Гофман Клаус. Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 2
ХИМИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ С ПРИКЛЮЧЕНИЯМИ

Элементы -- простые вещества нашего материального мира

Три тысячи лет пытались ученые и философы свести весь материальный мир
к нескольким простым веществам -- элементам. Ведь так увлекательно было
думать, что все многообразие природы обусловлено несколькими немногими
"кирпичиками", быть может, одним-единственным первовеществом.
На пути к исходному философы древности увидели воду, затем воздух и,
наконец, огонь как первооснову всех вещей. В 350 году до н. э. Аристотель
расположил четыре элемента -- огонь, землю, воздух и воду -- в виде цикла,
из которого выводились также свойства: тепло, сухость, холод и влажность.
Все явления природы хотели объяснить действием этих элементов и их
превращением друг в друга. Другие философы, например греки Левкипп и
Демокрит, считали, что причиной всех превращений является соединение либо
отщепление мельчайших частичек -- атомов.
Еще до того как древнегреческие философы ломали голову над первоосновой
материи, в Китае существовало учение о том, что имеются пять элементов,
которые непрерывно движутся между Землей и Небом: вода, огонь, дерево,
металл, земля. В начале нашей эры алхимия, возникшая на Востоке -- в Индии,
Китае и Японии, проникла в Европу. Когда в умах ученых начали господствовать
мистически-религиозные представления о великом эликсире и философском камне,
понятие "элемент" потеряло свою классическую простоту. Оно должно было
уступить место весьма непонятному и запутанному определению.
В период раннего средневековья алхимики открыли несколько новых
элементов: ртуть, серу, соль. К элементам причисляли и землю. По
представлениям алхимиков, тяжелая жидкая ртуть олицетворяла металлическую
сущность, сера -- горючесть. Как соли, так и сере приписывали философское
значение.
В настоящее время нас удивляет то, что средневековые философы Не
причисляли к элементам такие вещества, как металлы -- золото, серебро,
железо, цинк, олово, медь. Последние были известны еще в древности, до нашей
эры; некоторые из этих металлов уже выплавляли из руд для изготовления
орудий труда, оружия и украшений.
Золото считалось у алхимиков сложным веществом, которое можно получить,
например, из элемента ртути очисткой с помощью серы и философского камня.
Однако такой "рецепт" был доступен не каждому... Аллегорические
средневековые рисунки иллюстрируют это "сочетание" между серой -- королем и
ртутью -- королевой.
Посланник небес, Гермес, в качестве покровителя алхимии добавляет к
четырем цветкам (элементам), которые держат в руках король и королева, еще
пятый -- квинтэссенцию. Тогда "свадьба Гермеса" становится полной. Из серы и
ртути возникают серебро (Луна) и золото (Солнце). Поэтому золото, по
представлениям алхимиков, является чем-то составным. В те времена не
признавали элементарный характер золота и других твердых металлов. Многие
алхимики верили в то, что они могут превращать металлы друг в друга и
неблагородные металлы -- в благородные.
Однако средневековая химия вовсе не исчерпывалась погоней за тайнами
алхимии. Мы должны быть ей, безусловно, благодарны за значительное развитие
металлургических и технологических познаний и навыков. Путем терпеливых
испытаний, внимательных наблюдений и сравнений неустанно совершенствовались
процессы получения стекла и керамических изделий, а также добыча железа,
меди, серебра, ртути, свинца, цинка из руд. Процессы дубления кожи и
крашения тканей придавали химии средневековья производственный оттенок.
Самые "чистокровные" алхимики в своих фантастических экспериментах
производили иногда ценные химические продукты: Кункель получил рубиновое
стекло, Бетгер -- европейский твердый фарфор, Бранд, проделывая свои
перегонки, открыл фосфор. Мы обязаны работам алхимиков получением спирта и
пороха, а также нашими познаниями о минеральных кислотах и щелочах.
Лейбниц сообщал о том, как химикус Хенниг Бранд случайно открыл фосфор
в 1669 году: "В своих исследованиях Бранд столкнулся с уже описанной
операцией, которая учит, как из мочи приготовить жидкость, которая
способствует вызреванию кусков серебра до золота". При переработке мочи
путем перегонки, работе, безусловно, малоприятной, алхимик вдруг получил
нечто поразительное. Образовалось не золото, а неизвестное самосветящееся
вещество, холодный огонь -- фосфорус[22].
Английский художник Йозеф Райт из Дерби запечатлел это мгновение на
своей картине, которую стоит описать... Под средневековыми монастырскими
сводами находится лаборатория алхимика. Она заполнена полками, глиняными
сосудами, посудой, химикалиями. Кругом лежат раскрытые алхимические писания.
В середине помещения находится печь, сложенная из глиняных кирпичей; она
соединена со стеклянными колбами. Все вместе представляет собой перегонную
установку. В глубине два подмастерья в удивлении прервали работу. Алхимик
упал на колени, преисполненный почитания, заклинающе протянув руку: в
приборе для перегонки только что появились светящиеся пары, распространяющие
неземной свет. Не это ли столь желанный философский камень, великий эликсир?
В XV и XVI веках алхимия все больше и больше теряет свое значение. В
естествознании вырисовываются материалистические взгляды и воззрения,
которые начинают освобождаться от оков религии и астрологии, от мистики,
веры в демонов, духов и других суеверий. В начале XVI века
Парацельс[23], хотя и подвластный некоторым мистическим
представлениям, отверг философский камень и отнес его к области сказок.
Истинной целью химии он считал не получение золота, а изготовление лекарств.

