Гемфри Дэви и веселящий газ

Гемфри Дэви заслужил себе место в пантеоне великих ученых благодаря целому ряду блистательных свершений — от открытия натрия и калия до изобретения безопасной шахтерской горелки, а еще тем, что однажды нанял вести лабораторный журнал Майкла Фарадея, которого затем и посвятил в тайны исследовательской работы.

Дэви начал заниматься натурфилософией, как тогда называли науку, в 1798-м, когда в 19 лет стал ассистентом бристольского ученого Томаса Беддо. Беддо, химик, физик и эрудит, завоевал популярность хорошо разрекламированными показательными опытами с “искусственными воздухами” — недавно открытыми газами, из которых особое внимание публики привлекала закись азота, или “веселящий газ”. Беддо возлагал большие надежды на использование газов в медицине. Он верил даже, что газы, испускаемые скотом, способны исцелять от туберкулеза — и потому в палату к его пациентам были проведены особые трубки, куда поступало все то, что испускали коровы, содержавшиеся на лужайке по соседству.

В 1799 году Дэви по просьбе доктора Беддо за 7 минут вдохнул 16 кварт (18 литров) “веселящего газа”. Вот как он описывает ощущения, которые за этим последовали:

Газ совершенно меня отравил. Если от чистого кислорода мой пульс не учащался и никаких иных видимых эффектов не было, то этот газ заставил мой пульс подскочить на двадцать ударов в минуту, а сам я принялся плясать как сумасшедший по лаборатории, и с тех пор моя душа в беспокойстве.

Жена доктора Беддо была знакома — через свою сестру Мэри Эджуорт, модную писательницу, — со многими столпами словесности тех времен, такими как, например, Сэмюэль Тейлор Кольридж и Роберт Саути. Она и ввела Дэви в их круг. Дэви произвел на сочинителей столь сильное впечатление, что Кольридж даже изъявлял желание помогать ему в лаборатории. Джозеф Коттл, бристольский издатель, который печатал и самого Дэви, и его друзей-поэтов, в своих “Воспоминаниях о Кольридже в молодости” описывал воздействие закиси азота на нескольких литераторов и на юную участницу этих забав, которую он, не уточняя, просто называет “слабым полом”:

Мистер Саути, мистер Клэйфилд, мистер Тобин и другие подышали “новым воздухом” Один принялся танцевать, другой смеяться, тогда как третий в возбужденном состоянии довольно жестоко ударил мистера Дэви кулаком. Теперь все вознамерились увидеть… какое воздействие этот могучий газ способен оказать на слабый пол, и убедили бесстрашную юную леди вдохнуть из милого зеленого мешочка немного восхитительной закиси азота. После нескольких вдохов, ко всеобщему изумлению, девушка выскочила из комнаты и вообще из дому, затем, выбежав к Хоуп-сквер, перепрыгнула огромную собаку, которая встала у нее на пути; однако, поскольку ее преследовал один из проворнейших ее друзей, отменный бегун или просто временно помешанный, юную леди в конце концов перехватили и обезопасили, не позволив ей причинить себе вред.

Знаменитая карикатура Гилрэя, выполненная в 1802 году, иллюстрирует всеобщее изумление перед физиологическим действием закиси азота. На картинке изображен демонстрационный опыт, поставленный перед публикой из высшего света, среди собравшихся можно узнать Исаака Дизраэли и Бенджамина Томсона, графа Румфорда (чьи знаменитые эксперименты в пушечной мастерской установили связь между механической работой и теплом). Руководит демонстрацией доктор Томас Гарнетт, юный Гемфри Дэви подает газ сэру Джону Хиппсли — а тот с силой испускает собственные газы. Пройдет еще немного времени, и закись азота станет популярным обезболивающим, которое особенно пришлось по вкусу дантистам — те активно пользовались им целый век, а кое-где пользуются и до сих пор.

Рассказ Коттла о действии веселящего газа приводится, вместе с подробными пояснениями, в книге: Read John, Humour and Humanism in Chemistry (G.Bell, London, 1947), автор которой был профессором химии Абердинского университета.

 

Правда и миф об аспирине

Если посмотреть, какими лекарствами мы пользуемся чаще всего, то на первом месте с большим отрывом окажется аспирин. Новости о том, как к перечню его многообразных полезных свойств прибавилось еще какое-нибудь, появляются до сих пор. Название аспирина происходит от ивы: с древнейших времен известно, что в ее коре содержится средство, способное ослабить боль. Как гласит легенда, впервые об этом узнали благодаря тому, что медведи со сломанными или больными зубами обдирали и жевали ивовую кору. В XIX веке активное вещество коры отождествили с салициловой кислотой, однако вскоре выяснилось, что сама кислота (или ее соль, салицилат натрия) — препарат, который дешев и легко синтезируется — хотя и гасит эффективно боль, однако невыносимо горький и заодно вызывает расстройство желудка. Поэтому химики из немецкого фармацевтического концерна Bayer задумали синтезировать ряд простых производных салициловой кислоты. Все рассказы об открытии аспирина — ацетилсалициловой кислоты — сходятся в том, что первым его изготовил молодой химик компании Байера по имени Феликс Хоффман. К работе его подталкивало то, что отец химика, страдавший ревматическим артритом, был почти парализован и мучился от постоянных болей. Хоффман приготовил чистое вещество, которое фазу же уменьшило страдания отца, а уже в 1898 году фармаколог Bayer Генрих Дре-зер вывел препарат на рынок.

На самом деле, как оказалось, все было иначе. Артур Эйхенгрюн, который пришел работать в Bayer в 1894 году, сразу же взялся за проблему салициловой кислоты. Он собирался изготовить эфир — соединение, где кислотная группа блокируется в результате реакции с каким-нибудь веществом, содержащим гидроксильную группу (то есть спиртом). Эфиры, вообще говоря, устойчивы к действию кислот и потому способны избежать разложения в желудке, однако в щелочной среде кишечника они разлагаются, и там высвобождается исходная кислота. Аспирин хорош тем, что чистая салициловая кислота больше не раздражает слизистую желудка, а образуется и начинает действовать только в кишечнике. Легенда об аспирине и Хоффмане, по всей видимости, возникла в 1934 году. Как с горечью вспоминал Эйхенгрюн в старости, в Зале славы Немецкого музея в Мюнхене в специальной химической секции были выставлены кристаллы аспирина, а рядом значилось “Аспирин, изобретенный Дрезером и Хоффманом” Экспозиция открылась в 1941 году, когда еврей Эйхенгрюн уже томился в концлагере Терезиенштадт.

Эйхенгрюну повезло — он пережил войну и смог рассказать, как все было на самом деле: Хоффман был его ассистентом, которому Эйхенгрюн велел синтезировать эфир, не объясняя, с какой целью это делается, а Дрезер и вовсе не принимал участия в работе. Поскольку Эйхенгрюн был евреем, его имя было вычеркнуто из этой истории, а изобретателями аспирина стали два истинных арийца. Анализ лабораторных журналов из архивов Bayer подтвердил авторство Эйхенгрюна. После открытия аспирина он стал главой отделения прикладной химии Bayer и приступил к разработке нескольких новых лекарств, а также целлюлозных волокон, а Хоффман, которому отчисления с продажи лекарства обеспечили безбедную старость, забросил науку. В 1949 году Эйхенгрюн опубликовал свою историю в немецком техническом журнале, однако мифы поразительно живучи, и только стараниями шотландского историка фармакологии Уолтера Снидера истинная история открытия одного из самых известных лекарств в мире стала достоянием публики.

Рассказ позаимствован из двух статей исследователя, который установил, как все было на самом деле: Sneader Walter, British Medical Journal, 321,1591 (2000) и Sneader Walter, The Biochemist, August, 2001.

 

Комарам дают отпор

Широкое применение ДДТ, или дихлордифенилтрихлорметилметана, во время Второй мировой ознаменовало, как всем казалось, окончательную победу человека над малярией, тифом и другими болезнями, разносчики которых — насекомые. Как препарат действует на самих насекомых, обнаружил несколькими годами ранее Пауль Мюллер, химик из швейцарского фармацевтического концерна J.R. Geygy. За это открытие ему в 1948 году присудили Нобелевскую премию.

В 1925 году двадцатишестилетний Мюллер пришел работать в J.R. Geygy. В то время компанию интересовали средства для борьбы с домашней молью — что-нибудь более эффективное, чем шарики нафталина. Перед Мюллером стояла задача испытать ряд синтетических препаратов. Он поступал так: помещал немного вещества в стеклянную емкость, которую затем заполнял насекомыми.

Мюллер был настолько увлечен этой работой, что коллеги даже придумали ему кличку Fliegenmtiller (“Мошкомюллер”, или “перемалыватель мошек”).

ДДТ принадлежал к группе веществ, на которые Мюллер возлагал особые надежды. Поначалу казалось, что опыт с ДДТ провалился, поскольку моль после контакта с веществом жила себе как ни в чем не бывало. Но тут, безо всякого разумного обоснования, Мюллер оставил насекомых в сосуде на ночь. На следующее утро все были мертвы. Он повторил опыт с большим числом моли, домашними мухами и другими насекомыми. За ночь снова погибли все. Воодушевленный столь фантастическими результатами, Мюллер промыл свой “сосуд для убийств” растворителем и перепробовал ряд родственных соединений — и все, как ему показалось, были столь же смертоносны. Но позже выяснилось, что насекомых убивал по-прежнему ДДТ — даже ничтожные следы вещества, оставшиеся на стенках сосуда после промывки растворителем, несли насекомым смерть. Руководители компании J.R. Geygy отправили банку с порошком ДДТ в свою штаб-квартиру в Америке. Химик, способный прочесть описание свойств препарата по-немецки, нашелся не сразу. Он послал немного вещества в Министерство сельского хозяйства США, а оттуда его передали на станцию по изучению насекомых в Орландо, штат Флорида. Там его испытали и подтвердили, что ДДТ исключительно токсичен для насекомых, в особенности для комаров.

Открытие пришлось очень кстати, поскольку как раз тогда американские войска сражались с японцами на тихоокеанских островах, и малярия оказалась для доблестных американских воинов пострашней, чем пули и снаряды. В те времена особо опасались тифа, который на Первой мировой выкашивал целые армии. Поэтому энтомологи министерства сельского хозяйства решили сразу же устроить ДДТ полевые испытания. Результаты поражали: стоило обработать обмундирование ДДТ, и вши не беспокоили солдата целый месяц. Вскоре самолеты уже распыляли ДДТ над берегами, где предстояло высадиться морским пехотинцам. В ходе вторжения союзников в Италию эпидемия тифа в Неаполе была подавлена на корню благодаря обработке территории дустом. В эту операцию были вовлечены 1,3 миллиона человек.

Едва война окончилась, возник план: стереть с лица земли всех разносчиков малярии раз и навсегда. Но тут возникли резонные опасения. Можно ли быть уверенным, что ДДТ, рассеянный повсюду в огромных количествах, не причинит вреда людям? В экспериментах на животных его токсичность не проявилась, а людям уже приходилось часами вдыхать взвесь порошка ДДТ в воздухе. Чтобы убедить скептиков, двое исследователей даже проглотили по нескольку граммов препарата. Однако куда более серьезной угрозой было появление невосприимчивых популяций комаров. Только один из многих тысяч комаров был устойчив к действию ДДТ от природы, однако эти немногие, пережив химическую атаку, размножились и дали начало новым поколениям с высокой резистентностью.

В 1962 году ДДТ осудила Рэйчел Карсон в своей сенсационной книге “Тихая весна”, вызвавшей большой резонанс: вещество, утверждала она, несомненно нарушило экологический баланс. Уничтожение насекомых уменьшило популяции многих видов птиц; некоторые виды насекомых, на которых ДДТ не действовал, размножились сверх меры благодаря исчезновению насекомых-хищников — к примеру, ос.

Сейчас ДДТ используется редко и почти что ушел в историю. Есть основания думать, что он спас миллионы жизней, поскольку комаров практически изгнали из тех мест, где они прежде беспрепятственно размножались — особенно это касается Латинской Америки и Северной Африки. Заявляли, что более продуманная и четко организованная операция могла бы уничтожить популяции комаров целиком, прежде чем успели бы возникнуть устойчивые к препарату поколения. А то, что из ДДТ не извлекли максимум пользы, следует считать одной из главных упущенных возможностей человечества.

