Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева
Шрифт:
Производство алюминия в «Алкоа» росло экспоненциально. В первые месяцы работы в 1888 году в компании удавалось получать около 25 килограммов алюминия ежедневно; через двадцать лет для удовлетворения спроса приходилось поставлять по 45 тонн металла ежедневно. При таких темпах производства алюминий стремительно дешевел. За годы до рождения Холла достижение одного человека позволило снизить цену на алюминий с 550 до 18 долларов за фунт. Еще через пятьдесят лет, даже без поправки на инфляцию, компания Холла сбила цены до 25 центов за фунт. Такой стремительный рост производства был превзойден, пожалуй, лишь однажды за всю историю США – во время кремниевой полупроводниковой революции, которая произошла еще через восемьдесят лет [125] . Холл, подобно компьютерным магнатам наших дней, баснословно разбогател. К моменту своей смерти в 1914 году он владел акциями «Алкоа» на сумму около 30 миллионов долларов (около 650 миллионов долларов в пересчете на современные деньги) [126] . Благодаря Холлу, алюминий стал самым обыденным металлом, который все мы держали в руках. Из него делают банки для газировки, бейсбольные биты для мальчиков и корпуса самолетов. Кроме того, алюминиевая пирамида по-прежнему венчает Монумент
125
Согласно закону Мура, количество вычислительных элементов на кристалле микросхемы удваивается раз в полтора года. Интересно отметить, что этот закон остается справедлив с конца 1960-х. Если бы этот закон действовал и в алюминиевой промышленности, через двадцать лет после основания компания «Алкоа» должна была бы производить 20 тонн металла ежедневно, а не 45. Итак, алюминий показал хорошие результаты, но не смог сравниться в успехе со своим соседом по периодической системе, кремнием.
126
Существуют разные данные относительно величины капитала Чарльза Холла к моменту его смерти. 30 миллионов долларов – это максимальная оценка. Возможно, путаница возникла из-за того, что споры о наследстве Холла продолжались в течение еще четырнадцати лет после его смерти. Треть его состояния отошла Оберлинскому колледжу.
В настоящее время этот металл почти во всем мире называется алюминием, но раньше существовал и иной вариант названия – алюмин. Эта орфографическая разница возникла именно из-за стремительного роста популярности алюминия. Когда в начале XIX века химики полемизировали об элементе № 13, они использовали оба варианта названия, но в итоге остановились на том, которое оканчивается на – ий. Кстати, подобные разночтения возникали и с другими элементами: барием, стронцием, магнием, натрием. Когда Чарльз Холл подавал свои патенты о промышленном получении металла при помощи электрического тока, он использовал оба варианта названия. Но, рекламируя свой блестящий металл, Холл вполне свободно употреблял и слово «алюмин». Сегодня до сих пор идут споры о том, было ли это умышленным рекламным ходом или счастливой ошибкой, вкравшейся в название при печати листовок, но Холл счел, что слово «алюмин» звучит очень хорошо. Он окончательно отказался от длинного варианта названия, так как в английском языке слово «aluminum» немного напоминает «platinum» (платина). Его металл так быстро приобрел популярность и огромное экономическое значение, что слово «алюмин» стало совершенно неотъемлемой частью американской культуры. Как и всегда в США, деньги решают все.
14. Художественные элементы
По мере того как наука усложнялась на протяжении всей своей истории, занятия ею становились все дороже. Деньги, большие деньги стали определять, будет ли развиваться наука и когда и как она будет развиваться. Уже в 1956 году немецко-английская романистка Сибил Бедфорд писала [127] , что многие поколения людей успели пожить на Земле с тех пор, как «законы мироздания были такой проблемой, которой человек мог в свое удовольствие заниматься в мастерской, устроенной за конюшней».
127
Цитата из романа Бедфорд A Legacy («Наследство»).
Разумеется, очень немногие люди, в основном состоятельные землевладельцы, могли позволить себе такую маленькую мастерскую, где можно было заниматься наукой в те времена, о которых тосковала госпожа Бедфорд. Она имела в виду XVIII и XIX века. На самом деле, неслучайно, что именно представители привилегированных классов совершали такие открытия, как обнаружение новых элементов. Больше ни у кого не было свободного времени, чтобы спокойно сидеть и обсуждать, из чего состоят какие-то странные минеральные образцы.