Химики-скептики

Через сто лет пробил час рождения химических элементов, ибо им было
впервые дано научное определение в нашем сегодняшнем понимании. Немецкий
ученый Иоахим Юнгиус в диссертации "Doxoscopiae Physicae
Minores"[24], написанной в 1630 году и опубликованной в 1642
году[25], отбросил четыре элемента древности и три элемента
алхимии, а также постулат о превращении металлов. Химические элементы,
объявил он, являются едиными и неделимыми далее веществами.
Несколько позднее англичанин Роберт Бойль в известном труде "The
Sceptical Chemist"[26] задает риторический вопрос: действительно
ли существуют элементы, иначе называемые началами? И сам же отвечает: "Под
элементами я понимаю определенные исходные и простые, или полностью
несмешанные вещества... Они являются составными частями, из коих слагаются
все так называемые полностью смешанные вещества и на каковые последние можно
разложить[27]".
После 1700 года эпоху алхимии сменил период флогистонной
химии[28]; последняя, хотя и исходила из неверных предпосылок при
объяснении процесса горения, однако позволила классифицировать ряд
химических превращений. С открытием кислорода в 1771 году[29] и
правильным объяснением процесса горения Лавуазье закончился этот отрезок
истории химической науки[30].
Благодаря французу Антуану Лавуазье химия приобрела характер точной
науки -- учения об элементах и веществах и их соединении в определенных
отношениях. Превращение элементов друг в друга отбрасывалось как
невозможное. В труде "Traite elementaire de chimie"[31], изданном
в 1789 году в Париже, Лавуазье приводит уже 22 из известных сегодня
химических элементов. Среди них азот, кислород, водород, углерод, сера,
фосфор и все известные в то время металлы. Французский химик ошибочно отнес
к списку элементов также оксид алюминия, барит, известь, магнезию и
кварц[32]. Лишь позднее поняли, что здесь, в действительности,
речь идет о соединениях таких химических элементов, которые еще не умели
выделить в виде простых веществ.
К началу XIX века, который после изобретения паровой машины обещал
стать веком промышленного прогресса, удалось с помощью электрического тока
выделить такие элементы, как алюминий, барий, кальций, магний и кремний, а
также щелочные металлы, галогены и тяжелые металлы.
В 1804 году английский химик Дальтон установил закон кратных
отношений[33]. В соответствии с ним химические элементы должны
соединяться только в определенных, постоянных соотношениях. Дальтон развил
представления Лавуазье, приняв, что в основе таких превращений лежат
мельчайшие кирпичики природы -- атомы химических элементов.
Шведский химик Берцелиус в 1818 году впервые опубликовал таблицу, в
которой привел атомные массы всех известных к тому времени химических
элементов Он ввел символику химических элементов, которая в основном принята
и в настоящее время. В ту пору быстро поняли, насколько важно точно знать
атомные массы для выяснения химических реакций и нахождения формул
соединений, потому вклад Берцелиуса был высоко оценен[34].
Бунзен и Кирхгоф[35] использовали спектральный анализ как
новый метод для идентификации химических элементов. Они обнаружили, что
отдельные простые вещества в газообразном состоянии при их возбуждении
испускают свет определенной длины волны, в результате чего появляются
характеристические линии в спектрах испускания или поглощения. С помощью
спектрального анализа с 1860 по 1863 годы были открыты цезий, индий, рубидий
и таллий, так что число известных элементов в химии возросло до 63. Таким
образом, накопился обширный ряд разнообразнейших природных простых веществ,
подобранный без каких-либо видимых правил и без внутреннего порядка. Однако
вряд ли кто-либо из ученых считал в то время, что уже открыты все кирпичики
природы; никто не мог предсказать, сколько еще неизвестных элементов ожидают
своего открытия. Только с начала XIX века было найдено 28 новых элементов --
почти половина из всех известных к тому времени. Можно было опасаться, что с
развитием и совершенствованием техники исследования число элементов
когда-нибудь станет столь же необозримым, как число звезд на ночном
небосводе.

Система химических элементов

Как только речь зашла о формулах химических соединений, то
обнаружилось, что путаница с химическими элементами привела к значительным
расхождениям во мнениях, даже среди выдающихся ученых. Когда в середине
прошлого века число элементов и их соединений резко возросло и многие химики
придумывали свою "собственную формулу", немецкий химик Лотар Мейер очень
точно заметил, что "путаница достигла апогея". Для некоторых неорганических
соединений существовало несколько эмпирических формул. Еще хуже обстояло
дело в органической химии. Только для одного такого несложного вещества, как
уксусная кислота СН3СООН, насчитывалось к этому времени шестнадцать
различных формул.
На международном Конгрессе химиков в сентябре 1860 года в Карлсруэ, на
котором присутствовали Лотар Мейер и Дмитрий Иванович Менделеев, проводились
поиски путей для создания единой классификации элементов[36].
Однако только в 1869 году Менделееву и Мейеру удалось, независимо друг от
друга, прийти к утверждению: если расположить все химические элементы в
систему по возрастающему атомному весу, сегодня именуемому относительной
атомной массой, то их свойства обнаруживают отчетливую
периодичность[37]. Это фундаментальное открытие Д. И. Менделеева
было сообщено 6 марта 1869 года на заседании Русского химического общества в
Петербурге. Работа Лотара Мейера, которую он опубликовал в "Аннален дер
хеми" в 1870 году, датирована декабрем того же года. Обе публикации отлично
дополняют друг друга, так что Д. И. Менделеев в своей знаменитой статье от
30 декабря 1870 года "О естественной системе элементов и ее применении для
предсказания свойств еще неоткрытых элементов" смог сделать еще один шаг
вперед: впервые оказалось возможным ограничить недостающие элементы
определенным числом и точно закрепить их место в периодической системе.
Обнаружилось, что в естественной системе элементов, установленной
Менделеевым в 1870 году, оставалось не более 24 свободных мест для еще
неизвестных элементов; 24 "белых пятна" на "химической карте"-- так
обозначил русский химик эти пустые места. Между самым легким элементом --
водородом и самым тяжелым -- ураном оставалось открыть еще 23 неизвестных
химических элемента. К этому следовало, быть может, добавить еще 24-й
элемент, который располагался непосредственно за ураном и для которого
Менделеев оставил в системе свободное место[38]. Предвидение
Менделеева шло так далеко, что он описал даже свойства, которые должны были
иметь еще неизвестные элементы, и дал указания, где их следовало бы искать.
Его немецкий коллега, Лотар Мейер, позднее дал понять, что ему недоставало
"отваги для таких далеко идущих предположений" при разработке расположения
элементов. Менделеев же писал: "Утверждение закона возможно только при
помощи вывода из него следствий, без него невозможных и не ожидаемых, и
оправдания тех следствий в опытной проверке"[39].

