Оливер Сакс - Все на своем месте

В период расцвета Индустриальной революции возник небывалый аппетит на науку, особенно химию; казалось, возник новый властный (и почтительный) путь не только к пониманию мира, но и к его улучшению. Блестящим представителем этого двойного взгляда на науку явился Дэви.

В начале своей деятельности в Королевском обществе Дэви сосредоточился на конкретных частных проблемах: процессе дубления и выделении танина (именно Дэви обнаружил танин в чае) – и на целом ряде сельскохозяйственных проблем – он первый показал животворную роль азота и важность аммиака в удобрениях (его «Элементы агрохимии» были опубликованы в 1813 году).

Однако к 1806 году, признанный самым блестящим лектором и практическим химиком в Англии – ВСЕГО в 27 лет, – Дэви почувствовал необходимость отказаться от исследовательских работ в Королевском обществе и вернуться к фундаментальным проблемам бристольского периода. Его давно интересовало: может ли электрический ток дать новый способ выделения химических элементов; он начал эксперименты с электролизом, с помощью электрического тока разделяя воду на водород и кислород и демонстрируя, что они соединяются в определенной пропорции.

В следующем году он провел знаменитые эксперименты по выделению металлического калия и натрия с помощью электрического тока. При включении тока, как писал Дэви, «у отрицательного провода возник очень яркий свет, и столб пламени… появился в точке контакта». Образовывались сияющие металлические шарики, неотличимые по виду от ртути, – шарики двух новых элементов, калия и натрия. «Шарики часто вспыхивали в момент появления, – писал Дэви, – а иногда взрывались и делились на шарики поменьше, которые носились по воздуху, горя и напоминая яркие ракеты». Тогда Дэви, как записал его кузен Эдмунд, плясал от восторга по лаборатории [5] Дэви был поражен воспламенением натрия и калия, их способностью плавать по поверхности воды, и предположил, что под корой земли могут быть залежи этих элементов – взрываясь под воздействием воды, они вызывают извержения вулканов. .

В детстве мне доставляло особую радость повторять эксперименты Дэви по производству натрия и калия – наблюдать, как блестящие шарики вспыхивают на воздухе, горят ярким желтым – или бледно-фиолетовым – пламенем; получать металлический рубидий (который горит восхитительным рубиновым пламенем) – этот элемент был неизвестен Дэви, но наверняка понравился бы ему. Я так погружался в оригинальные эксперименты Дэви, что представлял себе, как сам открываю эти элементы.

Затем Дэви обратился к редкоземельным металлам и за несколько недель выделил их металлические элементы: кальций, магний, стронций и барий. Это очень активные металлы, особенно стронций и барий, способные гореть, подобно щелочным металлам, ярко окрашенным пламенем. В следующем году Дэви выделил еще один элемент – бор.

Элементарные натрий и калий не встречаются в природе: слишком активные, они немедленно образуют соединения с другими элементами и существуют только в солях – например, хлорид натрия (обыкновенная поваренная соль) – в соединениях, химически инертных и электрически нейтральных. Но если пропустить через них мощный электрический ток, нейтральная соль распадется: электрически заряженные частицы (положительный натрий и отрицательный хлор) устремятся к разным электродам (позже Фарадей назвал эти частицы «ионами»).

Для Дэви электролиз был не только «новым путем открытия», который требовал все более мощных батарей. Электролиз также показал, что материя не инертна, как считали Ньютон и остальные, а состоит из заряженных частиц, удерживаемых вместе электрическими силами.

Химическое сродство и электрическая сила, понял Дэви, определяют друг друга; с точки зрения строения материи – они суть одно и то же. Бойль и его последователи, включая Лавуазье, не имели точного представления о глубинной природе химических связей, полагая их гравитационными. Дэви теперь представил новую универсальную силу, электрическую по природе, удерживающую молекулы материи. Более того, он, хотя и смутно, представлял, что весь космос пронизан электрическими силами, как и гравитацией.

В 1810 году Дэви заново исследовал тяжелый зеленый газ Шееле, который и сам Шееле, и Лавуазье считали химическим соединением, – и смог показать, что это элемент. За цвет Дэви назвал его хлором (от греческого слова chloros – зелено-желтый). Он понял, что обнаружил не просто новый элемент, а целую группу элементов, которые, подобно щелочным металлам, слишком активны и не встречаются в природе. Дэви считал, что должны существовать более тяжелые и более легкие аналоги хлора, входящие в эту же группу.