После ухода из J.R. Geygy Мюллер продолжал поиски совершенного инсектицида. Его исследования продолжались до самой смерти ученого (он скончался в 1965 году). Свою Нобелевскую премию он раздал молодым исследователям, занимавшимся контролем численности насекомых.

Недавняя книга о борьбе с комарами: Spielman Andrew and dAntonio Michael, Mosquito: A Natural History of Our Most Persistent and Deadly Foe (Time Warner, New York, 2001J.

 

Великие люди рождают великие идеи

Когда Ричарда Фейнмана позвали на встречу в Принстонский университет, где он только готовился защитить докторскую диссертацию, его выдающиеся способности были уже признаны физическим сообществом. А встреча та была исторической — она положила начало Манхэттенскому проекту по созданию атомной бомбы. Вот как 40 лет спустя Фейнман вспоминал о тех днях:

Тогда более всего меня взволновало общение с поистине выдающимися людьми. Никогда прежде я не встречал так много великих. А тут имелся целый комитет, члены которого пытались помочь нам сдвинуться с мертвой точки и принять окончательное решение, каким способом мы будем разделять уран (то есть извлекать ничтожно малую долю способного к делению изотопа). В комитет входили такие люди, как Артур Холли Комптон, Ричард Чейз Толмен, Генри Девольф Смит, Гарольд Клейтон Ури, Исидор Айзек Раби и Джулиус Роберт Оппенгеймер. Меня пригласили, поскольку я понимал теорию процесса разделения изотопов. Они задавали мне вопросы и всё обсуждали. В таких спорах кто-нибудь один брался что-нибудь доказывать. Затем, к примеру, Комптон излагал другую точку зрения. Он заявлял, что все стоит делать именно так, и был совершенно прав. Кто-нибудь другой говорил: может быть и так, но тут имеется еще одна возможность, и стоит ее рассмотреть.

Из всех собравшихся никто ни с кем не соглашался. Меня удивляло и даже поражало, что Комптон не повторял свои доводы и не настаивал на них. В конце концов Толмен, который был председателем комитета, вставал и говорил: “Я выслушал всех и считаю, что доводы Комптона лучше прочих. А теперь продолжим”.

Я с восторгом наблюдал, как члены комитета выдвигают великое множество идей и как каждый подходит к делу с новой стороны, но при этом помнит, что говорили другие, так что в конце концов, подводя итог, решают, чья идея была лучшей, и ничего не приходится повторять трижды. Это и в самом деле были по-настоящему великие люди.

Из книги: Feynman Richard, Surely You're Joking Mister Feynman! Adventures of a Curious Character (Norton, New York, 1985).

(Фейнман P., Вы, конечно, шутите, мистер Фейнманн! — М.:

Колибри, 2,008)

 

Вулканизация Чарльза Гудьера

Вначале XIX века многие ученые (среди них был и Чарльз Макинтош, в честь которого один из видов плащей стал называться макинтошем) пытались изготовить водоотталкивающие ткани, покрывая какую-нибудь подложку каучуком. Эти усилия имели лишь относительный успех: на жаре каучук становился липким и тек, а на морозе растрескивался. Безуспешные попытки справиться с этой проблемой довели Макинтоша до долговой тюрьмы, где он провел несколько лет, а Чарльза Гудьера, родившегося в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, в 1800 году, до нищеты — почтовая служба США отказалась от его водонепроницаемых почтовых сумок.

В1840 году, после того как он без особого успеха попробовал воздействовать на каучук в числе прочих реагентов и серой, он по случайности позволил смеси серы и каучука соприкоснуться с горячей печью. И удивительное дело — вместо того чтобы расплавиться, паста превратилась в вязкую массу, которая лишь слегка обуглилась по краям! Вот как описывает случившееся его дочь:

Проходя через комнату, я случайно заметила, что отец сидит у камина и держит в руках небольшой кусок смолы. Похоже, он был необычайно воодушевлен неким открытием, которое только что совершил. Кусок этого материала он прибил снаружи кухонной двери — а на улице стоял мороз. Утром он внес этот кусок обратно и стал с волнением показывать мне. Тот абсолютно не потерял свои упругие свойства — он был таким же, как тогда, когда отец только вынес его на мороз.

Эйфория Гудьера не передалась ни его брату-изобретателю Нельсону, ни кому-либо еще из заинтересованных лиц. Вот как Гудьер рассказывает о случившемся в своем двухтомном трактате о резине, причем о себе он говорит почему-то в третьем лице:

Он попытался привлечь внимание своего брата и еще нескольких присутствующих, которые были знакомы с процессом производства эластичных смол, к этому явлению — весьма, надо сказать, примечательному, поскольку до сих пор эластичные смолы всегда плавились от сильного нагрева. Но этот случай не показался им интересным и они отнеслись к словам исследователя как к одному из привычных заявлений, которые он привык делать, отстаивая результаты своего очередного эксперимента.

Он, однако, понял, что если процесс обугливания остановить в надлежащий момент, то можно лишить резину ее природной клейкости, и это сделает ее лучше исходной резины. Прежде чем экспериментировать дальше с воздействием тепла, он нашел новые доводы в пользу справедливости своей гипотезы, обнаружив, что индийский каучук не плавится в кипящей сере, а только обугливается.

Гудьер назвал этот процесс, который изучил в деталях и затем улучшил, вулканизацией. До сих пор вулканизация лежит в основе производства резины: так делают и ластики, и самолетные покрышки. За свое открытие Гудьер был удостоен всяческих почестей, однако богатым ему стать не удалось — большую часть заработанного он потратил на тяжбы по поводу патентов и даже не раз попадал в долговые тюрьмы Англии и Франции. Он пребывал в заключении и тогда, когда император Луи-Наполеон присудил ему орден Почетного легиона. Сын изобретателя отвез отцу орден в долговую тюрьму в Клиши.

Friedei Robert, Americal Heritage of Discovery and Invention, 5(3), 44 ('1990) и Kauffman George B., Educatierrin Chemistry, 20,167 (1989).

 

Пределы логики

В 1931 году в надежно защищенном мире математики взорвалась интеллектуальная бомба. Виновником этого возмутительного события был молодой австриец Курт Гедель, а самой прославленной из жертв — Давид Гильберт, патриарх немецкой математики. Проект Гильберта, как его называли, имел целью построить полную систему аксиом, из которых в итоге можно было бы строго вывести всю математику. (Это может показаться далеким от каждодневных проблем, но исследования в духе тех, которыми занимались Гильберт и Гёдель, серьезно повлияли на совершенно другие области науки и даже на технологии.) С помощью весьма утонченных математических аргументов Гедель доказал, опираясь на парадоксы, что для самых важных областей математики полный набор аксиом нельзя составить в принципе. Эта “теорема неполноты”, по сути, положила конец гильбертов-ской картине мира и сделала Гёделя знаменитым.

Когда нацисты пришли к власти, Гёдель, как казалось, не придал этому значения, но когда его призвали на военную службу, он решил, что самое время покинуть страну. Окольным путем Гёдель добрался до Соединенных Штатов и остаток жизни провел в Институте передовых исследований в Принстоне. Там его ближайшим другом стал Альберт Эйнштейн, однако последующие несколько лет поведение Гёделя становилось все более странным. Он продолжал работать, но отказался от всех контактов с людьми и общался с миром через щель в двери своего кабинета, куда ему просовывали письма. Со временем он проникся убеждением, что некие незнакомцы собираются его отравить; в конце концов он вовсе прекратил есть и умер от голода (или, как написано в свидетельстве о смерти, от “истощения”). Следующий случай приключился, когда его паранойя только набирала обороты.

Однажды, обедая вместе, как было у них заведено, Гёдель, Эйнштейн и ассистент Эйнштейна Эрнст Штраус обсуждали свежие новости. Шел 1951 год, и все только и говорили о возвращении генерала Макартура из Кореи. Гёдель пришел в крайнее возбуждение, поскольку, рассмотрев фотографию Макартура в передовице New York Times, начал подозревать, что человек, который с триумфом проезжает по Мэдисон-авеню, — самозванец. Теперь он убедился, что его гипотеза верна; найдя один из прежних снимков генерала, он измерил важную пропорцию черт лица — соотношение длины носа и расстояния между носом и подбородком. На двух снимках, прежнем и нынешнем, пропорции были разными, так что, следовательно, изображены были два разных человека в униформе. Какие действия Гёдель предпринял и как его страхи удалось приглушить, не сообщается.

Великий физик Джон Арчибальд Уилер также свидетельствует о странностях Гёделя. Однажды он пришел к Гёделю спросить, не связаны ли между собой теорема о неполноте и принцип неопределенности Гейзенберга. Гёдель, вспоминает Уилер, сидел в невыносимо жарком кабинете, укрыв ноги шерстяным пледом. Когда Уилер задал свой вопрос, Гёдель, придя в бешенство, выставил его из кабинета.

Krantz Steven G., The Mathematical Intelligencer, 12, 32 (1990).

 

Во сне, как наяву

Фрэнсис Крик утверждал: назначение сна в том, чтобы очистить сознание от избытка воспоминаний — того мусора, который оставляют после себя наши дневные переживания. Так мы будем яснее воспринимать то, что действительно важно. Вот, возможно, почему смутные и неразвитые идеи столь часто выкристаллизовываются в уме великих ученых, когда те спят или пребывают в полусонной задумчивости. Как бы там ни было, именно таким способом в 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев открыл свою классификацию химических элементов.

Менделеев родился в 1834-м в семье школьных учителей в сибирской глуши и был младшим из 17 детей. Позже он утверждал, что так и не выучился тому русскому языку, на котором говорят в Санкт-Петербурге, куда его отправили учиться. Преодолев множество препятствий, он стал профессором химии в Технологическом институте. На снимках Менделеев, с бурной шевелюрой и с громадной бородой, выглядит весьма патриархально. Он обладал фантастическими работоспособностью и вниманием к деталям и твердо верил, что химические элементы должны подчиняться одному всеобщему закону. В этом Менделеев был не одинок: прославивший его закон начерно сформулировал (и выставил себя на посмешище) английский химик по имени Джон Ньюлендс.

Что такое правило октав Ньюлендса? Выстроим элементы в порядке возрастания их атомных весов. Если объединять члены ряда, разделенные интервалом в восемь других (как ноты), то получатся группы родственных элементов. Ньюлендсу возражали, что с тем же успехом он мог бы выстраивать их в алфавитном порядке. Теория Ньюлендса не нашла признания. Менделеев, когда ему приснился его знаменитый сон, наверняка про нее ничего не знал. В течение трех почти бессонных дней и ночей он сознательно пытался расставить элементы в каком-нибудь порядке. Увлеченный этим пасьянсом, он надписал карты названиями элементов и непрерывно перетасовывал их у себя на столе.

Менделеев состоял членом Вольного экономического общества. На следующее утро после очередной бессонной ночи ему по поручению этого общества предстояло отправиться в Тверскую губернию, где у него было небольшое имение. Однако, увлекшись своими “карточными играми”, он отложил отъезд на вечер. Казалось, решение близко, и он — пока безуспешно — пытался ухватить ускользающую мысль. В конце концов, утомленный размышлениями, он заснул прямо за столом, и ему приснился сон. “Вижу во сне таблицу, — писал он позже, — где элементы расставлены так, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги”.

Нужно было просто выстроить элементы в порядке возрастания их атомных весов, тогда их химические свойства, которые Менделеев знал наизусть, будут повторяться с регулярным интервалом! Свою схему он назвал периодической таблицей элементов. Так, к примеру, галогены — фтор, хлор, бром и йод, — у которых множество общих свойств, следуют друг за другом в его таблице с одинаковым интервалом.