Великий поиск начался

Д. И. Менделеев точно предсказал свойства тех еще не открытых
элементов, которые в группах периодической системы следуют за бором,
алюминием и кремнием и которые русский ученый обозначил как экабор,
экаалюминий и экасилиций. Великий поиск предсказанных элементов можно было
начинать.
Когда 5 лет спустя, в августе 1875 года, французский ученый П. Э. Лекок
де Буабодран известил об открытии им нового элемента -- галлия, который он
обнаружил в цинковой обманке спектральным путем, Менделеев сразу высказал
мнение, что это, возможно, и есть экаалюминий. Для нового элемента Менделеев
предсказал атомную массу 68 и плотность от 5,9 до 6,0 г/см[3].
Французский ученый сначала нашел плотность равной 4,7 г/см[3].
Только позднее, после настойчивых указаний Менделеева, когда в распоряжении
оказались большие количества чистого галлия, Буабодран смог дать более
точные сведения: плотность 5,96 г/см[3]; атомная масса 69,9.
Химик К. Винклер так описывает ситуацию того времени: "Чтобы оценить, с
каким напряжением все ожидали, когда будут установлены свойства галлия,
необходимо представить себе, что до того времени не было ни одного
доказательства справедливости и важности выводов, сделанных из закона
периодичности".
В марте 1879 года Нильсон, профессор химии шведского университета в
Упсале, обнаружил еще один неизвестный элемент, который он окрестил
скандием[40]. Когда стало известно, что физико-химические
свойства скандия близки к предсказанным свойствам экабора, Менделеев
радостно воскликнул: "Я никак не ожидал, что еще при жизни дождусь такого
блестящего подтверждения периодического закона!"
Д. И. Менделеев наиболее детально предсказал свойства
экасилиция[41]. Поэтому ученый мир с особым интересом ожидал
открытия этого элемента.
В сентябре 1885 года на фрейбергском руднике "Химмельсфюрст" горняки
наткнулись на необычную серебряную руду. Неизвестный дотоле минерал получил
название аргиродит. Профессор неорганической химии Горной академии
Фрейберга, Клеменс Винклер, проанализировал эту загадочную руду. Однако,
определив ее химический состав -- 74,7 % серебра, 17,3 % серы и свыше 1 %
примесей, он обнаружил, что не хватает почти 7 %. Кроме того, из расчетного
атомного соотношения серебро : сера, равного 1,3, следовало, что это отнюдь
не чистый сульфид серебра Ag2S. Расчеты Винклера привели к соединениям:
2Ag2S*XS или 4Ag2S*YS2. В первом случае Х -- двухвалентный элемент, как,
например, свинец, во втором случае Y -- четырехвалентный элемент, как олово.
В серебряных рудах уже находили свинец и олово. Однако Винклер как опытный
аналитик сразу определил, что в аргиродите не содержатся ни эти металлы, ни
другие известные к тому времени. Различие в аналитических данных могло
означать лишь одно: в этой новой серебряной руде находится неизвестный
элемент!
Винклер честно сознавался, что мысль о новом элементе, который
находится у него в руках, вызвала у него головокружение и нервный подъем. Не
переводя дыхания, работал он день и ночь. Всеми его мыслями и чувствами
завладел неизвестный химический элемент. Уже грозило пошатнуться его
железное здоровье, когда 6 февраля 1886 года Винклер неожиданно выделил
сульфид неизвестного вещества. Последний оказался растворимым в воде. Вот
почему при обычном промывании осадков сульфидов он так упорно ускользал из
рук.
Исследователя всегда охватывает чувство удивительного счастья, когда он
идет по следу нового элементарного кирпичика, из которого состоит наша
планета. Узнав о предсказаниях Менделеева, Винклер, как и другие,
лихорадочно искал недостающие элементы, чтобы заполнить "дырки" в
периодической системе. Большие надежды он возлагал на анализ минералов и
золы, выброшенных наружу из земных глубин при мощном извержении вулкана
Кракатау в августе 1883 года. Однако удачи не было. И вот теперь в
фрейбергской руде он нашел новый элемент. Это был предсказанный Менделеевым
экасилиций. Когда Винклер изучил его свойства, он был поражен, ибо с великой
точностью константы совпали с величинами, предсказанными Д. И. Менделеевым.
Для атомной массы экасилиция Менделеев предсказал значение 72, для
плотности -- 5,5 г/см[3]. Винклер установил: 72,3 и 5,47.
Немецкий исследователь смог подтвердить также валентность, равную
IV[42]. Такая точность совпадения с химическими прогнозами
поразила Винклера: "Едва ли можно найти более яркое доказательство
правильности учения о периодичности [свойств] элементов, и это поистине не
только простое подтверждение смелой теории, а означает также существенное
расширение химического кругозора, крупный шаг в область познания".
Радость открытия элемента заставила Винклера с воодушевлением взяться
за перо. Уже 26 февраля 1886 года он пишет Менделееву: "Я надеюсь, что
вскоре смогу сообщить Вам подробнее об этом интересном веществе. Сегодня я
ограничиваюсь тем, что ставлю Вас в известность о триумфе Вашего гениального
исследования и хочу засвидетельствовать свое глубокое почитание и уважение".
"Поскольку германий, открытый Вами, является короной периодической
системы,-- скромно отверг похвалу Д. И. Менделеев,-- то эта корона
принадлежит Вам..., а я удовлетворюсь ролью предвестника[43]".
Обнаружение нового элемента напоминает открытие планеты Нептун. Ее
существование было предсказано французским астрономом Леверье на основе
аномальных орбит ее спутников. Вскоре после этого предсказания Нептун был
обнаружен. Поэтому у Винклера было намерение назвать открытый элемент
нептунием. Однако, поскольку такое название уже было ранее использовано для
ошибочно открытого элемента, он назвал элемент германием. Теперь состав
аргиродита уже не был загадкой -- 4Ag2S * GeS2 -- и можно было утверждать,
что научно обоснованные, целенаправленные предсказания возможны не только в
астрономии.

