таблице Менделеева по состоянию на июнь 2009 года – получивший название коперниций [67] . Успехи немцев, несомненно, являются основной причиной, по которой Беркли так рьяно отстаивал свою былую славу: несложно было догадаться, что будущее уже не за калифорнийцами. Тем не менее Беркли не собирался сдаваться. В 1996 году была сделана попытка переломить ситуацию – на работу в Беркли пригласили молодого болгарина по имени Виктор Нинов. Нинов участвовал в открытии элементов № 110 и 112, но перебрался из Германии в США, чтобы вдохнуть новые силы в обветшавшие исследовательские программы Беркли. Нинов даже вытащил Гиорсо из добровольного полузабвения (Гиорсо любил приговаривать, что «Нинов так же хорош, как
67
В июне 2009 года я написал статью для сайта slate.com под названием Periodic Discussions . Она немного пересекается с материалом этой главы. В статье я подробно рассказываю, почему понадобилось целых тринадцать лет, чтобы коперниций превратился из «рабочей версии» в полноправного члена Периодической системы.
Чтобы громко заявить о возврате в большую науку, в 1999 году группа Нинова поставила противоречивый эксперимент. В основе его лежали расчеты польского физика-теоретика, предположившего, что при бомбардировке ядер свинца (82) криптоном (36) могут образоваться атомы сто восемнадцатого элемента. Многие отвергли эти расчеты как чепуху. Но Нинов решил покорить Америку, как уже покорил Германию, и взялся за этот эксперимент. Синтез элементов к тому времени превратился в многолетние проекты стоимостью в миллионы долларов – такими экспериментами нельзя заниматься наудачу, – но опыт с криптоном чудесным образом удался! «Вероятно, Виктор проконсультировался с Богом», – шутили коллеги. Но самое интересное заключалось в том, что элемент № 118 практически мгновенно распадался, теряя альфа-частицу, и превращался в элемент № 116, который на тот момент тоже еще не был получен. Одним ударом в Беркли удалось открыть сразу два новых элемента! По кампусу Беркли потекли слухи о том, что команда отметит заслуги престарелого Альберта Гиорсо и назовет в его честь сто восемнадцатый элемент «гиорсием».
Но вот незадача… когда русские и немцы попытались воспроизвести результаты американцев, они не обнаружили сто восемнадцатого элемента, только свинец и криптон. Вероятно, этот нулевой результат досадил американцам, поэтому несколько ученых из Беркли попробовали сами воспроизвести эксперимент. Они тоже ничего не обнаружили, даже после месяцев долгих проверок. Проблемой заинтересовалась озадаченная администрация университета. Попытки проверить исходные данные по элементу № 118 открыли ужасающую истину: этих данных не существовало. Не было никаких подтверждений того, что элемент № 118 когда-либо существовал, нашлись только сделанные постфактум обобщения, где хаотические наборы нулей и единиц выдавались за обнаруженные атомы. Судя по всему, Виктор Нинов, контролировавший критически важные детекторы излучения и обслуживавшие их компьютерные программы, просто подделал данные и выдал их за реальные. Никто не подозревал, что тот невероятно сложный научный аппарат, который используется при расширении периодической системы, может таить в себе такую опасность: когда элементы фиксируются только компьютером, единственный человек может вмешаться в работу машины и одурачить весь мир.
Униженные американцы отозвали заявление об открытии элемента № 118. Нинов был уволен, а сама лаборатория пережила радикальное сокращение финансирования, из-за чего потеряла каждого десятого сотрудника. До сих пор Нинов отрицает, что подделал данные. Но, в довершение всего, когда немецкие ученые решили перепроверить информацию об исследованиях Нинова, выполненных в Германии, они также признали недействительными некоторые (но не все) его открытия. Хуже того, американским ученым пришлось отправиться в Дубну и присоединиться к проводившимся там исследованиям тяжелых элементов. В 2006 году международная группа, работавшая в Дубне, объявила, что в результате бомбардировки мишени из жидкого калифорния десятью миллиардами миллиардов атомов кальция удалось получить три атома элемента № 118. Неудивительно, что это заявление оспаривается, но если оно подтвердится – а пока нет причин в этом сомневаться, – исчезнут всякие шансы на появление «гиорсия» в периодической системе. Поскольку открытие было совершено в российской лаборатории, русские – хозяева положения. Уже известно, что элемент предполагается назвать флёром [68] .