Очень долго изучение элементов периодической системы оставалось уделом аристократов, их влияние легко угадает даже тот, кто едва разбирается в химии. Во всей Европе молодые состоятельные господа получали классическое образование, и названия многих элементов – церий, торий, прометий – отсылают нас к мифам. Самые причудливые названия, например празеодим, молибден или диспрозий, составлены из греческих и латинских корней. Так, «диспрозий» означает «маленький и прячущийся», поскольку его очень сложно отделить от близкородственных элементов. По схожим причинам празеодим получил название, означающее «зеленый близнец», – он находится рядом с неодимом, «новым близнецом». Названия двух благородных газов означают «скрытый» и «неактивный». Даже гордые французские господа, выбиравшие названия для открытых ими элементов в 1880-е годы, остановились не на «Франции» и «Париже», а на топонимах «Галлия» и «Лютеция» соответственно, словно хотели угодить Юлию Цезарю.
Все это сегодня кажется странным – ученые более усердно штудировали классические языки, чем естественные науки, – но на протяжении многих веков наука была не профессией, а любительским хобби [128] , каким сейчас является, например, филателия. Наука еще не получила математического оформления, порог был невысок, и благородный привилегированный господин, такой как Иоганн Вольфганг фон Гёте, вполне мог сказать свое слово в научных дискуссиях, даже не имея соответствующей квалификации.
128
Если уж говорить о странных хобби, то в такой книге занятных историй, связанных с химическими элементами, я не могу обойти вниманием следующую. Речь пойдет об одной анаграмме, которая получила в мае 1999 года специальный приз на сайте Anagrammy.com. Насколько я могу судить, эта «дважды верная анаграмма» является орфографическим шедевром тысячелетия. Из английских названий тридцати элементов, попавших в первую группу, можно составить названия тридцати других элементов – также по-английски:
Hydrogen (водород) + zirconium (цирконий) + tin (олово) + oxygen (кислород) + rhenium (рений) + platinum (платина) + tellurium (теллур) + terbium (тербий) + nob'elium (нобелий) + chromium (хром) + iron (железо) + cobalt (кобальт) + carbon (углерод) + aluminum (алюминий) + ruthenium (рутений) + silicon (кремний) + ytterbium (иттербий) + hafnium (гафний) + sodium (натрий) + selenium (селен) + cerium (церий) + manganese (марганец) + osmium (осмий) + uranium (уран) + nickel (никель) + praseodymium (празеодим) + erbium (эрбий) + vanadium (ванадий) + thallium (таллий) + plutonium (плутоний)
=
Nitrogen (азот) + zinc (цинк) + rhodium (родий) + helium (гелий) + argon (аргон) + neptunium (нептуний) + beryllium (бериллий) + bromine (бром) + lutetium (лютеций) + boron (бор) + calcium (кальций) + thorium (торий) + niobium (ниобий) + lanthanum (лантан) + mercury (ртуть) + fluorine (фтор) + bismuth (висмут) + actinium (актиний) + silver (серебро) + cesium (цезий) + neodymium (неодим) + magnesium (магний) + xenon (ксенон) + samarium (самарий) + scandium (скандий) + europium (европий) + berkelium (берклий) + palladium (палладий) + antimony (сурьма) + thulium (тулий).
Это
очень интересно, хотя задача упрощается благодаря множеству названий элементов, оканчивающихся на – ий. Но самое поразительное, что если заменить названия всех этих элементов на их атомные номера, равенство сохраняется.1 + 40 + 50 + 8 + 75 + 78 + 52 + 65 + 102 + 24 + 26 + 27 + 6 + 13 + 44 + 14 + 70 + 72 + 11 + 34 + 58 + 25 + 76 + 92 + 28 + 59 + 68 + 23 + 81 + 94
=
7 + 30 + 45 + 2 + 18 + 93 + 4 + 35 + 71 + 5 + 20 + 90 + 41 + 57 + 80 + 9 + 83 + 89 + 47+ 55 + 60 + 12 + 54 + 62 + 21 + 63 + 97 + 46 + 51 + 69
=
1416
Автор этой анаграммы Майк Кейт отмечает, что это творение, насколько ему известно, – «самая длинная дважды верная анаграмма из когда-либо составленных (как из названий химических элементов, так и из слов, относящихся к какому-либо другому множеству)».
Здесь также хотелось бы упомянуть неподражаемую песню Тома Лерера The Elements («Элементы»). Он обработал мелодию выходной арии Генерал-Майора из комической оперы Гилберта и Салливана «Пейзанские пираты» и положил на нее названия всех химических элементов, которые он успевает проговорить всего за восемьдесят шесть секунд. Можете найти эту песенку на YouTube по запросу «There’s antimony, arsenic, aluminum, selenium».