Сверкающая желтая линия

С открытием германия, а также многих элементов из числа редкоземельных
все больше сокращалось число "белых пятен" между водородом и ураном.
Исследователи всего мира честолюбиво добивались того, чтобы проникнуть в
последние неизученные области "географии" химических элементов. Забавно,
хотя тем не менее и поучительно, проследить по химической литературе того
времени, с каким воодушевлением искали тогда эти последние элементы.
Сообщения об "успешных открытиях" следовали одно за другим. Новые элементы
неожиданно возникали, как падающие звезды на ночном небосводе; однако они
разделяли участь звезд и исчезали так же быстро, как и появлялись. Вот
примеры...
В конце 1878 года норвежец Даль, который работал горным мастером,
сообщил, что при переработке 10 кг неизвестной ранее руды он открыл новый
элемент Норвегии, тяжелый металл. Это было ошибкой.
Австрийские ученые хотели назвать новый элемент австрий или австриакий;
однако после многолетних тщательных исследований существование нового
элемента не подтвердилось.
Английские ученые в 1892 году решили, что выделили новый элемент масрий
из минерала масрита, обнаруженного в Египте. Он должен был заполнить место
между бериллием и магнием. На самом деле там свободного места и не было.
Другие исследователи нашли в солнечном спектре короний. Сегодня мы не
увидим его в периодической системе. Несмотря на это, некоторые ученые
уверяли, что на Солнце должны существовать элементы, не известные на Земле.
Изучение спектра солнечной короны еще в 1868 году дало весьма поразительный
результат. 18 августа 1868 года в Индии во время полного солнечного затмения
французский астроном Жансен наблюдал за солнечной короной. Это было первое
исследование солнечной короны с помощью спектроскопа. Помимо известных трех
спектральных линий водорода в красной, зелено-голубой и синей области,
Жансен обнаружил новую ярко-желтую спектральную линию, D3, которую следовало
приписать неизвестному химическому элементу.
К открытию внеземного элемента отнеслись в то время особенно
уважительно, ибо 25 октября 1868 года Академия наук в Париже получила сразу
два сообщения на эту тему. Одно из них поступило из прибрежного города
восточной Индии. Автором его был Жансен. Другое пришло из Англии от ученого
Локьера. Англичанин тоже наблюдал ту таинственную сверкающую желтую линию и
дал неизвестному элементу имя гелий (производное от греческого helios --
Солнце). Такое совпадение открытий показалось знаменательным Академии наук.
Она учредила памятную медаль с изображением ученых Жансена и Локьера в честь
обоих первооткрывателей "солнечного элемента" гелия[44].
Хотя гелий обнаружен до открытия периодического закона, он не был учтен
в системе Менделеева. Для этого надо было подробнее изучить его
физико-химические свойства, прежде всего необходимо было знать атомную массу
гелия. Однако, как получить данные для нового элемента, если его нельзя
уловить на Земле?

Нет места для благородных газов?