Но самым удивительным были неизбежные пробелы в таблице: чтобы сохранить регулярность повторов, некоторые элементы следовало сдвинуть вперед на одну ячейку. Освободившееся при этом место, предсказывал Менделеев, будет рано или поздно заполнено каким-нибудь новым элементом. Свойства трех элементов, которые тогда еще не были найдены, он даже описал в деталях. Один из них, названный эка-алюминием, должен по своим свойствам походить на алюминий: к примеру, быть трехвалентным металлом. Эка-алюминий вскоре действительно был открыт. 27 августа 1875 года французский ученый Поль Лекок де Буабодран провозгласил: “Предыдущей ночью я обнаружил новый элемент в образце сульфида цинка из Пье-рефитского рудника на Пиренеях” Он дал новому элементу имя “галлий” в честь своей страны (или, возможно, в честь себя, поскольку Лекок (le coq) — это “петух” по-французски, а по-латински “петух” будет gallus). В 1886 году за галлием последовал германий — элемент, обладающий в точности теми свойствами, которые Менделеев спрогнозировал 17 годами раньше. Однако вскоре, в 1894 году, основы менделеевской системы пошатнулись: открытие благородного (т. е. инертного) газа аргона в 1894 году угрожало всей ее величественной конструкции — для элемента с такими уникальными свойствами, как казалось, в таблице места не было. Но прошло еще некоторое время, и был выделен весь ряд благородных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон) — то есть новая группа целиком, — что и стало заключительным штрихом к триумфу менделеевской теории.

Менделеев за свое открытие удостоился многих почестей, но Нобелевской премией его не наградили. Возможно, наивысшая научная награда не досталась ему потому, что периодический закон был независимо открыт немецким химиком Лотаром Мейером, который умер прежде, чем Нобелевская премия была учреждена. (Известно, что на самом деле Менделеева номинировали в 1906-м, но ему не хватило одного голоса, и премия ушла к французскому химику-неорганику Анри Муассану, который первым выделил фтор в свободном виде.)

Менделеев совершил еще много полезного в химии, но, что любопытно, противился истолкованию периодической таблицы в терминах структуры атома — великий химик так и не смог принять новые физические теории, появившиеся в начале XX века.

За несколько лет до смерти Менделеев прибыл в Лондон, где на заседании Королевского химического общества ему вручили Фарадеевскую премию. Химик сэр Эдвард Торп вспоминает эту церемонию в своем некрологе Менделееву:

Когда он прибыл прочесть Фарадеевскую лекцию, автору этих строк как казначею Химического общества предстояло вручить Менделееву гонорар, предписанный правилами общества, в маленьком шелковом кошельке, украшенном национальным русским орнаментом. Кошелек привел Менделеева в восхищение, которое только усилилось, когда он узнал, что тот вышит одной из дам, присутствующих в аудитории. Великий химик тут же провозгласил, что будет пользоваться теперь только этим кошельком. Однако соверены из кошелька высыпал на стол, заявив, что ничто не заставит его принять деньги от общества, которое оказало ему столь высокую честь — позволило выступить в память о Фарадее в стенах, освященных его трудами.

Менделеев умер в 1907 году. Пятьдесят лет спустя его имя было увековечено в названии нового трансуранового элемента. В периодической таблице менделевий занимает 101-ю ячейку.

Внятный рассказ о работе Менделеева в частности и об истории химических элементов в общем см.: Strathem Paul, Mendeleev's Dream — The Quest for the Elements (Hamish Hamilton, London, 2000). Некролог Торпа вышел в Nature, 75, 373 (1907).

 

Металл встает на крыло

Имя Людвига Монда (1839–1909) прочно ассоциируется с Имперским химическим трестом и с целым рядом химикотехнологических процессов. Монд — один из величайших химиков-прикладников. Будущие технологи, как он считал, сначала должны поработать химиками-исследователями — и сам Монд до эмиграции в Англию был сотрудником лаборатории Байера, а после эмиграции запустил образцовое химическое производство, где, следует отметить, с рабочими обращались довольно мягко. Монд самостоятельно разработал несколько особенно удачных промышленных процессов. Один из них — процесс синтеза аммиака, который внедрили на Сольвеевских содовых заводах, производивших важный химикат — карбонат натрия. Побочным продуктом производства аммиака был газ Монда, состоящий по преимуществу из водорода и окиси углерода: его применяли как бездымное топливо и для разогрева печей. Кроме того, Монд организовал завод по производству хлора, но с этим его предприятием возникали постоянные неприятности. В частности, никелевые задвижки, которые регулировали течение газа по трубам, покрывались черным налетом, со временем перекрывавшим весь поток.

Монд приобрел особняк под названием “Тополя” в Сен-Джонс-Вуде на севере Лондона, и там, на задворках конюшни, устроил себе небольшую лабораторию. Ею заправляли личный ассистент Монда, австрийский химик по имени Карл Лангер, и его юный помощник Фридрих Квинке. Монд отнес туда немного вредоносного черного налета, который, как было вскоре показано, состоял из углерода. Монд и Лангер быстро поняли, откуда он берется: если в лабораторных экспериментах для продувки системы от аммиака использовали чистый азот, то заводской азот содержал следы окиси углерода. Но что могла сделать окись углерода с таким химически устойчивым материалом, как чистый никель? Монд знал про никель всё: порошком этого металла он пользовался для очистки газа Монда. Газ смешивали с паром и пропускали над разогретым никелем, в результате вода и окись углерода вступали в реакцию, давая водород и двуокись углерода, и последняя поглощалась раствором щелочи. Что именно, желал знать Монд, делает в этой реакции никель? Какое промежуточное вещество образуется в процессе катализа?

Карл Лангер сконструировал простой аппарат для пропускания над разогретым никелем окиси углерода. Во избежание утечек весь газ, выходящий из стеклянной трубки, просто-напросто сжигался. К концу дня, когда Лангер уходил домой, Квинке поручалось прекратить нагрев катализатора, остановить поток газа, дождаться, пока пламя угаснет, а затем запереть лабораторию на ночь. Как-то вечером (случилось это в 1889 году) Квинке покинул лабораторию раньше обычного, так что отключать подогрев и перекрывать газовый кран пришлось Лангеру. Затем случилось поразительное: по мере того как аппарат остывал, бледно-голубое пламя окиси углерода становилось все ярче и внезапно окрасилось зеленым. Лангер, потрясенный увиденным, тут же позвал Монда, который, если верить воспоминаниям, выбежал из-за стола, прервав ужин с гостями, и в вечерней одежде ринулся в лабораторию. Двое химиков в немом удивлении стояли и смотрели на зеленое пламя.

Первой мыслью Монда было, что цвет выдает присутствие арсенида водорода, газообразного производного мышьяка, который, как ему было известно, окрашивает пламя зеленым. Он немедленно провел классическую пробу Марша на мышьяк и мышьяковистый водород (ею часто пользуются криминалисты): стеклянная пластинка в токе газа должна покрыться черным налетом. Налет и в самом деле появился, однако он ярко блестел и совсем не походил на мышьяк. Анализ показал, что это чистый никель. Однако тяжелые металлы нелетучи и, как думали тогда, газообразных соединений не образуют. Долгое время Монд противился выводам, к которым его подталкивали собственные наблюдения. Он даже решил, что в образцах никеля скрыт неизвестный прежде элемент. Однако в итоге газ удалось превратить в бесцветную жидкость, которая, замерзая, образовывала игольчатые кристаллы. Сейчас это вещество называют карбонилом никеля. Монду оставалось только поверить себе. То был первый из множества карбонилов металлов, открытых в ходе последовавших исследований. По словам лорда Кельвина, Монд приделал тяжелым металлам крылья. Превращение никеля в карбонил — эффективный способ извлечь его из руды. Первым эту технологию внедрил сам Монд на специально построенном заводе в Суонси.

Cohen J.M., The Life of Ludwig Mond (Methuen, London, 1956).

 

Смерть математика

Абрахам де Муавр (1667–1754) — английский математик французского происхождения, был большим другом Ньютона. Он известен своими работами по теории вероятностей (первым осознал принципы распределения случайных величин), по теории комплексных чисел и тригонометрии. Вся его жизнь была связана с Англией. В 1754 году, в возрасте 87 лет, Муавр встретил достойную математика смерть:

Обстоятельства смерти Муавра представляют интерес для психологов. Незадолго до кончины он объявил, что каждый следующий день собирается спать на 10–15 минут больше. В один из дней время сна наконец превысило 23 часа. Муавр проснулся, заснул снова и проспал все 24 часа, а затем умер во сне.

Существует и другая версия этой истории. Согласно ей, Муавр точно предсказал день собственной смерти: он обнаружил, что продолжительность его сна стала увеличиваться в арифметической прогрессии, а затем легко вычислил, когда она достигнет 24 часов, и, как всегда, не ошибся.

Rouse Ball W.W., History of Mathematics (Macmillan, London, 1911).

 

Шокирующий эксперимент

Александр фон Гумбольдт (1769–1859) родился в семье прусских дворян. Детей в этой среде с рождения готовили к военной карьере. Однако у юного Александра развился необъяснимый (а с точки зрения его семьи — даже ненормальный) интерес к науке. Не испугавшись родительского гнева, он поступил во Фрейбургскую горную академию и вернулся в Пруссию инспектором шахт. Там он улучшил конструкцию безопасной горелки Гемфри Дэви и изобрел дыхательный аппарат для шахтеров. Вскоре его направили с дипломатической миссией в неспокойные страны Европы. Занятый столь важными делами, он все-таки нашел время и учредил Свободную королевскую горную школу, где шахтеры обучались геологии и другим дисциплинам. Однако главным, чему Гумбольдт собирался посвятить жизнь, была все же экспериментальная наука. Им владел всепоглощающий интерес к геологии и к таким феноменам, как магнитное поле Земли — а еще к “животному магнетизму”: на него произвела огромное впечатление работа Гальвани о подергивании лягушачьих мышц. Гумбольдт развил собственную теорию: причиной сокращений были не металлические электроды, решил он, — они просто усиливали некое врожденное свойство мышц. Он приступил к серии опытов с мускулами животных и растениями, а затем решил проверить свои догадки на себе:

Я вырастил на спине два волдыря, каждый размером с лошадиную уздечку, чтобы те покрывали соответственно трапециевидную и дельтовидную мышцы. Затем я улегся плашмя на живот. Когда волдыри были надрезаны и к ним подвели цинковый и серебряный электроды, я испытал острую боль, которая была настолько жестокой, что трапециевидный мускул заметно завибрировал; дрожь передалась в основание черепа и отозвалась в позвонках. Касание серебра вызвало три или четыре одиночных подергивания, которые я мог различить. О лягушках, помещенных ко мне на спину, наблюдатели сообщали, что те подпрыгнули.

К тому часу опыт сказался главным образом на моем правом плече. Плечо ощутимо болело, а обильно выступившая сукровица была красной и настолько едкой, что, стекая по спине, оставляла за собой язвы. Явление было столь необычным, что я решился его воспроизвести. На этот раз я прикладывал электроды к ране на моем левом плече, которая все еще была заполнена бесцветными водянистыми выделениями, и жестоко возбудил нервы. Чтобы вызвать такие же боль, красноту и язвы, потребовалось четыре минуты. После того как ее отмыли, моя спина еще долго выглядела как спина человека, которого прогнали сквозь строй.

В этом, вероятно, были виноваты вещества электродов — например, кислота, проникшая в кожу и под кожу. Продолжение эксперимента вызвало настолько пугающие повреждения, что присутствующий при этом врач вынужден был прервать опыты и промыть разорванную кожу теплым молоком. Чуть позже Гумбольдт спровоцировал у себя мучительные конвульсии, погрузив электроды в дыру, оставшуюся на месте вырванного зуба: он полагал, что столь решительная стимуляция нерва должна подавить боль.

В итоге молодой экспериментатор собрал результаты многочисленных физиологических опытов в книге, которую издал в 1797 году. Он ожидал бурной реакции. Но, увы, Алессандро Вольта, который относился с недоверием к идее животного электричества, показал, что для создания батареи живых тканей не требуется вовсе. Гумбольдт был просто убит этим известием. Горечь поражения навсегда осталась в его душе. Но он не унывал — переключился на ботанику и опубликовал книгу о немецкой растительности, имевшую большой успех. Но главное дело жизни ему еще только предстояло: он отправился в Южную Америку и пять лет жизни посвятил изучению этого континента, а затем описал ее фауну, флору и физическую географию так, как никому прежде не удавалось. Им было открыто Гумбольдтово течение в Тихом океане, и тогда же Гумбольдт выдвинул идею построить Панамский канал. В Эквадоре он взобрался на вулкан Чимборазо, к тому времени считавшийся самой высокой горой в мире, — этот подвиг сделал его героем в глазах всей просвещенной Европы. После 30 лет интенсивной научной работы и систематизации своих наблюдений Гумбольдт, уже 6о-летний, отправился в новую экспедицию — изучать Сибирь.