68
В 2012 году в честь Флерова был назван элемент № 114, получивший название флеровий и химический символ И. Элемент № 116 получил название ливерморий и символ Lv – в честь американского города Ливермор, где находится крупнейшая лаборатория, занятая исследованиями в области ядерной физики. По состоянию на лето 2012 года элемент № 118 еще не имеет названия. – Прим. пер.
Часть III. Периодическая путаница рождение: сложности
8. От химии к биологии
Гленн Сиборг и Эл Гиорсо перевели охоту за неизвестными элементами на качественно новый уровень мастерства, но они, конечно, были не единственными учеными, сыгравшими ключевую роль в заполнении пробелов в периодической таблице. На самом деле, когда в 1960 году журнал Time назвал пятнадцать ученых в рубрике «Люди года», среди лауреатов оказались не Сиборг и Гиорсо, а величайший первооткрыватель элементов из более ранней эпохи, тот человек, который нашел самый неуловимый и эфемерный элемент во всей таблице. И случилось это в годы, когда Сиборг еще учился в университете. Этим человеком был Эмилио Сегре.
Редакторы Time попытались оформить обложку этого выпуска в футуристическом стиле. В центре картинки изображено крошечное пульсирующее красное ядро. Окружают его не электроны, а пятнадцать снимков крупным планом. Все изображенные на них люди – со сдержанным и напыщенным выражением лица, знакомым всякому, кто когда-либо потешался над портретами учителей на развороте выпускного альбома. Вы найдете здесь лица генетиков, астрономов, пионеров лазерной техники и борцов с раком. Не обошлось и без угрюмой физиономии Уильяма Шокли, завистливого исследователя транзисторов и будущего евгеника. Даже в этом номере Шокли не удержался и пространно высказался о своих расовых теориях. Несмотря на «школьность» обложки, на фотографии собралась блистательная компания, и журнал Time подобрал лауреатов
так, чтобы громогласно заявить о сложившемся в мире неожиданно сильном доминировании американской науки. За первые сорок лет вручения Нобелевских премий, вплоть до 1940 года, американские ученые были отмечены ими пятнадцать раз. За следующие двадцать лет в Америку отправились уже сорок две премии [69] .69
Кроме Сегре, Шокли и Полинга на этой обложке Time также оказались: Джордж Бидл, Чарльз Дрейпер, Джон Эндерс, Дональд Глазер, Джошуа Ледерберг, Уиллард Либби, Эдвард Пёрселл, Исидор Раби, Эдвард Теллер, Чарльз Таунс, Джеймс ван Аллен и Роберт Вудворд.
В этой статье журнала Time о «Людях года» содержались высказывания Шокли о расовом вопросе (очевидно, автор считал, что высказал Шокли комплимент, но метафора о Банче должна была звучать дико даже в те годы, а сегодня она кажется попросту гнусной): «Уильям Шокли, 50 лет, относится к той редкой категории ученых, кого не волнует потребительская применимость или практическая ценность его исследований. Шокли отмечает: “Вопрос о том, насколько прикладным и насколько фундаментальным является то или иное исследование, напоминает мне вопрос о том, сколько негритянской и сколько европейской крови может быть у Ральфа Банча. Это не важно, важно, что Ральф Банч – великий человек”».
Эта статья также позволяет убедиться, что к 1960 году твердо закрепился миф о том, что именно Шокли является основным изобретателем транзистора: «Физик-теоретик Шокли, поступивший на работу в Bell Telephone Laboratories в 1936 году, сразу же после окончания Массачусетского технологического института, был одним из членов команды, нашедшей практическое применение такому явлению, которое ранее считалось кабинетным научным фокусом. Речь идет об использовании кремния и германия в качестве фотоэлектрических элементов. Вместе с коллегами Шокли получил Нобелевскую премию за то, что смог превратить кусочки германия в первые транзисторы – крошечные умные кристаллы, которые сегодня находят широкое применение в бурно развивающейся отечественной электронной промышленности и активно приходят на смену вакуумным трубкам».