В 1894 году возник горячий научный спор между двумя английскими учеными
-- лордом Релеем и Вильямом Рамзаем. Релею пришло в голову, что азот,
полученный из воздуха после удаления кислорода, имел несколько бОльшую
плотность, чем азот, полученный химическим путем. Рамзай придерживался той
точки зрения, что такую аномалию в плотности можно объяснить присутствием в
воздухе неизвестного тяжелого газа. Его коллега, напротив, не хотел
согласиться с этим. Релей считал, что это, скорее, какая-то тяжелая
озоноподобная модификация азота. Внести ясность мог только эксперимент.
Рамзай удалил из воздуха кислород обычным способом -- использовав его для
сжигания, и связал азот, как он это обычно делал в своих лекционных опытах,
пропуская его над раскаленным магнием. Применив оставшийся газ для
дальнейших спектральных исследований, изумленный ученый увидел невиданный
дотоле спектр с красными и зелеными линиями,
"В течение лета 1894 года лорд Релей и я вели почти непрерывную
переписку,-- сообщал Рамзай,-- и 18 августа, когда британские
естествоиспытатели собрались в Оксфорде, мы сообщили об открытии новой
составной части атмосферы ... аргона".
Рамзай определил атомную массу аргона: 40. Следовательно, его надо было
бы поместить между калием и кальцием. Однако там не было свободного места!
Что же делать? Нашлось немало критиков, отрицавших элементарный характер
нового элемента аргона именно потому, что его некуда поместить в
периодической системе. С большим искусством и упорством Рамзай продолжал
свои опыты для того, чтобы разрешить это противоречие. Вскоре он обнаружил,
что аргон еще более инертен, чем азот, и, очевидно, вообще не реагирует с
каким-либо другим химическим веществом, то есть справедливо оправдывает свое
греческое имя аргон -- инертный.
Рамзай вспомнил о сообщении доктора Гиллебранда из Института геологии в
Вашингтоне. В 1890 году американский ученый обратил внимание на то, что при
разложении минерала клевеита кислотами выделяются значительные количества
газа, который он считал азотом. Теперь Рамзай хотел проверить -- быть может,
в этом азоте, связанном в минерале, можно было бы обнаружить аргон!
После длительных поисков ему удалось приобрести у продавца минералов
две унции редкой породы. Он разложил ее серной кислотой, однако изучение
собранного газа отложил на время, ибо его увлекли другие исследования.
Только через полтора месяца, в марте 1895 года, английский ученый нашел
время для изучения спектра этого газа. Он был необычайно поражен, когда
обнаружил сверкающую желтую линию, отличающуюся от известной желтой
спектральной линии натрия. Однако прошло некоторое время, пока Рамзай
полностью поверил в это открытие. "Со стыдом сознаюсь,-- сказал он в
докладе,-- что я разобрал свой спектроскоп, ибо скорее мог поверить в его
неисправность, чем в присутствие нового газа".
Это был новый газ, не известный до той поры газообразный элемент.
Вильям Крукс, который в Англии считался первейшим авторитетом в области
спектрального анализа, сообщил своему коллеге, что пресловутая желтая линия
-- та же, что была замечена Локьером и Жансеном в 1868 году в спектре
Солнца: следовательно, гелий есть и на Земле.
Заслуга Рамзая еще и в том, что он нашел способ, как разместить оба
вновь открытых газа в периодической системе, хотя формально места для них не
было. К известным восьми группам элементов он добавил нулевую группу,
специально для нульвалентных, нереакционноспособных благородных газов, как
теперь стали называть новые газообразные элементы. Такое смелое расширение
периодической системы весьма удивило самого Менделеева[45].
Незадолго до своей смерти в 1907 году великий русский ученый сказал, что
Лекок де Буабодран, Нильсон и Винклер только укрепили периодическую систему;
Рамзай же подтвердил ее справедливость[46].
Когда Рамзай разместил благородные газы в нулевой группе по их атомной
массе -- гелий 4, аргон 40, то обнаружил, что между ними есть место еще для
одного элемента. Рамзай сообщил об этом осенью 1897 года в Торонто на
заседании Британского общества в докладе, которому дал многообещающее
название: "Об одном еще не открытом газе". Оглядываясь на прошлое, Рамзай
вспоминал: "По примеру нашего учителя Менделеева я описал, насколько
возможно, ожидаемые свойства нового газообразного элемента, который должен
был заполнить "дырку" между гелием и аргоном. Я мог бы предсказать еще два
других газа, однако полагаю, что с прорицанием надо быть поосторожнее..."
У Рамзая были явные основания для осторожности: ни один человек не
знал, где искать эти газообразные элементы. Лишь после многих неудачных
опытов Рамзаю пришла в голову мысль искать их в воздухе. Тем временем немец
Линде и англичанин Хемпсон практически одновременно опубликовали новый
способ сжижения воздуха. Этим изящным методом и воспользовался Рамзай и,
действительно, с его помощью смог обнаружить в определенных фракциях
сжиженного воздуха недостающие газы: криптон (затаившийся) и неон (новый).

"Спиритическая химия"

Нулевая группа периодической системы, состоящая из благородных газов,
казалась безупречной. Ничто не изменилось, собственно говоря, когда
американец Браш на конференции естествоиспытателей в Бостоне в августе 1898
года сообщил об открытии еще одной составной части воздуха -- элементе
этерии[47]. Браш объявил, что плотность этерия составляет всего
лишь одну десятитысячную плотности водорода. Вследствие легкости этерия и