Последние годы жизни Гумбольдт провел в нужде, но продолжал интенсивно работать — писал (хотя так никогда и не завершил) фундаментальный труд “Космос”, где сводил воедино свои взгляды на природу и физику. Он умер, когда ему было 90 лет. В предсмертном бреду он все еще продолжал диктовать текст своего величественного трактата.

Жизни и трудам Гумбольдта посвящено множество исследований. Весьма доступно его биография изложена в книге: Botting Douglas, Humboldt and the Cosmos (Sphere Books, London, 1973).

 

Генетика и криминалистика

Эксцентричный гений Фрэнсис Гальтон (1822–1911) (кстати, двоюродный брат Чарльза Дарвина) утверждал, что на земле не найдется двоих разных людей с одинаковыми отпечатками пальцев и что отпечатки эти можно строго фиксировать и сравнивать. В середине XIX века научно подкованный правитель Британской Индии активно использовал отпечатки пальцев “для того, чтобы одни лица не выдавали себя за других, и для разрешения споров о личности мертвых” (а ввел эту практику местный чиновник сэр Уильям Гершель, сын одного знаменитого астронома и внук другого). В1905 году журнал Nature уже мог сообщить, что Скотленд-Ярд располагает картотекой в 80–90 тысяч отпечатков пальцев. Еще 80 лет работа с отпечатками оставалась ключевым методом криминалистики — пока в 1984 году открытие, сделанное в Университете Лейчестера, не породило методику, пришедшую ему на смену.

Алек Джеффрис в то время интересовался эволюцией генов и предметом своих изысканий выбрал ген, кодирующий миоглобин (это белок, запасающий кислород в мышцах). Первое время он работал с миоглобином тюленей, у которых, как и у других водных млекопитающих, такого белка в организме особенно много. Следующий шаг состоял в том, чтобы сравнить тюлений “миоглобиновый” ген с человеческим. Джеффрис знал, что геном (то есть полная последовательность ДНК из всего набора хромосом) содержит длинные повторяющиеся последовательности нуклеотидов, у которых, как казалось, нет никакой функции. Это — продукт работы непредсказуемого биологического механизма, который время от времени, с интервалом в несколько поколений, изготовляет дубликаты избранных последовательностей и вставляет эти обрывки ДНК в хромосомы. Среди разнообразных повторяющихся участков ДНК встречаются “сверхизменчивые мини-сателлиты”, где последовательность из примерно 20 нуклеотидов повторяется много раз. Однако повторы не точны, хотя последовательности и включают характерный центральный участок — а именно ССССАССАХС, где X — это А, С, Т или G. Из-за того что те копируются случайным образом на протяжении жизни многих поколений, их число и точный вид разные у людей — представителей разных семейств и животных в разных популяциях.

Однажды в 1984 году Джеффрис, занимаясь анализом ДНК, кодирующей миоглобин, обнаружил в геле (то есть в желатиновой матрице, где фрагменты ДНК перемещаются в электрическом поле со скоростью, зависящей от их размера) целое множество мини-сателлитов. Это выглядело странным, пусть даже большая часть генов и содержит “мусорные” фрагменты ДНК, которые не принимаются во внимание при его считывании РНК, переносчиком генетической информации от ДНК к месту синтеза белков. При ближайшем рассмотрении он осознал, что образцы ДНК разных людей содержат весьма отличные друг от друга мини-сателлитные последовательности. Гениальный Джеффрис сразу понял, что это значит. Едва он опубликовал результаты, с ним тут же связались ученые из Министерства внутренних дел: в открытии они увидели надежный способ проверять, говорят ли правду иммигранты, заявляющие, что состоят в близком родстве с гражданином Великобритании (к разочарованию госслужащих, оказалось, что те действительно лгут редко).

Летом 1986 года в зарослях близ деревни Нарборо, что в 10 милях (16 километрах) от Лейчестера, было найдено тело 15-летней девочки. Ее изнасиловали и задушили. Расследование привело полицию к санитару Ричарду Бакленду, который признался в преступлении. Однако Бакленд отказывался признаться в весьма похожем изнасиловании и убийстве юной девушки в Нарборо, которое случилось тремя годами раньше. Всерьез задавшись целью раскрыть и это преступление, полиция, которая узнала о работах Джеффриса из прессы, явилась к нему в университет. Не поможет ли он им опознать в Бакленде убийцу первой жертвы? Получив образцы спермы из обоих тел и немного крови Бакленда, Джеффрис взялся за работу. ДНК из разных образцов спермы, размноженная при помощи полимеразной цепной реакции, оказалась одинаковой, но когда Джеффрис приступил к анализу ДНК белых кровяных телец крови, он пришел к выводу, что имеет дело с генетическим материалом другого человека. Выходило, что Бакленд никакой не убийца. Полиция отнеслась к результатам с недоверием и отправила образцы в криминалистическую лабораторию Министерства внутренних дел, где к тому времени уже освоили метод Джеффриса. Выводы были теми же, и Бакленда с неохотой выпустили на свободу. Несколько месяцев спустя у жителей Нарборо стали отбирать образцы крови. Из 5500 образцов ДНК ни один не совпадал с ДНК убийцы. Но однажды работник пекарни в Лейчестере донес: его коллега попросил другого работника сдать кровь вместо него. Полиция заинтересовалась этим и арестовала Колина Питчфорка, жителя Нарборо, который признался в обоих убийствах. На сей раз все образцы ДНК совпадали.

С тех пор к анализу на мини-сателлиты прибегали, чтобы уличить (или признать невиновными) подозреваемых в преступлении, чтобы установить отцовство или — в одном примечательном случае — чтобы убедиться в подлинности останков последнего русского царя и его семьи, извлеченных из шахты вблизи Екатеринбурга, где те были убиты. Самого Джеффриса в 1985 году попросили проанализировать кости Йозефа Менгеле, печально известного врача из Освенцима. Состарившийся беглец, как заявляли, утонул в Бразилии в 1979 году, однако, хотя идентификация по зубам и дала положительный результат, израильское правительство потребовало более веских доказательств: разве мастер ускользать не обманывал их все эти годы? Кости ко времени эксгумации пребывали в плачевном состоянии, и Джеффрис смог найти всего три неповрежденные клетки, откуда представлялось возможным извлечь ДНК. Полимеразной цепной реакции достаточно, чтобы изучить генетический “отпечаток пальцев”. Единственной проблемой было то, что сын доктора Менгеле, который жил в Германии, поначалу отказался помогать, но его удалось переубедить: если он будет упорствовать, сказали ему, то придется вскрыть все семейные могилы. Так израильтяне и весь остальной мир убедились в том, что Менгеле и вправду мертв (или, по крайней мере, что кости в могиле принадлежали отцу сына фрау Менгеле).

Хороший рассказ об открытии Алека Джеффриса можно найти в книге: Bodmer Water and McKie Robert, The Book of Man: The Quest to Discover Our Genetic Heritage (Little, Brown, London, 1994) и в книге: Ridley Matt, Genome: The Autobiography of a Species in 23 Chapters (Fourth Estate, London, 1999).

 

Пиво и мясо

Водной из своих пьес известный английский писатель XIX века Чарльз Кингсли воспевал радость, которую доставляют хорошее пиво и мясо. Великий немецкий химик-органик Юстус фон Либих (1803–1873) оставил след и в пивной, и в мясной индустрии.

Либих был человеком боевитым и вспыльчивым, но и практичным, и даже за его внезапными приступами великодушия всегда стоял точный расчет. Через школу Либиха в Гессенском университете, названную его конкурентом из Франции “зловонной ямой”, прошли многие светила химии следующего поколения. Вопреки обыкновению немецких профессоров той эпохи, Либих иногда позволял своим студентам публиковаться самостоятельно, поскольку, как он доверительно сообщал в письме другу, “если там и будет что хорошее, часть признания все равно достанется мне, а вот отвечать за ошибки мне не придется. Понимаешь?”

Когда он покинул Гессен, где провел самые плодотворные годы (отчасти потому, говорил он, что в этом маленьком и унылом городке его студенты могли развлечься только в лаборатории), Либих переключил внимание на биохимию, а в особенности на биохимические проблемы сельского хозяйства и пищевой промышленности. Он установил питательную ценность жиров, но ошибочно настаивал на том, что в почве усваивается только азот из аммиака, растворенного в дождевой воде; он также, вопреки очевидному, отрицал, что дрожжи — живые организмы, что привело к ссоре с Луи Пастером (это лишь один из многих его крестовых походов против французских химиков).

Либих никогда не упускал коммерческой выгоды. Так, например, стоило ему услышать, что вблизи уругвайских рудников водится невероятное обилие скота и животных убивают ради шкур, а большую часть мяса просто выбрасывают, он тут же разработал процесс превращения говядины в концентрированный бульон. Технология заключалась в том, чтобы пожарить и измельчить мясо, извлечь соки и сконцентрировать их в вакуумируе-мых сосудах. Экстракт, который изготовляла и продавала уругвайская компания Fray Bentos и который получил известность под названием “мясного экстракта Либиха”, был прототипом нынешних бульонных кубиков. Когда Либих попробовал проделать тот же трюк с кофе, итог были менее впечатляющ: при сушке окислялись важные масла, и в окисленном виде они придавали продукту неприятный вкус, причем большая часть сухого остатка от выпаривания не растворялась в воде. (Любители растворимого кофе получили сей напиток, когда были разработаны более совершенные методы экстракции. Сначала появился экстрактор Сокслета, названный по имени шведского химика, большого ценителя кофе: он не желал надолго отрываться от работы в лаборатории и мечтал о том, чтобы просто разводить концентрат кипятком. Потом — метод сушки сублимацией.)

Свой вклад в пивоваренное дело Либих внес в 1852 году. Благополучие двух ведущих пивоварен в Бёртоне-на-Тренте, Allsopps и Bass, грозили подорвать ужасные слухи — говорили, что пивовары, стремясь усилить горький привкус пива, добавляют туда стрихнин. Слух, по всей видимости, пустил французский химик-аналитик. Чтобы положить конец клевете, пивовары обратились к двоим самым знаменитым химикам Англии — Томасу Грэхему и Августу Вильгельму фон Гофману. Гофмана, недавнего ученика Либиха, переманил к себе и сделал первым профессором Королевского химического колледжа (впоследствии это заведение станет Королевской горной школой) принц Альберт, супруг королевы Виктории. Грэхем и Гофман сошлись в том, что пиво безвредно. Однако Гофман рекомендовал распорядителям Allsopps, чтобы придать мнению экспертов еще больше веса, обратиться к величайшему химику мира, барону (к тому моменту он уже был титулован) Юстусу фон Либиху.

За льстивое письмо, подтверждавшее превосходные качества английского пива, Либих получил немалую по тем временам сумму юо фунтов стерлингов. В письме к Гофману он признавался, что “главная проверка заключалась в том, что я с большим удовольствием выпил бутылку пива”. (Он, разумеется, всецело доверял анализу, проведенному его учеником.) Либих беззастенчиво последовал указаниям дирекции Allsopps, в каких словах ему следует расхваливать их продукт. Вскоре его отзыв появился на рекламных щитах и в газетах. Затем — что Гофман с Либихом наверняка предвидели — Bass, конкуренты Allsopps, обратились к ученому с похожей просьбой, и Либиху была заплачена неизвестная нам (но наверняка немалая) сумма.

К концу жизни характер Либиха, очевидно, смягчился. Он помирился со своими французскими оппонентами, прежде всего с Жаном Батистом Дюма, словесная дуэль с которым тянулась десятилетиями, и в 1867 году его пригласили в качестве почетного гостя на Всемирную выставку в Париже. В речи, произнесенной после торжественного обеда и адресованной жюри выставки, Либих вспоминал дни, проведенные в Париже, — в 1823 году, будучи еще совсем юным, он учился у великого химика Жозефа Луи Гей-Люссака. К тому времени Гей-Люссак уже успел стать химиком правительственного Комитета порохов и селитр, так что его лаборатория и квартира располагались в Арсенале. Александр фон Гумбольдт присутствовал на том заседании Академии наук, где Гей-Люссак представил работу Либиха о фульминатах. Доклад сопровождался демонстрацией опыта Либиха. Отважный Гей-Люссак перед тем в одиночку поднялся на воздушном шаре на высоту 23 тысячи футов (7 километров), побив тем самым рекорд Гумбольдта, который взобрался на вершину горы Чимборазо. Ученые прониклись друг к другу симпатией. Гумбольдт также сдружился в Германии с Либихом, и теперь убеждал Гей-Люссака допустить Либиха в свою лабораторию в Арсенале. У обоих химиков было много общего, а их интересы — к фульминатам у Либиха и к родственным цианистым соединениям у Гей-Люссака — идеально дополняли друг друга. В своей речи, произнесенной десятилетия спустя, Либих заверил слушателей, что те времена были счастливейшими в его жизни:

Никогда не смогу забыть лет, проведенных в лаборатории Гей-Люссака. Когда он заканчивал успешный анализ (а вы и без моих пояснений знаете, что приборы и методы, описанные в нашей совместной работе, были исключительно его рук делом), он говорил: “Теперь вам следует со мной танцевать, как танцевал я с Тенаром (Луи Тенар — учитель Гей-Люссака), когда нам случалось что-нибудь открыть новое”. И мы танцевали!