Сегре был одновременно и иммигрантом, и евреем. Его пример красноречиво свидетельствует, какую важную роль в обеспечении внезапного американского научного доминирования сыграли беженцы, вынужденные покинуть Европу из-за Второй мировой войны. Среди пятнадцати ученых с обложки Сегре являлся одним из самых старших, ему было уже пятьдесят пять. Его портрет находится в верхней левой четверти рисунка, выше и левее снимка еще более пожилого человека – Лайнуса Полинга. Полингу было уже пятьдесят девять, он изображен чуть ниже и ближе к середине. Эти два человека помогли полностью преобразовать химию периодической системы и, не будучи близкими друзьями, активно полемизировали и обменивались письмами по взаимно интересующим их темам.
Однажды Сегре в письме попросил у Полинга консультацию об экспериментах с радиоактивным бериллием. Позже Полинг поинтересовался у Сегре, как планируется назвать элемент № 87 (франций). Сегре участвовал в его открытии, а Полинг собирался упомянуть об этом элементе в статье о периодической системе, которую как раз готовил для Британской энциклопедии.
Более того, они вполне могли оказаться – и даже должны были оказаться – коллегами по факультету. В 1922 году Полинг прибыл в Калифорнию. В том же году он закончил химический факультет Орегонского университета, после чего написал письмо Гилберту Льюису (как мы помним, это был знаменитый химик, которому так и не удалось получить Нобелевскую премию) в Калифорнийский университет города Беркли, в котором интересовался о возможности поступления в аспирантуру. Льюис так и не ответил на этот запрос, поэтому Полинг поступил в Калифорнийский технологический институт. Там он и пробыл до самого 1981 года, сначала студентом, а потом преподавателем. Далеко не сразу в Беркли осознали, что письмо Полинга просто затерялось. Если бы Льюис в свое время его прочел, то, вероятно, с готовностью принял бы Полинга. Учитывая, что Льюис старался обязательно трудоустраивать успешных аспирантов на факультете, Полинг наверняка провел бы в Беркли всю оставшуюся жизнь.
Позже Сегре присоединился бы к Полингу в этом университете. В 1938 году Сегре был одним из многих еврейских беженцев из Европы. Именно в том году Бенито Муссолини подчинился требованию Гитлера и сместил с должностей всех еврейских профессоров, работавших в Италии. Как ни незавидна была его участь в Европе, обстоятельства приема Сегре на работу в Беркли оказались не менее унизительными. На момент увольнения с итальянской кафедры Сегре находился в творческом отпуске, который проводил в знаменитой Радиационной лаборатории Беркли, не менее прославленной, чем химический факультет Калифорнийского университета. Внезапно превратившись в перепуганного изгоя, Сегре стал умолять директора Радиационной лаборатории взять его на работу. Директор легко согласился, но предложил беженцу очень низкую зарплату. Несложно было понять, что Сегре в такой ситуации согласится на любые условия, поэтому директор не постеснялся предложить ему жалованье на 60 процентов меньше среднего – вместо значительной суммы в 300 долларов Сегре мог рассчитывать всего на 116. Сегре был вынужден принять такие условия, а потом забрал из Италии свою семью, раздумывая, на что же будет ее содержать.
Сегре смог стерпеть это унижение, и в течение следующих нескольких десятилетий он и Полинг (в особенности Полинг) стали легендарными фигурами в своих научных областях. Они и сегодня остаются одними из самых великих ученых, о которых не знает почти никто из неспециалистов. Но между Сегре и Полингом была еще одна, практически забытая сегодня общая черта – Time о ней ожидаемо умолчал. Дело в том, что Полинг и Сегре навсегда оказались объединены дурной славой как ученые, совершившие две крупнейшие ошибки в истории науки.
Начнем с того, что научные ошибки далеко не всегда приводят к плачевным результатам. Вулканизированный каучук, тефлон и пенициллин – вот самые известные последствия таких ошибок. Камилло Гольджи открыл окрашивание осмием – метод, позволяющий рассмотреть фрагменты нейронов, – случайно пролив раствор на мозговую ткань. Даже откровенно ложные мнения – например, заявление естествоиспытателя и алхимика XVI века Парацельса о том, что ртуть, сера и соль относятся к первоэлементам мироздания, – помогли алхимикам отвлечься от безумной погони за искусственным золотом и углубиться в реальный химический анализ. Благословенные промахи и грубые ошибки двигали развитие науки на протяжении всей истории.