Анника Брокшмидт - Научный баттл, или Битва престолов - как гуманитарии и математики не поделили мир

Можно себе представить, какой сенсацией стало выступление Миджли на конгрессе Американского химического общества в 1930 году. Он на глазах у публики вдохнул новый хладагент, на некоторое время задержал его в легких, а затем, подойдя к свече, задул ее, выдохнув газ. Синтезированный им дихлорфторметан (фреон-21) не только идеально подходил для охлаждения, но также не воспламенялся. В противном случае Миджли вошел бы в историю не как первооткрыватель и новатор, а как пожиратель огня.

Впрочем, не так однозначны были предпредыдущие этому выступлению опыты на животных. Собаки, обезьяны и морские свинки, которые довольно долго дышали воздухом с повышенной концентрацией нового газа, испытывали сложности с мочеиспусканием и начинали подергиваться. При концентрации дихлорфторметана в 20 % морские свинки и вовсе умирали через 50—100 часов. Но ведь то были 20 % на протяжении периода, сильно превышающего продолжительность одного дня… Такого просто не может случиться. Газ делает ядовитым доза; из этого Миджли заключил, что его газ не представляет никакой опасности для человека. И новое чудесное вещество стали активно использовать, причем не только в холодильниках. Оказалось, что оно замечательно подходит для аэрозольных баллончиков, поскольку не вступает в реакцию с другими веществами. И вскоре его стали применять в баллончиках с краской, дезодорантами и средствами от астмы.

Именно широкое распространение этого газа, его успех и представляют сложность. Говоря в химических терминах, дихлорфторметан Миджли — это фторхлоруглеводород. Если газы этой группы в свободном состоянии попадают в атмосферу, их стабильность становится проблемой. В частности, они поднимаются в верхние слои атмосферы и там под воздействием солнечного света разлагаются, образуя радикалы хлора. Радикалы же особенно химически активны, а радикалы хлора вступают в реакцию с озоном, в результате чего получается самый обычный углекислый газ. Если бы на этом можно было поставить точку, все было бы не так плохо. Однако реакция идет дальше, и ее продуктом являются новые радикалы хлора, снова и снова реагирующие с озоном. И этот цикл может повторяться произвольное число раз. Как раз по этой причине на фторхлоруглеводороды возлагают часть вины за появление озоновой дыры. Кроме того, он способствует парниковому эффекту, отчего, например, Германия на конференции 1990 года заявила о своем решении полностью отказаться от использования подобных веществ вплоть до 1997 года. Впрочем, Томаса Миджли едва ли можно представить в образе отъявленного злодея, который вознамерился собственноручно проделать дыру в озоновом слое. Как и всему человечеству, ему не могли быть известны последствия собственного изобретения, особенно если принять во внимание тот факт, что о самой озоновой дыре стало доподлинно известно только в 1985-м, когда фторхлоруглеводороды были в обиходе уже больше 50 лет. При всей той пользе, которую принесли человечеству естественные науки, было сложно — теперь это явно — избежать нескольких грандиозных ошибок. И то обстоятельство, что бедняга Миджли совершил не одну, а сразу две ошибки, последствия которых были чрезвычайно болезненны, не просто досадное совпадение.

В 1920-е годы уже началось конвейерное производство автомобилей. Вскоре, в результате автоматизации сложного процесса сборки, даже самые обычные граждане смогли позволить себе передвигаться в личном автотранспорте. Но моторы первых представителей этого семейства были склонны к сбоям особого рода. Принцип действия двигателей состоит в том, что в нужный момент топливо воспламеняется от искры. Если возгорание происходит слишком быстро или слишком медленно, двигатель издает кашляющие звуки, хлопки. Во времена Миджли такое положение дел, в зависимости от остроты проблемы, могло привести к полной поломке механизма. Но в любом случае это вело к тому, что мотор становился менее эффективным и мощным. В 1921 году, за девять лет до революционного открытия охлаждающих свойств своего фторхлоруглеводорода, Миджли бился как раз над этой бедой. Совместно со своим коллегой-изобретателем Чарльзом Кеттерингом он разработал теорию, согласно которой красный цвет топлива должен был помочь в решении задачи. Исследователей вдохновили ландыши, листья которых имеют красный оттенок с внутренней стороны. У этого цветка есть и другое уникальное свойство: он может расти и цвести, когда еще не сошел снег. Поскольку оба химика были склонны винить в автомобильной проблеме распределение тепла в топливе, любое указание на температуру, как им казалось, вело их по правильному пути. Можно представить, до какой степени дошло отчаяние ученых, если они, как за спасательный круг, хватались даже за подобные сомнительные умозаключения. Для своих экспериментов они использовали йод — единственное красное вещество, которое имелось в их распоряжении. К изумлению обоих, выбор материала был идеальным. Мотор перестал чихать. Но… окраска бензина не имела к этому ни малейшего отношения: йод способствовал более мягкому, плавному воспламенению топлива внутри двигателя. А потому стало уже не так важно, правильно ли был выбран момент для зажигания. К сожалению, йод был очень дорогим, что мешало его повсеместному внедрению. А потому изобретатели, немного поискав, обнаружили вещество со сходным действием: тетраэтилсвинец. Он обладал теми же свойствами, но приобрести его можно было по куда более умеренной цене. Моторы, которые до этого стучали и чихали, работали на новом топливе гладко, стали надежнее и продуктивнее. Быстрому распространению новой технологии помогло еще и то, что как раз закончилась Первая мировая война, а потому новое производительное топливо могло обеспечить перевес в продолжавшемся мировом противоборстве конкурентов.