Эти события, как и многие другие, описаны в образцовой биографии Либиха: Brock William H., Justus von Liebeg: The Chemical Gatekeeper (Cambridge University Press, Cambridge, 1997).

 

Гнев дураков

Александр Дюма полагал, что негодяи лучше дураков, поскольку они хоть иногда отдыхают. В Советском Союзе, где наука ходила в служанках у марксистской идеологии, дураки взяли верх. Вот история, рассказанная Георгием Гамовым, знаменитым физиком и космологом, который в конце концов покинул родину ради блестящей карьеры в Соединенных Штатах.

Гамов — большой, громогласный, яркий человек — отличался откровенностью и прямотой, а кроме того, замечательным чувством юмора.

В своих мемуарах Гамов утверждает, что стал скептиком и проникся недоверием к авторитетам еще в детстве. Отец купил ему небольшой микроскоп, и Гамов решил узнать при помощи научного инструмента, вправду ли пропитанный красным вином хлеб, которым его причащали, превращается в плоть и кровь Христа. В церкви он спрятал немного хлеба с вином за щекой и поспешил домой — разглядывать спрятанное в микроскоп. Контрольным образцом ему служил кусок обычного хлеба, тоже смоченный вином. А чтобы узнать, как выглядят под микроскопом настоящие кровь и плоть, он срезал тонкий слой собственной кожи и обнаружил, что два одинаковых куска мокрого мякиша не имеют с ним ничего общего. В мемуарах он признавался, что со своим скромным инструментом отдельных кровяных телец разглядеть не мог, так что доказательство не было абсолютно надежным, однако его хватило, чтобы отвратить юного Гамова от религии и приобщить к науке.

В 1925 году Гамов еще жил в Москве. Как-то Гамов беседовал с Львом Ландау (1908–1968), и тут в комнату вошел их коллега, Матвей Бронштейн. В руках у него был последний том Советской энциклопедии. Бронштейн показал им статью про светоносный эфир — несжимаемую жидкость, о которой физики девятнадцатого столетия думали, что она заполняет все пространство. Считалось, электромагнитные волны распространялись именно в эфире. Теория относительности Эйнштейна устранила эфир из физики, однако открытия Эйнштейна многим физикам старой школы казались противоречащими здравому смыслу и потому неприемлемыми по философским соображениям. Однако к 1925 году теория относительности и другие новые теории, такие как квантовая механика, прочно вошли в науку, и ученые уровня Ландау или Гамова не могли больше терпеть “механистов”, как называли тех, кто твердо придерживался ньютоновской физики и отрицал все новое.

Статья в энциклопедии, которую показал Бронштейн, была написана “красным ученым” Гессеном, чья задача состояла в том, чтобы показать всем, что он и его сотрудники ни на йоту не отклоняются от марксистско-ленинского учения. Гессен сжато излагал классические представления о свете, осуждал Эйнштейна и заявлял о материальной природе эфира. Изучить его свойства — задача советских физиков, говорилось в статье. Трое друзей и два их аспиранта решили отправить Гессену письмо, где высмеивалось бы его видение физики. К письму прилагалась оскорбительная карикатура.

Текст письма был примерно таким:

“Вдохновившись Вашей статьей о светоносном эфире, мы рвемся доказать его существование. Старик Альберт — идеалистический идиот! Призываем Вас взять на себя руководство поисками флогистона, теплорода и электрического флюида.

Г. Гамов Л. Ландау А. Бронштейн З. Генацвале С. Грилокишников”.

Мы ожидали, что Гессен придет в ярость, однако сила взрыва превзошла все ожидания. Он отнес нашу телеграмму в Коммунистическую академию в Москве и обвинил нас в открытом восстании против принципов диалектического материализма и марксистской идеологии. В итоге по приказу из Москвы было организовано особое “разгромное собрание”.

Необдуманная выходка дорого обошлась всем участникам. Аспирантам особенно досталось:

После “разгромного собрания”, которое длилось несколько часов, Дау (Ландау) и Аббатик (так прозвали Бронштейна) пришли ко мне домой и рассказали, что стряслось. Присяжные, в роли которых выступали работники машинного цеха института, признали нас виновными в контрреволюционной деятельности. Два аспиранта, подписавшие телеграмму, лишались стипендии и должны были покинуть город. Дау и Аббатик отстранялись от преподавательской работы в Политехническом (чтобы предотвратить тлетворное влияние их извращенных идей на студенчество), но сохраняли за собой исследовательские места в Институте Рентгена. Со мною же ничего не случилось, поскольку со всеми этими учреждениями я связан не был. Однако раздавались и голоса, что к нам следует применить меру наказания, известную как “минус пять” (то есть запрет на проживание в пяти крупнейших городах СССР). К счастью, ничего такого проделано не было.

Партия выражала свое недовольство Ландау не в первый и не в последний раз. Впереди его ждали еще большие неприятности. Чуть позже он был арестован и провел в тюрьме год. Только вмешательство бесстрашного Петра Капицы позволило ему вновь обрести свободу: в письме Сталину Капица пообещал, что впредь его протеже будет вести себя пристойно. Гамову после безрассудной и безуспешной попытки бежать из страны, переплыв Черное море на гребной шлюпке, в конце концов позволили выехать на конференцию в Брюссель в 1932 году, оттуда он уже не вернулся. Ландау, патриот и убежденный коммунист, остался в Советском Союзе. Его конец был печален: он получил тяжелые травмы головы, когда машина, за рулем которой был один из его учеников, разбилась на обледенелой дороге. Ландау оправился от комы, но уже работать как прежде не мог. Рассказывают, что он говорил так: “Я больше не Ландау, я теперь Зельдович” (Зельдович — другой русский теоретик первой величины, которого Ландау недолюбливал.)

Gamow George, My World Line: An Informal Autobiography (Viking Press, New York, 1970).

 

Домашняя комната страха

Клод Бернар (1813–1878), самый значительный физиолог девятнадцатого столетия, был не в ладах с собственной женой. Ревностная католичка, она науку не любила и не понимала, с большим неодобрением относилась к опытам мужа над животными и помогала деньгами антививисекторскому движению. Она даже настроила против отца троих детей. Ее неприязнь к мужу легко извинить тем, что Бернар, маниакально увлеченный экспериментатор, часто занимался работой дома. Один из таких случаев описан биографом Бернара.

Семейная жизнь ученого тогда только начиналась; у супругов Бернар уже был двухлетний ребенок, и мадам Бернар была опять беременна.

Как-то воскресным утром муж принес в их крохотную квартиру (в Париже) на последнем этаже собаку с открытой раной на боку, откуда время от времени истекали разнообразные внутренние жидкости; собака была крайне изнурена, но проявляла отменный аппетит; из ее ноздрей тек гной, а когда ее вели по лестнице вниз или вверх, она кашляла; животное мучал понос, и его испражнения даже обратили на себя особое внимание домовладельца.

Неудивительно, что брак Бернара со временем распался. Впоследствии ученый нашел утешение в платонической, по всей видимости, дружбе с живой и интеллигентной замужней дамой, которая проявляла интерес к его работе.

Существует несколько биографий Клода Бернара.

Процитированный выше отрывок взят из книги: OlmstedJ.M.D., Claude Bernard: Physiologist (Cassel, London, 1939J.

 

Зачем Бойль кипятил мочу

Достопочтенный Роберт Бойль (1627–1691), однажды названный “сыном графа Корка и отцом современной химии”, действительно помог химии стать наукой. Его книга “Скептический химик”, имевшая большое влияние, недвусмысленно показывала, что количественное описание процессов Бойль решительно предпочитает качественному. Закон Бойля, связывающий давление с объемом газа, знакомый всем школьникам, был впервые опубликован в 1662 году в трактате, озаглавленном “В защиту учения об упругости и весе воздуха”. При всем этом Бойль был бесповоротно очарован алхимией. Он принадлежал к числу многих, завороженных мечтой о “философском камне” — субстанции, которая преобразует неблагородные металлы в золото. В поисках “философского камня” алхимики совершили множество важных открытий, из которых самым зрелищным было получение фосфора.

Бойль и другие были всерьез увлечены идеей “фосфоров” — этим термином обозначали все субстанции, которые светятся в темноте. Это и ignis fatuus, или “блуждающие огни”, которые предательски заманивают путников в болота, и многие живые существа: светлячки, светящийся планктон и бактерии-сапрофиты, которые питаются разлагающимися растительными и животными тканями.

Бойль, будучи холостяком, последние 25 лет своей жизни провел вместе с сестрой, леди Ранелах, в ее особняке Ранелах-хаус на улице Пэлл-Мэлл в Лондоне. В саду особняка он устроил себе лабораторию, где поставил важнейшие из своих экспериментов. Здесь же он развлекал вечерними беседами членов Королевского общества, незадолго перед тем учрежденного Карлом Вторым. В 1677 году до англичан дошли слухи о замечательном открытии, совершенном в Германии: алхимик Даниэль Крафт получил вещество, которое спонтанно воспламенялось, а в темноте светилось ровным светом. На самом деле секретом вещества поделился (за 200 талеров) с Крафтом другой алхимик, Хенниг Брандт из Гамбурга, но об этом никто не знал. Слава Крафта быстро распространилась, и в 1677 году король Карл, сам алхимик-любитель, пригласил его в Лондон продемонстрировать удивительные свойства нового элемента (хотя, разумеется, тогда фосфор элементом еще не считался). Вечером 15 сентября Крафт со своими алхимическими принадлежностями прибыл в Ранелах-хаус, где Бойль собрал членов Королевского общества. Сохранился собственный рассказ Бойля о том, что они увидели:

Окна были закрыты деревянными ставнями, — начинает он, — а свечи перед тем отнесли в соседнюю комнату; оставшись же в темноте, мы смогли насладиться следующим феноменом. Сначала Крафт извлек на свет стеклянный шар, наполненный взвесью чего-то твердого в воде — вещества было не больше, чем две-три чайные ложки, — и, однако, оно осветило всю сферу, так что она выглядела пушечным ядром, которое, раскалив докрасна, извлекли из печи. Когда Крафт встряхнул свой шар, свечение еще увеличилось, и можно было разглядеть отдельные всполохи. Когда же встряхнули другой сосуд и нектар, заключенный в нем, возник дым, который почти целиком заполнил сосуд, и было ясно видно нечто вроде вспышки молнии, весьма разреженной, что приятно меня удивило. Но затем Крафт вынес твердый ком фосфора, который, как он заявил, светится уже два года без перерыва! Крафт взял самую малость твердой субстанции и разломил на части столь малые, что я насчитал их двадцать — тридцать, затем рассыпал их в беспорядке по ковру, и там, к нашему восхищению, они сверкали весьма ярко и, более того, мерцали как звезды, но, к счастью, не нанесли вреда недешевому турецкому ковру. Затем Крафт потер поверхность фосфора пальцем, нарисовал на листе бумаги светящиеся буквы, потом намазал фосфором свое лицо и руку Бойля, так что те зловеще мерцали в темноте. От бумаги же поднимался запах, который напомнил серу и огурцы одновременно.

Несколькими днями позднее Крафт вернулся и продемонстрировал, как фосфор воспламеняется: один небольшой кусок, извлеченный из бутыли с водой, будучи обернут бумагой, заставил ее возгореться, а другой без промедления поджег кучку пороха. Бойля с коллегами это глубоко впечатлило. Бойль пожелал немедленно произвести собственные опыты с загадочным веществом, однако на просьбу оставить образец Крафт ответил отказом, а на вопрос о происхождении фосфора сказал лишь, что тот изготовлен “из некой производной человеческого тела”.