Сегодня Гёте известен как поэт и писатель. Его творчество имеет такое жанровое разнообразие и отличается такой эмоциональной выразительностью, что критики сравнивают Гёте лишь с Шекспиром. Кроме литературного творчества, Гёте занимался государственной деятельностью, а также участвовал во всевозможных политических дискуссиях. Многие по-прежнему считают его величайшим представителем немецкого народа. Но я вынужден признаться, что мое первое впечатление о Гёте сложилось как о не совсем честном человеке.
Однажды летом в студенческие годы я работал в лаборатории у одного профессора, который хотя и был замечательным рассказчиком, но вечно забывал запастись самыми нужными вещами для экспериментов – например, проводами. Поэтому мне не раз приходилось бегать на факультетский хозяйственный склад на цокольный этаж и что-то там выпрашивать. Властителем этого подземелья был человек, говоривший по-немецки. Обычно он был небрит, имел вьющиеся волосы до плеч и такие огромные руки и могучий торс, что казался бы горой мускулов, если бы не был довольно маленького роста – примерно метр семьдесят. Всякий раз, когда я стучал в его дверь, мне было слегка не по себе. У меня никогда не хватало сил выдавить из себя что-нибудь внятное, когда он прищуривал глаза и уточнял (скорее с издевкой, чем с вопросом): «Чего?! У него нету коахсиального кабеля?»
Мои отношения с ним улучшились в следующем семестре, когда я записался на курс, где он вел часть лабораторных занятий. В перерывах нам с ним раз или два довелось поговорить о литературе. Однажды он упомянул Гёте – а я раньше не слышал об этом поэте. «Это немецкий Шекспир! – объяснил мне преподаватель. – Вся эта самодовольная немчура, вечно они его наизусть читают. Пакость. А потом говорят: “Вы что, не знаете Гёте???”»
Он читал Гёте в оригинале и нашел его весьма посредственным. Я был всё еще достаточно молод, чтобы верить любым пылким заверениям, и этот рассказ заставил меня усомниться в том, что Гёте был великим мыслителем. Много лет спустя, прочитав немало, я распробовал литературный талант Гёте. Но я вынужден согласиться с моим лабораторным наставником: в некоторых областях Гёте был отнюдь не выдающейся личностью. Будучи эпохальным автором, изменившим мир, Гёте не мог удержаться от того, чтобы высказать свое мнение и по некоторым философским, и по научным вопросам. Он делал это с неиссякаемым энтузиазмом дилетанта и поистине дилетантским пониманием затрагиваемых тем.
В конце XVIII века Гёте разработал теорию, объясняющую природу цвета, стремясь тем самым опровергнуть ньютоновскую оптику. Правда, теория Гёте основывалась в равной степени и на поэзии, и на науке. В частности, он выдвинул следующий экстравагантный тезис: «Цвета – это деяния света, деяния и страдательные состояния». Не хотелось бы впадать в позитивистскую критику, но это утверждение абсолютно бессмысленное. Кроме того, Гёте развивает в своем романе «Избирательное сродство» сомнительную идею о том, что браки подобны химическим реакциям. Так, если познакомить пару AB с парой CD, то они могут совершенно естественным образом совершить «химический адюльтер» и образовать две новые пары: AB + CD —» AD + ВС. И это было не просто сравнение или метафора. Герои романа всерьез обсуждают алгебраические рекомбинации своих судеб. При том что у этого романа, бесспорно, есть свои достоинства (в особенности описание страсти), Гёте лучше было бы не внедрять свои фантазии в науку.
Даже в «Фаусте» – величайшем произведении Гёте – содержатся избитые спекуляции на тему алхимии и, хуже того (алхимия хотя бы интересна), имеется бессмысленный сократический диалог между нептунистами и плутонистами [129] о формировании горных пород. Нептунисты, чью точку зрения разделял Гёте, считали, что горные породы постепенно оседают в океане (царстве бога Нептуна), выделяясь из морской воды; они были неправы. Плутонисты получили название в честь Плутона, древнеримского бога подземного мира. В «Фаусте» Гёте делает в их сторону достаточно грубый выпад, вкладывая их аргументы в уста самого Сатаны. Но плутонисты были правы, утверждая, что большинство минералов образуются в результате вулканической деятельности и под действием высоких подземных температур. Как обычно, Гёте выбрал не верную, но более эстетически привлекательную теорию. «Фауст» остается не менее мощным произведением о научной гордыне, чем «Франкенштейн». Но Гёте перевернулся бы в гробу, если бы узнал, что вскоре после его смерти 1832 году его наука и философия устареют и в памяти людей он останется исключительно как великий литератор.
129
Плутонистов иногда называли вулканистами – в честь Вулкана, древнеримского бога подземного огня. Это прозвище намекает на то, что плутонисты подчеркивали роль вулканов в горообразовании.