большой скорости его молекул этот диковинный газ стремится испариться в
мировое пространство. Чудо, стало быть, что его вообще обнаружили на Земле!
Даже Менделеев стремился дать истолкование такого гипотетического
мирового эфира. Он назвал элемент ньютонием и поместил его, а также ложный
элемент короний в своей таблице перед водородом. Существование таких
экзотических элементов не могло быть экспериментально доказано; отдельные
ученые считали, что некоторые новые спектральные линии северного сияния,
солнечной короны и звездных спектров следует приписать ньютонию, коронию или
еще одному элементу -- небулию. Значительно позднее выяснилось, что эти
чуждые спектральные линии можно объяснить ионизацией кислорода и азота, но
ни в коем случае не новыми элементами.
В связи с загадочным, необъяснимым и трудноуловимым мировым эфиром
высказал свои особые идеи инженер Адольф Вагеман. Он полагал, что все
вещества при абсолютном нуле, то есть при --273 °С, должны превратиться в
этот индифферентный эфир, который является не чем иным, как философским
камнем. Ведь если привести этот эфир в соприкосновение со следами золота
или, еще лучше, осторожно нагреть, пока его атомы не начнут совершать
"энергетические колебания", соответствующие золоту, то все материальное,
соприкасающееся с ним, должно превратиться в золото.
Удивительно простым казался процесс получения золота инженера Вагемана.
Однако все это были пустые измышления. Абсолютный нуль не является реальной
величиной, к ней можно только приблизиться, не достигая ее. Следовательно,
таким философским камнем овладеть нельзя. Это было уязвимое место нового
"процесса производства золота", который обещал человечеству огромные
богатства. Тут следует еще добавить: всего несколькими годами позднее, в
1906 году, физико-химик Вальтер Нернст сформулировал 3-е начало
термодинамики, и стало понятным поведение веществ при приближении к
абсолютному нулю. Теперь можно было и теоретически оценить процесс Вагемана
и ... отбросить его. Те, кто интересуются "техническими подробностями",
могут найти их в брошюре Вагемана, появившейся в 1901 году под заманчивым
заглавием: "Искусственное золото! Открытие процесса для превращения веществ,
исходя из новых научных воззрений. Изложено общедоступно".
От всеобщего наступления на последние недостающие элементы не хотели
отстать приверженцы алхимии и вновь воскресшего спиритизма. Они также
занимались поиском новых элементов и изложили "экспериментальные результаты"
в своего рода учебнике, который мы пролистаем. "Спиритическая химия. Ряд
наблюдений ясновидцев о химических элементах"-- таково его заглавие.
Началось это летом 1895 года в Лондоне, когда члены европейской секции
общества теософов[48] по окончании "рабочего дня" прогуливались
вдоль берегов Темзы. Кто-то задал вопрос, нельзя ли исследовать состав
воздуха при помощи потусторонних сил. Очевидно, налицо была "конкуренция" с
Вильямом Рамзаем, чьи поразительные открытия были в то время у всех на
устах.
Те члены общества, которые еще раньше приобрели "способность увеличения
образов", тут же упали в траву и уставились в голубой эфир. Действительно,
они могли видеть отдельные атомы газообразных составляющих воздуха! Их
способность "увеличительного зрения" должна была быть невероятной. Даже с
помощью современных высокоразрешающих электронных микроскопов мы можем
получить лишь весьма приблизительное оптическое изображение атомов. Через
несколько лет на своем конгрессе общество постановило систематически
продолжать изучение спиритической химии. Мистер Лидбитер и мисс Анни Безант,
авторы упомянутого "учебника", начали исследование атомарного строения
элементов. У них была своя собственная методика. Благодаря их способности к
ясновидению и особой "увеличительной возможности", которая удивительным
образом могла "ввинчиваться вверх и вниз", они ясно видели перед собой атомы
и могли даже сосчитать их кирпичики -- "пра-атомы"! Это срабатывало даже для
самых редких элементов, ибо достаточно было только интенсивно представить
себе эти элементы. Конечно, такой процесс таил в себе и опасности: так,
Безант чуть не "задохнулась", когда путем ясновидения исследовала ядовитый
хлор.
Для водорода, самого легкого элемента, насчитали 18 пра-атомов, для
гелия -- 72. Для того, чтобы рассчитать "оккультную атомную массу"
элементов, достаточно было разделить число пра-атомов на 18. Отсюда водород
имел атомную массу 1, гелий 4. Для золота было найдено 3 546 пра-атомов, что
соответствовало атомной массе 197.
Как видите, довольно сложный процесс. Вспоминается анекдот о том, как
один любопытный спрашивает чабана, как же он узнает, все ли овцы
возвратились вечером домой.
-- Очень просто, я их пересчитываю.
-- Не затруднительно ли это при столь большом стаде?
-- Нисколько. Я считаю овец по ногам, а потом делю на 4.
Само собой разумеется, что атомные массы, полученные ясновидением, не
слишком отличались от принятых значений. Ведь спиритическая химия должна
была как-то получить признание! Если посмотреть на таблицы элементов и
атомных масс в учебнике "Спиритическая химия", то можно заметить, что там
имеется новый элемент. Ясновидящие открыли его в воздухе и назвали новый
элемент, стоящий якобы между водородом и гелием и насчитывающий 54 пра-атома
(следовательно, он должен иметь атомную массу 3), оккультум. Он так никогда
и не был помещен в периодическую систему элементов.