Бойль решил, что фосфор, должно быть, получен из мочи: желтая жидкость всегда распаляла воображение алхимиков, допускавших, что в ней заключена первоматерия золота. Над задачей он бился два года, пока не достиг наконец успеха. Своему ассистенту Дэниелу Билджеру Бойль велел собрать и запасти невероятные объемы мочи — для этого требовалось поработать в туалетах особняка — и выпарить из нее воду. Все оказалось впустую — как известно, фосфор содержится в моче в форме фосфатов, а эти соли весьма устойчивы.

Бойль заподозрил, что он на ложном пути и что, вероятно, Крафт подразумевал вовсе не мочу. Тогда несчастного Билджера отправили расчищать выгребные ямы. В конце концов Бойль набрел на метод Крафта и Брандта; не исключено также, что про этот метод ему рассказал старший и более опытный ассистент, немец Амброз Годфри Хэнк-виц, который навещал Брандта в Гамбурге. Ключ к отгадке состоял в том, чтобы очень сильно нагреть твердый остаток от выпаривания мочи. Когда Хэнк-виц это и проделал, реторта лопнула, однако Бойль, придя взглянуть на осколки, обнаружил, что те слабо светились.

Едва представилась возможность приготовить достаточное количество чистого фосфора, Бойль проделал с ним множество любопытных экспериментов, но опубликовал только малую часть результатов. Работу про приготовление фосфора он передал в Королевское общество запечатанной, чтобы ту вскрыли и предали огласке только после его смерти. Причины такой таинственности неясны. В статье, вышедшей уже после смерти ученого, в 1694 году, приводятся все подробности процесса, а заканчивается она описанием увиденного Бойлем и ассистентами в конце нагрева:

Тем временем из реторты в приемный сосуд перетекли в изрядном количестве белые пары, подобные тем, какие образуются при дистилляции витриолева масла (серной кислоты); когда же пары осели и в приемном сосуде прояснилось, за ними вскоре последовали другие — которые, казалось, подсвечивают приемник слабым белым светом, как если погрузить фитиль в серу. И наконец, когда огонь уже неистовствовал, перетекло и другое вещество, увесистей всех прежних, как можно было заключить, поскольку оно, проходя сквозь воду, опускалось на дно приемного сосуда. Будучи оттуда извлечено (хотя часть его и осталась на дне), оно, судя по ряду эффектов и иных феноменов, оказалось именно тем веществом, которого мы желали и ожидали.

Хэнквиц впоследствии принялся поставлять фосфор — куда более чистый, чем у Крафта — в лаборатории Европы (этот бизнес оказался весьма успешным). Бойль считал, что найдется множество способов употребить новое вещество: в освещении домов, в фонарях для подводных исследований и даже в светящихся циферблатах. В числе первых вещей, изготовленных с применением фосфора, были спички, однако их производство выявило сильную токсичность фосфора: рабочих, одного за другим, поражала мучительная и обезображивающая болезнь — фосфорный некроз нижней челюсти.

Ирония судьбы: во время Второй мировой войны Гамбург разрушили зажигательные бомбы на основе фосфора — вещества, которое открыли именно в этом городе.

Madison R.E.W., The Life of Honorable Robert Boyle FRS (Taylor and Francis, London, 1969). История про Бойля и фосфор весьма занимательно изложена в книге: Emsley John, The Shocking History of Phosphorus: A Biography of the Devil’s Element (Macmillan, London, 2000).

 

Физик в роли коммивояжера

С появлением ускорителей, или коллайдеров, которые разгоняют частицы почти до скорости света и сталкивают их друг с другом, экспериментальная физика начала меняться. Цена этих устройств была весомой даже в масштабах государственных бюджетов, и нужно было быть человеком с безграничной, если не фанатической, самоуверенностью, чтобы возглавить такой проект и повести за собой команду из сотен людей. Руководитель возлагал на себя обязанности рекламщика и агента по продажам, а большая часть его работы проделывалась в пути, во время командировок. При такой фантастической загрузке интриги против лабораторий-конкурентов становились столь же важным делом, как и успех самого эксперимента. “Это поколение физиков высоких энергий, — с точки зрения Марти Перла, одного из ведущих ученых в физике элементарных частиц, — могло бы преуспеть и в розничной торговле одеждой” Одним из самых ярких представителей породы ученых-дельцов был итальянец Карло Руббиа, работавший в Чикаго и в CERN, общеевропейском научном центре в Женеве. Вот рассказ, свидетельствующий о том темпе, в котором эти люди обычно работают:

Одной сотруднице CERN пришлось пару недель подряд ждать, пока у Руббиа найдется для нее несколько свободных минут, чтобы обсудить некую невероятно важную физическую проблему. Руббиа тоже считал эту проблему важной, но в то время метался по всему миру, появлялся и исчезал, однако женщина не теряла надежды.

В конце концов однажды утром Руббиа ей позвонил. Она подняла трубку и услышала: “Теперь у меня есть ровно двадцать минут, чтобы поговорить о вашей работе”. Как славно, подумала она, бросила трубку и за десять секунд домчалась до кабинета Руббиа — только чтобы обнаружить, что дверь заперта. Тогда она повернулась к секретарю Руббиа и спросила: “Дверь у Карло закрыта?” — “Совершенно верно, — отвечал секретарь, — Карло звонил из аэропорта Цюриха”.

Тем временем Руббиа набрал секретаря снова: “Что, черт возьми, творится с этой дурой? Я звоню ей, хочу поговорить о ее работе, а она бросает трубку!”

Увлекательный рассказ о физике высоких энергий и обо всем, что с ней связано, имеется в замечательном репортаже из книги: Taube Gary, Nobel Dreams: Power, Deceit and the Ultimate Experiment (Random House, New York, 1986), откуда и позаимствован фрагмент.

 

Беспокойный месье Леблан

Софи Жермен (1776–1831) оставила яркий след в математике. Среди ее достижений — фундаментальное исследование по теории упругости. Она родилась в культурной буржуазной семье. Ее университетом стала библиотека отца, и именно там она прочитала историю про Архимеда и про его смерть от рук римского солдата. С этого дня древнегреческий ученый стал ее любимым героем, а математика — ее призванием. Довольно скоро родительская библиотека уже не могла удовлетворять ее любознательный ум, и тогда Жермен решила учиться дальше, переписываясь с лучшими математиками того времени. Самым верным из ее друзей стал француз Адриен Мари Лежандр: в многочисленных письмах они обсуждали самые разнообразные темы — от теории чисел до топологии. Другим ее корреспондентом был выдающийся немецкий математик Карл Фридрих Гаусс.

Слава Гаусса тогда гремела по всей Европе. Его отец, каменщик из Брауншвейга, хотел, чтобы сын пошел по его стопам, однако мальчик уже в три года мог указать ему на ошибки в расчетах, а к десятилетнему возрасту освоил такие фундаментальные алгебраические понятия, как биномиальная теорема и бесконечные ряды. Неудивительно, что проницательный школьный учитель сумел переубедить отца и более того — представил мальчика герцогу Брауншвейгскому, который и занялся его обучением. Еще задолго до окончания школы Collegium Carolinum он успел совершить первое из множества своих математических открытий.

Гаусс был человеком раздражительным и в переписку вступал неохотно, поэтому когда Софи Жермен, сочтя за благо скрыть свой пол, написала ему от имени некого месье Леблана, она получила лишь небрежную и запоздалую отписку. Но стоило Гауссу узнать, что “месье Леблан” — женщина, он туг же воодушевился. Произошло это при таких курьезных обстоятельствах: в 1806 году войска Наполеона вторглись в Пруссию и в битве при Йене нанесли противнику сокрушительное поражение, так что большая часть страны оказалась у них в руках. Вспомнив, как погиб Архимед, Софи Жермен испугалась, что Гаусса в Брауншвейге ждет та же участь. Наполеоновской артиллерией в Пруссии командовал друг их семьи, генерал Пернети, и она поведала ему о своих опасениях. В город, который войска уже заняли, генерал отправил батальон под командованием некоего Шанталя: батальону надлежало проскакать 200 миль, найти и взять под свою защиту великого ученого. Шанталь исполнил приказ и, найдя Гаусса, отрапортовал, что тот жив и что никто на него не покушается. От Пернети Гаусс и узнал, кто такой на самом деле месье Леблан, и отправил Софи Жермен теплое письмо.

В этом месте было бы уместно сообщить, что затем завязалась плодотворная переписка, но — увы — Гаусс очень быстро охладел к своей французской коллеге. Однако Софи Жермен интереса к математике не потеряла и продолжала плодотворно трудиться на этой ниве.

Bucciareîii Louis М. and Dworsky Nancy, Sophie Germain: An Essay in the History of the Theory of Elasticity (D.Reidel, London, 1980).

 

Император и ученый

Известно, что Наполеон всячески покровительствовал наукам. Он опекал ведущих французских ученых, а кое-кто из светил — к примеру, математик и физик Гаспар Монж и химик Клод Луи Бертолле — даже удостоился чести участвовать в его египетской кампании. Себя и своих зарубежных коллег французские ученые считали гражданами мира. Поэтому, скажем, Гемфри Дэви дали проехать без затруднений через всю Францию в самый разгар Наполеоновских войн. О том, как Наполеон воспринимал людей науки, можно составить представление из следующего случая.

Дженнера (1749–1823) помнят как первооткрывателя вакцины от оспы, но он также внес большой вклад в зоологию (описал, например, жизненный цикл кукушки) и палеонтологию. Томас Джефферсон, ознакомившись с работами Дженнера про оспу, писал ему: “Из перечня человеческих страданий Вы вычеркнули одно из величайших. Пусть же Вас согревает мысль, что Человечество никогда про Вас не забудет” Дженнера, сельского доктора из Беркли, графство Глостершир, поразило, что к оспе удивительно устойчивы доярки. Бродил слух, что стоит переболеть коровьей оспой, которая у людей протекает мягко, — и обычной оспой уже не заболеешь. Когда в 1796 году оспой заразилось местное стадо коров, Дженнер не упустил возможность поставить эксперимент, крайне сомнительный с точки зрения этики. Он отыскал подхватившую болезнь доярку (ее звали Сара Нелмс) и уколол пустулу у нее на руке своим ланцетом. При помощи этого ланцета он инфицировал юношу по имени Джеймс Фиппс, а спустя несколько недель заразил его обычной оспой. Фиппс выжил, и за счита-ные годы прививки от оспы стали привычным делом.

Вирус коровьей оспы, как нам теперь известно, связан с возбудителем обычной оспы. Луи Пастер впоследствии ввел термин “вакцинация”, отсылающий к Дженнеру с его доярками и коровами (корова на латыни — vacca, а по-французски — vache). Впрочем, разными способами вакцинации пользовались и задолго до Дженнера, еще в древности, а о том, как используют прививки от оспы в Турции, рассказала приехавшая из Константинополя леди Мэри Уортли Монтагю (1689–1762), жена британского посла. Она сумела привить от оспы собственных детей, но ее саму болезнь не обошла стороной и обезобразила, лишив даже бровей. Более того, за двадцать лет до опытов Дженнера крестьянин из Дорсета по имени Бенджамин Джести “решительно испробовал коровью оспу на жене и детях” Так или иначе, но опыты Дженнера изгнали по большей части оспу из Европы и принесли ему заслуженную славу:

Всемирная слава Дженнера творила чудеса. Так, ему во время войн удавалось даже вызволять из плена отдельных особо достойных граждан Великобритании. Известнейшим среди спасенных был граф Ярмутский. По его поводу Дженнер направил в Национальный институт Франции такое письмо: “Науки никогда не воюют… Позвольте же мне ходатайствовать об освобождении лорда Ярмута” В 1805 году Дженнер напрямую попросил Наполеона, чтобы двоим его друзьям, мистеру Уильяму Томасу Уильямсу и доктору Джону Викэму, людям науки и искусства, позволили вернуться в Англию. Если верить Барону, известному биографу Дженнера, Наполеон тогда воскликнул: “Дженнер! Ах, этому человеку мы ни в чем не можем отказать”. Дженнер приложил руку и к освобождению сэра Джорджа Синклера, арестованного в Гёттингене по подозрению в шпионаже. Помимо помощи англичанам, задержанным в континентальной Европе, Дженнер выдавал путешественникам особые сертификаты, где говорилось, что их обладатели лично с ним знакомы и путешествуют во благо науки, здравоохранения и тому подобных дел, не имеющих к войне никакого отношения. Это, по его мнению, гарантировало, что те останутся на свободе и будут надежно защищены от посягательств на их жизнь.

Конспект лондонской лекции взят из Nature, 144, 278 ("1939/ С биографией Дженнера можно ознакомиться, например, здесь: Fisher R.B., Edward Jenner, 1749–1823 (Deutsch, London, 1991).

 

Человек принципа

Джон Эденсор Литтл вуд (1885–1977) — один из самых значительных математиков XX века. Увлеченность наукой не покидала его почти до самой смерти. В 89 лет здоровье Литтлвуда серьезно ухудшилось, и он попал в кембриджский дом престарелых, где, как казалось, утратил всякий интерес к жизни. Его молодой друг, Бела Боллобас, навестил его и попытался увлечь новой математической задачей:

И вдруг Литтлвуд заинтересовался. Он пожелал узнать подробности и даже смог самостоятельно прочесть несколько вводных глав специальной монографии! Все это в возрасте 89 лет и при плохом самочувствии.

Эта история свидетельствует, что умственная работа восстанавливает силы. Боллобас отмечает, что Литтлвуд занялся той задачей всерьез; увы, результаты были опубликованы только после его смерти.

Рассказ Боллобаса можно найти в его предисловии к мемуарам Литтлвуда, где, среди прочего, имеется и поучительная история про русского математика Андрея Андреевича Маркова:

Некто, казалось, провалил защиту диссертации, но другие члены комиссии сошлись на том, чтобы признать защиту состоявшейся. Марков собирался прочесть соискателю целую лекцию о чудовищности его выступления, однако позволил мнению остальных взять верх. На смертном одре он сообщил, что никогда не мог простить себе этой слабости, и она омрачила его уход.

Littlewood’s Miscellany (Cambridge University Press, Cambridge, 1986).

 

Украденное изобретение

Доминик Франсуа Жан Араго (1786–1853), едва выйдя из юношеского возраста, стал лидером французской научной элиты и влиятельным политиком. В Академии наук он мастерски управлял расстановкой сил, следя за тем, чтобы новыми академиками становились самые заслуженные, а не те, чей покровитель влиятельней. На трех выборах подряд Араго расстраивал планы инженера-гидравлика Пьера Симона Жирара: всякий раз его опережал кандидат, которому Араго благоволил. За каждым таким кандидатом значились выдающиеся достижения, и их имена легко отыскать в нынешних учебниках. Во второй раз Жерара обошел на выборах Симеон Дени Пуассон (автор пуассоновского распределения в статистике и важных работ по теории упругости). Его выдвинул маркиз Пьер Симон де Лаплас, прославленный физик и математик, но добиться избрания Пуассона было (по политическим причинам) непростой задачей.

Коллеги Пуассона отличались исключительным долголетием, десятилетиями на отделении геометрии не появлялось ни одного вакантного места. Поэтому Лаплас решил, что Пуассону следует баллотироваться по отделению физики. Всю свою жизнь Пуассон держался от каких бы то ни было физических приборов на расстоянии пушечного выстрела, что, пожалуй, было весьма благоразумно: он был неуклюж, и приборам от него наверняка не поздоровилось бы. И вот Лаплас и Араго тайно сговорились, как убедить академиков и провести Пуассона по отделению физики. Как они добились цели, лучше всего иллюстрирует следующий разговор между Жаном Батистом Био, другом Араго и участником того совещания, и астрономом Алексисом Буваром. Встретившись с ним на обсерваторской аллее на следующий день (после совещания), Био спросил, за кого тот собирается голосовать. “За Жирара”, — мгновенно ответил Бувар. “Вы ошибаетесь, — возразил Био, — вы будете голосовать за Пуассона. Месье Лаплас попросил меня сообщить вам об этом” Для Бувара воля Лапласа была приказом, и он распорядился своим голосом как следовало.

Био, знаменитый физик, числился на отделении геометрии, и в последующие годы из раза в раз просил, чтобы их с Пуассоном поменяли местами, однако такой логичный ход противоречил обычаям Академии.

Со временем дружба Био и Араго дала трещину. Био, как полагали, завидовал успехам младшего коллеги в делах научных, политических и общественных, поскольку сам не мог похвастаться ни добродушием, свойственным Араго, ни сопоставимым авторитетом.

Когда Араго занял пост непременного секретаря Академии, он стал ее авторитарным правителем, и все же академики по-прежнему ему доверяли. О силе неприязни, которую они с Био испытывали друг к другу, можно судить по примечательному эпизоду, который не делает Био чести. Так случилось, что однажды в среду физики вышли одновременно из Бюро долгот. Проходя по улице Сен-Жак, Араго начал излагать принципы работы фотометра, только что изобретенного им прибора для измерения яркости света. Био отнесся к рассказу с недоверием, и, когда они поравнялись с церковью Сен-Жак-дю-Го-Па, Араго извлек из кармана ключи и нацарапал на ближайшей колонне чертеж, чтобы его мысль стала понятней.

В понедельник начиналась сессия Академии, и Био вызвался произнести речь. Услышанное привело Араго в замешательство: Био принялся объяснять, приписав изобретение себе, устройство фотометра, идеей которого Араго поделился с ним пятью днями ранее. Араго попытался его прервать, но Био спокойно продолжал. Закончил он тем, что изобразил на доске ту самую схему, которую Араго нацарапал на колонне церкви. Это было уже слишком, поэтому Араго вскочил с места и прокричал: “Это в точности тот рисунок, который я нарисовал, чтобы преодолеть ваше недоверие к принципу, который вы теперь выдаете за свой”. Био отвечал, что такого разговора не помнит. Араго тем временем потребовал, чтобы собрание немедленно отправило двоих секретарей в церковь Сен-Жак-дю-Го-Па, чтобы, отыскав указанную им колонну, те вернулись с докладом. Так и поступили. Био не дождался возвращения посыльных — он покинул здание Академии и не появлялся в ее стенах еще два года.

Много лет спустя Био яростно воспротивился идее Араго допускать публику на собрания Академии. Это, утверждал Био, возбудит в ученых непристойное тщеславие, лишит научные дискуссии блеска, а психическое состояние старейших из академиков, которых уже не стоит показывать публике, только смутит молодежь. Араго по крайней мере добился, чтобы в зал пускали журналистов — им отвели отдельную скамью.

Араго, несомненно, было не привыкать к ссорам. Он даже умудрился возбудить гнев англичан, когда, издав биографию Джеймса Уатта, которым восхищался, выступил в Глазго и в Эдинбурге. Араго сделали почетным гражданином Глазго, и перед выступлением его представлял лорд Бругэм, известный политик. Уатту Араго приписал не только изобретение парового двигателя, но также и выяснение химического состава воды. Такое утверждение (разумеется, ложное) вызвало гнев Королевского общества, члены которого прекрасно знали, что это открытие совершил не шотландец, а англичанин — достопочтенный Генри Кавендиш. Араго обвинили в том, что политические убеждения для него важнее объективности и что поэтому он ставит гений Уатта, простого шотландца, рабочего-практика, выше напряженной умственной работы аристократа Кавендиша. Королевское общество потребовало, чтобы Араго отказался от своих слов, и это требование было удовлетворено.

Подробности большей части событий, описанных выше, можно найти в книге: Daumas Maurice, Arago: La Jeunesse de la Science, 2 nd edn (Belin, Paris, 1987).

 

Иезуиты и бомба

Иезуиты всегда проявляли интерес к науке. Братьями этого ордена были многие знаменитые астрономы и астрофизики, и не так давно в Ватикане даже была создана астрофизическая лаборатория — наверно, в надежде дождаться откровений от небес.

В 1896 году отец Фредерик Оденбах из Иезуитского колледжа Святого Игнатия в Клевеленде, штат Огайо, заинтересовался метеорологией. Но уже через год его научные аппетиты потребовали большего, и он переключился на сейсмологию. Он сам сконструировал сейсмограф и приступил к наблюдениям. Через несколько лет работы святого отца посетило озарение: орден иезуитов обосновался чуть ли не во всех странах, а его представительства поддерживают между собой связь. Почему бы тогда не организовать сеть сейсмологических станций по всему миру и не регистрировать движения земной коры повсеместно?

В 1909 году отец Оденбах разослал во все иезуитские колледжи Северной Америки письмо с просьбой о помощи. “Если каждый из множества наших колледжей затратит немного усилий, — писал он, — мы совершим великий прорыв в сейсмологии”. Вскоре в иезуитских колледжах, разбросанных по территории США и Канады, действовали уже 18 сейсмографов. Однако война и невзгоды, которые она с собой принесла, сделали свое дело, и проект приостановился до 1925 года, когда уже другой иезуит, отец Джон Макелвейн, профессор геофизики в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури, возродил это начинание. Сейсмологические станции иезуитов появились в Австралии, Англии, Боливии, Венгрии, Гренаде, Испании, Китае, Колумбии, Ливане, а также на Кубе, Мадагаскаре и Филиппинах. Существование сети поначалу особо не афишировали, опасаясь, что пойдут слухи — якобы орден замышляет всемирный заговор. Однако энтузиастов проекту хватало, и, когда его рост столкнулся с неизбежной нехваткой денег, участники начали с профессиональным рвением рекламировать свою затею.

В 1954 году затею иезуитов ждал успех: некто отец Рейнбергер из Сиднея обнаружил на ленте сейсмографа небольшой всплеск, который по времени совпал со взрывом водородной бомбы на атолле Бикини в Тихом океане. Иезуитским станциям по всему миру было приказано сверить показания приборов, и оказалось, что зафиксированы все четыре этапа недавних термоядерных испытаний. Так начался всемирный мониторинг атомных взрывов. Взрывы отличались одной полезной для геофизиков особенностью: выяснилось, что каждый раз, когда бомбу приводят в действие, часы показывают в точности пять минут нового часа, поэтому наблюдатели могли подготовиться к взрыву заранее и следить в реальном времени за тем, как сейсмическая волна проходит по земному шару, ослабевая по пути. Однако, как и следовало ожидать, геофизикам отказали в просьбе взрывать водородные бомбы в удобное им время.

Wood Robert Muir, The Dark Side of the Earth (Allen and Unwin, London, 1985).

 

Хорьки и вирусы гриппа

Изучение вирусов обычной простуды и гриппа стало возможным только тогда, когда штамм первого такого вируса был выведен в лаборатории. Риновирусы, как их принято называть, долгие годы сопротивлялись попыткам ученых проделать что-нибудь подобное. Успеха в конце концов добились сотрудники лондонского Национального института медицинских исследований.

Они перепробовали все известные подходы, пытаясь заразить человеческим гриппом самых разных животных — морских свинок, мышей, кроликов, хомяков, ежей и обезьян — при помощи жидкости, которой промывали горло больные, и биоматериала легких, извлеченного при вскрытии жертв болезни. Эти препараты вводились в брюшную полость, мозг и семенные железы, но все оказывалось впустую.

В 1933 году Уилсон Смит решил поэкспериментировать с хорьками, которых держали в лаборатории для другого исследования, посвященного собачьей чумке. Смиту пришла в голову мысль — теперь, задним числом, это кажется абсолютно очевидным — вводить вирусосодержащие препараты через нос. Один из коллег Смита тогда как раз заболел гриппом, и ученый закапал в нос двум хорькам жидкость, которой его сотрудник промывал горло. Уже через несколько дней в лабораторном журнале появилась запись: “Хорек номер один выглядит удручающе: вокруг носа слабые выделения, предположительно гнойные; глаза тоже влажные и слезятся”. Со вторым хорьком вскоре случилось то же самое. Довольно скоро Смит заболел гриппом и сам: заразился, когда хорек чихнул ему в лицо. Вирус, найденный в горле ученого, как и следовало ожидать, был того же типа, что и вирус в организме хорьков, и отличался от вируса, который той зимой распространялся среди людей. Так было установлено, что грипп передается от хорьков к человеку и от человека к хорькам, а так называемый вирус WS-типа сделался классическим объектом для изучения гриппа.

История скомпилирована из рассказов разных людей, которые молено найти в The Lancet, ii, 66 (1933J; Nature, 207,1130 (1966); Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 12, 479 (1965J.