Еще один новый элемент -- аргентаурум

Вначале в системе элементов Д. И. Менделеева между серебром и золотом
тоже была якобы "дырка". В 1896 году на это свободное место покусился
американец Эмменс, который объявил, что он нашел неизвестный элемент. Чтобы
отразить его положение между серебром (аргентум) и золотом (аурум), он
назвал его аргентаурум. История открытия аргентаурума довольно необычна и
полна приключений.
В американских научных кругах имя доктора Эмменса было известно. Стивен
Эмменс был членом нескольких видных научных обществ и получил известность
благодаря изобретению взрывчатого вещества эмменсита. Недолгое время он
значился также первооткрывателем так называемой эмменсовой кислоты. Это
новое вещество должно якобы образовываться при добавлении к дымящей азотной
кислоте пикриновой кислоты до пересыщения. Однако, как сообщила "Хемикер
цейтунг" в 1892 году, эту эмменсову кислоту следует вычеркнуть из списка
индивидуальных химических веществ, ибо она представляет собой не что иное,
как неизмененную пикриновую кислоту. Столь же мало сочувствия нашел Эмменс,
когда предложил структурную формулу магнитного железняка. Вероятно, неудачи
объяснялись тем, что работы Эмменса не были лишены известного налета
фантазии.
Доктор Эмменс задал себе вопрос: что же отличает благородные металлы,
такие, как серебро, золото, платина, от других металлов, помимо их
устойчивости? По его мнению, это прежде всего, большая плотность,
возрастающая в ряду: серебро -- золото -- платина. Следовательно, если бы
удалось значительно уменьшить расстояния между атомами в металле, то можно
было бы беспрепятственно получить благородные металлы, обладающие большей
плотностью. Такова, в общих чертах, была новая идея доктора Эмменса. Эти
рассуждения навели его на след упомянутого промежуточного элемента, который
не был ни серебром, ни золотом и который он назвал аргентаурум. Из этого
вещества при разрыхлении его структуры должно якобы получаться серебро, а
при уплотнении -- золото. Процесс этот не является чем-то новым, он веками
протекает в природе. Эмменс полагал, что нашел путь к осуществлению этого
процесса в лаборатории -- заметьте, в своей собственной Argentaurum
Laboratory (адрес: Нью-Йорк, Нью-Брайтон, Центральная авеню, 20).
Конечно, с такими теориями Эмменс попадал в угрожающую близость к
опороченным средневековым методам получения золота. Однако американец не
хотел называться алхимиком. Все же от такого прозвища некуда было деться,
ибо Эмменс фактически предлагал способ изготовления золота!
Для того, чтобы подтвердить свои рассуждения и показать, что его способ
"работает", 13 апреля 1897 года Эмменс продал нью-йоркскому монетному двору
за 954 доллара 80 центов шесть слитков сплава золота с серебром, то есть
именно того самого аргентаурума. Каждому появляющемуся посетителю или
репортеру он с торжествующим видом совал в нос квитанцию. Начиная с этого
дня доктор Эмменс ежемесячно поставлял государственному монетному двору два
слитка золота весом от 7 до 16,5 унций, то есть от 200 до 500 г. Для прессы
он сделал громогласное заявление: "Я уверен, что за год смогу увеличить
производство золота -- аргентаурума до 50 000 унций в месяц". Нью-Йорк
бурлил. Оправдал ли Эмменс эти слова? В его пользу говорили следующие
события.
Во многих объявлениях в прессе и в научных журналах Эмменс предлагал
пробы золота -- аргентаурума в 1, 2, 5 и 10 г для проверки его данных и для
научных исследований. Цена: 75 центов за грамм. Каждый, кто интересовался
этим искусственным золотом, мог купить его у доктора Эмменса. Спрос был
велик. Английский физик Вильям Крукс пожелал подробнее узнать у изобретателя
об этом новом чудо-веществе. Крукс хотел доложить о нем в лондонском журнале
"Кемикл Ньюс", редактором которого он являлся.
Среди выдающихся ученых Англии Крукс был несколько двуликой персоной. В
своей специальной области, спектроскопии, этот физик был неоспоримым
авторитетом, тем более, что ему принадлежала честь открытия спектральным
путем химического элемента таллия.
О себе Крукс говорил, что для него всегда особое очарование
представляла туманная область между известным и неизвестным. Порой казалось,
что это можно понимать буквально, ибо Крукс тратил также время на то, чтобы
исследовать спиритические явления физическими методами. Это было бы
оправданно, если бы физик использовал свои научные знания для разоблачения
спиритического безобразия; в некоторых "высших" кругах тогдашнего общества
спиритизм грозил превратиться в модную болезнь. Однако Крукс вел себя иначе.
Его настолько одурачили фокусы медиумов, что в итоге он сам начал верить в
сверхъестественные силы. Он усердно регистрировал "мощные" психические силы,
которыми сидящий в стороне медиум воздействовал на пружинные весы. В конце
концов Крукс поверил также в "материализацию" умерших: их дух возникал по
воле медиума, который лежал в трансе, прикованный к тому же к физическим
измерительным приборам. Существуют даже "фотографии духов", на которых Крукс
изображен рядом с посетителями из загробного мира.
Естественно, что научное имя ученого заметно страдало от таких
зигзагов. Ведь Крукс был членом высокочтимого Королевского общества, к
которому принадлежат только самые выдающиеся научные деятели мира. В статье
"Естествознание и мир духов" (1878 год), опубликованной в "Диалектике
природы", Фридрих Энгельс насмешливо заметил по этому поводу, что было бы
полезнее, если бы на эти спиритические сеансы Крукс принес скептический ум
вместо физических приборов.
Интересно, что в те же годы и Д. И. Менделеев соприкоснулся со
спиритизмом. Как член научной корпорации он должен был в Петербурге
присутствовать в качестве наблюдателя на "заклинании духов", превратившемся
в эпидемию, и мог в этом случае проверить факты, описанные Круксом. В 1876
году русский ученый пришел к уничтожающему выводу: доказано, что все так
называемые спиритические явления объясняются либо непроизвольными
движениями, либо сознательным обманом, и что спиритизм есть суеверие.
Крукса нельзя было переубедить, он клялся в своей правоте, указывая на
результаты физических измерений. И как только к нему обратились приверженцы
оккультной химии, он заверил их в том, что разделяет их взгляды. Таким
образом, он казался именно тем человеком, который мог бы поддержать такого
современного приверженца спиритизма, как Эмменс...
Поэтому в нескольких письмах Эмменс охотно открыл Круксу свою великую
тайну: "гвоздем" всего является машина высокого давления, на которую вскоре
будет получен патент. С ее помощью куски серебра подвергаются сильным
механическим ударам, чтобы путем сжатия превратиться в аргентаурум и наконец
-- в золото.
Однако Крукс стал осторожнее -- ведь прошло 30 лет после его
злоключений со спиритизмом -- и потребовал, прежде всего, точных рабочих
прописей. Слегка уязвленный Эмменс отвечал, что если Крукс хочет сам
провести эксперимент, пусть он подвергнет мексиканский серебряный доллар
подобным ударам в стальном цилиндре при низких температурах. Такой процесс
якобы в больших масштабах он практикует сейчас с помощью своей машины
высокого давления, которая концентрирует давление, как увеличительное стекло
концентрирует солнечные лучи. Эмменс уверял, что если достаточно долго
ударять по монете, то обязательно можно будет установить большее или меньшее
повышение содержания золота.
С серебром из Мексики дело обстоит особо, о чем нам известно, со
времени месье Тиффро. Мексиканские серебряные доллары и были, собственно
говоря, "производственной тайной" доктора Эмменса, которую он в конце концов
весьма неохотно открыл. 16 марта 1897 года Эмменс передал американской Assay
Office[49] в Нью-Йорке мексиканский доллар с просьбой проверить,
есть ли в нем золото. Результат был отрицательным. Спустя некоторое время
Эмменс дал исследовать четыре мексиканских доллара, предварительно отделив
от каждого половинки. Их анализ также дал отрицательный результат. Золото не
было обнаружено. Оставшиеся половинки долларов Эмменс подверг специальному
процессу в своей лаборатории. Теперь они содержали, по осторожному
высказыванию доктора Эмменса, кроме серебра еще металл, который по всем
испытаниям соответствовал золоту. В результате он был скуплен пробирной
палатой как золото.

10 000 долларов тому, кто найдет ошибку

Сэр Вильям Крукс последовал совету американца. Он измельчил
мексиканский доллар, поместил 13 г полученных серебряных опилок в стальной
цилиндр и с помощью остроумного механизма ударял по ним поршнем с частотой
один раз в секунду. Цилиндр он охлаждал сухим льдом. После этого Крукс
обнародовал ожидавшийся с нетерпением результат: небольшое увеличение
содержания золота -- с 0,062 до 0,075 %. Величины были не слишком
обнадеживающими и, по-видимому, лежали в пределах ошибки определения. Крукс
дал понять, что от этого не разбогатеешь.
Однако Эмменс продолжал быть оптимистом: все же содержание золота,
подсчитал он из опыта Крукса, возросло на 21 %. Нужно только давить на
серебро до тех пор, пока не возникнут большие количества золота. Крукс
отказался от этого и обратился к анализу нового элемента -- аргентаурума.
Здесь был также уничтожающий результат: как сообщил Вильям Крукс в начале
сентября 1897 года в "Кемикл ньюс", спектральное исследование образца
аргентаурума показало, что в нем содержатся только золото, серебро и немного
меди. В спектре не было других линий, а также не было новых линий
какого-либо неизвестного элемента.
Такие малоутешительные научные результаты не удержали Стивена Эмменса
от дальнейшего производства золота. Из скромной лаборатории аргентаурума
образуется синдикат, расположенный в одном из лучших зданий Бродвея. Чтобы
компанию не заподозрили лишь в производстве золота, Эмменсу пришел в голову
новый коммерческий трюк. Появились объявления о том, что синдикат
"Аргентаурум" желает содействовать прогрессу науки. Он учреждает премию в
500 долларов за самый подробный литературный обзор, касающийся единства
материи и теоретической возможности получать золото из так называемых
элементов. Далее, синдикат выделяет еще 500 долларов для разъяснения
проблемы, почему плотность и свойства твердой материи изменяются при сжатии
и охлаждении. Чтобы раздуть известность Эмменса, возникло даже "научное
общество". Это исследовательское общество предполагало также выпускать
золотые медали -- конечно, медали из аргентаурума -- как награду за научные
работы.
Помимо того, Эмменс хотел поднять свой престиж с помощью собственных
научных публикаций. Из ряда его статей об аргентауруме получилась целая
книга, первый том которой он посвятил гравитации. Во введении к ней
подчеркивается основательность автора: "Мы предлагаем 10 000 долларов тому,
кто найдет научную ошибку в этой книге". Человеку таких качеств следовало
просто-напросто верить, что к тому же он умеет делать золото!
Расходы на пропаганду, которые делал Эмменс, носили частично рекламный
характер; это поразительно, однако вполне типично для общества, в котором он
жил. Даже в этой специальной области царила конкуренция: 7 мая 1897 года
Эдвард Брайс из Чикаго подал заявку на патент. Он предлагал изготовлять
золото и серебро из свинца, олова и сурьмы, то есть использовал значительно
более дешевое "сырье" по сравнению с Эмменсом. Дважды патентное бюро США
отвергало притязания мистера Брайса. Однако оскорбленный изобретатель сумел
защититься с помощью своих адвокатов и в конце концов добился разрешения
провести пробные испытания на нью-йоркском монетном дворе. Естественно, что
общественность принимала живое участие в этих событиях. Вероятно, и Эмменса
волновал вопрос об исходе этого алхимического спектакля. Опыты лично
контролировал директор монетного двора Престон. Брайс работал с тремя
фунтами сурьмы, двумя фунтами серы, фунтом железа и небольшим количеством
порошкообразного угля. Судя по рецептуре, такой опыт мог проводиться на 500
лет раньше. А результат? Комиссия кратко констатировала, что минимальный
успех получен лишь в том случае, когда используется продажная сурьма,
содержащая следы золота. С чистым сырьем эффект равен нулю.
Результат предприятия был весьма насмешливо отмечен американской
прессой. Однако неудача "коллеги", по-видимому, мало затронула Эмменса. Он
невозмутимо продолжал дальше ковать золото из серебра и унцию за унцией
продавать государственной казне. До конца 1897 года это составило 24 золотых
слитка весом всего в 17 кг. В 1898 году он должен был дать еще 10 кг.
Общественность Америки была раздражена деятельностью доктора Эмменса.
Наконец пресса вновь ухватилась за этот факт. В феврале 1899 года газета
"Нью-Йорк геральд" в резкой статье поставила несколько вопросов: "Не
является ли доктор Эмменс современным Розенкрейцером? Этот человек делает
золото и продает его казне Соединенных Штатов! Может ли доктор Эмменс
показать комиссии из сограждан тот процесс, с помощью которого он делает
золото из мексиканских долларов?"
И Эмменс принял вызов, он не хотел, чтобы его сочли последователем
тайного алхимического союза Розенкрейцеров или, на худой конец, просто
алхимиком. Он объявил, что на глазах у именитых членов американского
общества собирается превратить в золото 100 000 унций монетного серебра. Это
соответствовало 3110 кг!
Однако до великого смотра дело не дошло. Требуемая комиссия не
собралась. Директор нью-йоркского государственного монетного двора
категорически отказался участвовать в таком спектакле Другой выдающийся
современник, изобретатель Николай Тесла, так же не хотел ничего слышать об
алхимике.
Постепенно это происшествие забылось, тем более, что Эмменс прекратил
производство золота так же внезапно, как и начал его. Вскоре поползли слухи
-- полиция якобы занялась доктором Эмменсом. Быть может, такие сообщения
были беспочвенными, Одно только известно -- в деле Эмменса произошел
неожиданный поворот: получено было объяснение производству золота,
налаженному Эмменсом. Люди, обладавшие криминалистическим чутьем, спрашивали
себя: каков источник золота доктора Эмменса? Однако об этом позднее. Во
всяком случае элемент аргентаурум не получил доступа в периодическую систему
элементов. Само собой разумеется, что при дальнейшей разработке системы,
пространства между серебром и золотом не оказалось. Следовательно, не надо
было открывать в этом месте неизвестный элемент. В научном смысле это был
смертный приговор аргентауруму доктора Эмменса.