 

Оценка истинного мужчины

Сесилия Пейн-Гапошкина (1900–1979) была великолепным астрономом и, несомненно, добилась бы большего, когда бы ее коллеги-мужчины не испытывали к женщинам-ученым такой острой неприязни.

Поступив в Кембридж сразу после Первой мировой войны, Пейн сначала собиралась стать биологом, а физика для нее была всего-навсего одной из дисциплин, включенных в экзамен на получение отличия по естественным наукам. Но в конце концов она попала в Кавендишскую лабораторию, проникнутую духом женоненавистничества. Особенно этим отличался Эрнест Резерфорд, на лекциях которого ей как единственной женщине полагалось сидеть на переднем ряду и выслушивать его издевательства.

Лабораторный практикум был территорией доктора Сирла — он, этакая неуравновешенная бородатая Немезида, посеял ужас в моем сердце. Если кто-нибудь совершал промах, он тут же велел провинившемуся “встать в угол”, как непослушному ребенку. Студенток он терпеть не мог. Сирл заявлял, что они дурно влияют на магнитные установки, и не раз я слышала, как он кричит: “Выйдите и снимите свои корсеты” — этим приспособлением в те времена пользовались большинство девушек, а тогда сталь как раз начала вытеснять китовый ус, из которого каркасы корсетов делались прежде. Несмотря на все свои выходки, Сирл блестяще обучил нас точным измерениям и обработке данных.

Прозрение пришло к Сесилии Пейн однажды вечером, когда, по ее словам, перед ней внезапно распахнулась дверь в новый мир:

В большом зале Тринити-колледжа должна была состояться лекция. Профессор Эддингтон собирался огласить результаты своей экспедиции в Бразилию (так написано у Пейн), предпринятой по поводу затмения 1918 года. Четыре приглашения на лекцию раздали студентам Ньюнхем-колледжа, и (по чистой случайности — просто один из моих друзей не смог пойти) одно досталось мне.

Большой зал был переполнен. Докладчик оказался стройным и смуглым молодым человеком. Он говорил, совершенно не глядя на публику, как-то отрешенно, словно для себя. При этом он кратко, доступным языком изложил суть теории относительности — и едва ли кто-либо справился бы с этим лучше него; рассказал про сжатие Лоренца — Фитцджеральда (известный релятивистский эффект), про эксперимент Майкельсона — Морли (измерение скорости света) и про выводы, следовавшие из него (в частности, устранение из физики понятия эфира, в строгом согласии с теорией Эйнштейна). Затем он перешел к смещению изображений звезд вблизи солнечного диска, которое предсказал Эйнштейн, и сообщил, как он проверял это предсказание.

После той лекции вся картина мира, существовавшая в моем сознании, полностью преобразилась. Я была потрясена — выходит, всякое движение относительно! Вернувшись к себе в комнату, я обнаружила, что могу по памяти записать лекцию, слово в слово… Кажется, потом я не спала три ночи подряд. Мой мир встряхнули с такой силой, что я пережила нечто похожее на нервное расстройство.

После той знаменательной лекции Сесилия Пейн погрузилась в астрономию с головой. Каждую книгу на эту тему, которую удавалось найти в библиотеке, она жадно прочитывала, а гигантский труд Анри Пуанкаре под названием “Космогонические гипотезы” стал для нее, как отмечала Пейн, постоянным источником вдохновения:

В обсерватории намечалась ночь открытых дверей. Я села на велосипед и, проехав Мэдинглей-роуд, увидела толпу, окружившую телескоп Шинкшенса — забавный инструмент, который, по словам Уильяма Маршалла Смита (астронома Лондонской обсерватории), “совмещал в себе все недостатки рефракторов и рефлекторов, вместе взятых”… Грубоватый, но благодушный Генри Грин, второй помощник астронома, настроил телескоп. И вот уже я рассматриваю двойную звезду, компоненты которой различаются цветом. “Как такое может быть, — спросила я, — если их возраст одинаков?” Грин не нашелся, что ответить, а когда я вконец доняла его расспросами, окончательно сдался. “Я, пожалуй, оставлю вас за главного”, — сказал он и убежал вверх по лестнице. К тому времени он успел навести инструмент на спиральную туманность Андромеды. Я принялась разглагольствовать о ней (да простит Господь мою самоуверенность!), стоя с маленькой девочкой на руках и показывая ей, куда глядеть. Тут я услышала мягкий смешок за спиной и, обернувшись, увидела Эддингтона.

Как выяснилось, Генри Грин заявился к нему в “профессорский кабинет” и попросил помочь. Он сказал: “Там одна женщина задает вопросы”. Мой час настал, и таким случаем нельзя было не воспользоваться. Я выпалила, что мечтаю стать астрономом. Интересно, тогда или все-таки потом он произнес фразу, которая впоследствии помогла мне пережить множество отказов: “Я не вижу непреодолимых препятствий этому”. Тогда я поинтересовалась, что мне следует прочесть. Он упомянул несколько книг, и я поняла, что все их уже прочла. Поэтому он порекомендовал мне Monthly Notices ("“Ежемесячные записки”) и Astrophysical Journal (“Астрофизический журнал”). Их можно было найти в библиотеке обсерватории, которой, как он заявил, я теперь смогу беспрепятственно пользоваться. Перефразируя надпись на могиле у Гершеля, он открыл мне двери Царствия Небесного.

Энтузиазм и целеустремленность Сесилии Пейн заслужили уважение среди кембриджских астрономов. Вот как она познакомилась с одним из самых известных среди них:

Как-то днем я подъехала на велосипеде к Солнечной обсерватории; у меня в голове вертелся один вопрос. Там я увидела молодого человека, чьи светлые волосы ниспадали на глаза: сидя на крыше одного из зданий, он пытался ее отремонтировать. “Я приехала спросить, — прокричала я ему, — почему эффект Штарка (расщепление линий спектра в электрическом поле) не наблюдается в звездных спектрах?” Он слез с крыши и представился Эдуардом Артуром Милном, вторым человеком в обсерваторской группе. Позже он стал моим хорошим другом и вдохновлял меня своим примером. Но он не знал ответа на вопрос, который продолжал меня занимать.

Несмотря на поддержку Милна и Эддингтона, Сесилия Пейн не могла проникнуть в удушливый мир британской астрономии, и поэтому она отправилась в Америку, в Гарвард, где достигла карьерных высот. Самая знаменитая из ее работ посвящена химическому составу Солнца. Она показала, что общепринятая интерпретация линий в солнечном спектре — согласно которой в глубинах Солнца скрываются огромные запасы железа — неверна. Солнце, как ей удалось выяснить, состоит главным образом из водорода, а остальное — гелий. Этот результат, изложенный в ее докторской диссертации, был для гарвардской академической элиты тогда слишком революционным и вызывал только насмешки, особенно со стороны предводителя американских астрономов, высокопарного и могущественного Генри Норриса Рассела.

Но прошло несколько лет, и выводы Сесилии Пейн были подтверждены и приняты большинством ученых. Из ее работ вытекал простой ответ на вопрос, откуда у Солнца практически неисчерпаемый источник энергии. Этот источник энергии — термоядерная реакция. Теоретический анализ, подтвердивший правоту Пейн, проделал не кто иной, как сам Рассел. Наконец он стал воспринимать ее всерьез — но, разумеется, так и не извинился за прежнее недоверие. Руководство Гарварда не сочло нужным хоть как-нибудь облегчить жизнь автору громкого открытия, и, несмотря на масштабы ее достижений, Пейн загрузили преподаванием настолько, что она была вынуждена практически прекратить свои исследования. Ею восхищались как преподавателем, и в конце карьеры она успела поучаствовать в одном научном проекте со своей дочерью, которая вслед за ней увлеклась астрономией — правда, уже наступила более просвещенная эпоха. К тому времени сама Сесилия Пейн стала профессором, главой астрономического факультета Гарварда. Ее мужем был астроном из России, Сергей Гапошкин — она познакомилась с ним в Европе, когда ему решительно не везло. В конце концов он нашел место на ее факультете в Гарварде. Он так никогда и не стал кем-то большим, чем ассистент собственной жены, и, как рассказывают, однажды заметил, бессознательно преувеличивая: “Сесилия даже более великий ученый, чем я”.

В своих воспоминаниях Сесилия Пейн советует тем, кто стремится стать ученым:

Молодые люди, а особенно молодые девушки, часто спрашивают у меня совета. Вот он — valeat quantum. Не стоит искать научной карьеры ради славы или денег. Есть более легкие пути добиться и того и другого. Идите в науку, только если ничто иное вас не удовлетворяет; потому что ничего иного, кроме собственного удовлетворения, вы и не получите.

Процитированные отрывки взяты из книги: Payne-Gaposchkin Cecilia, ed. Katherine Harramundanis, An Authobiography and Other Recollections (Cambridge University Press, Cambridge, 1984). Cm. также: Greenstein George, Portraits of Discovery (Wiley, New York, 1998) (автор последней книги — астроном).

 

Дары моря

Открытие анафилаксии — поворотная точка в истории иммунологии. Это явление — отклик (часто в форме смертельного исхода) организма с повышенной чувствительностью на ничтожные дозы раздражителя (им может стать укус пчелы, укол пенициллина, мясо моллюска или орех) — связано с именем Шарля Рише (1850–1935), чьи исследования на эту тему начались на борту яхты принца Монако Альберта Первого.

Принц, монарх-реформатор, превративший убогий средиземноморский рыбный порт в процветающее демократическое государство, всерьез увлекался биологией моря. На яхте он организовал богато оборудованную биологическую лабораторию и потому часто приглашал друзей-биологов составить ему компанию в круизах. Одним из таких его ученых друзей и был Рише, в то время профессор физиологии в Сорбонне, который уже несколько лет занимался проблемой иммунизации. Он заметил, что собаки, если им несколько раз подряд ввести сыворотку чужой крови, заболевают и иногда гибнут. Еще тем летом на борту яхты присутствовал другой ученый, тоже друг принца Поль Портье — физиолог и впоследствии профессор Океанографического института в Париже. Во время круиза на яхте принца Монако Альберт и Г. Рикар предложили Рише и П. Портье заняться токсическими свойствами физалии (“португальского кораблика”, как ее называют биологи), обнаруженной в Южном море. Опыты, проведенные на борту яхты принца, показали, что водно-глицериновый экстракт из щупалец физалии чрезвычайно токсичен для уток и кроликов. По возвращении во Францию Рише не удалось добыть ни одной физалии, и он решил для сравнения исследовать щупальцы актиний — у них с физалиями много общего, а кроме того, их проще найти.

Рише, очевидно, впечатлила невероятная токсичность яда, полученного им и Портье из морских даров, и, вероятно, он задался вопросом, а не связано ли это с эффектом повышения чувствительности, который еще задолго до того привлек его внимание. Как бы там ни было, он решил иммунизовать животных токсином и посмотреть, что из этого выйдет. На этот раз они с Портье приготовили экстракт яда из щупалец морской анемоны и испытали его на собаках. Позже Рише рассказывал:

Пытаясь определить смертельную дозу, мы вскоре выяснили, что первые дни ее величина сильно колеблется, и только потом цифры становятся осмысленными. Некоторые собаки оставались живы на четвертый и даже на пятый день, а то и позднее. Тех, кого исходная доза не убила, мы решили оставить для повторных испытаний, но прежде дождаться, пока они полностью выздоровеют. И тут случилось непредвиденное: у выживших собак выработалась невероятная чувствительность к яду, и они погибали спустя считаные секунды после введения самых малых количеств препарата.

Рише и Портье описывают агонию несчастного пса по имени Нептун, который на 26-й день после прививки умер от укола через 25 минут. Поразивший экспериментаторов результат, как они догадались, объясняет происхождение аллергических реакций у человека. Продолжать эту работу Рише пришлось в одиночку, и Нобелевская премия 1913 года по физиологии и медицине досталась ему одному.

Удивительное дело — позже он увлекся парапсихологией, и мошенникам-медиумам, которые тогда наводнили Париж, ничего не стоило надуть этого нобелевского лауреата.

За подробностями стоит обратиться, например, к книге: Foster W.D., A History of Medical Bacteriology and Immunology (Heisemann, London, 1970).

 

Радон и алхимия

Эрнест Резерфорд, только получивший первое в своей жизни место профессора — в канадском Университете МакГилла — нанял на работу химика Фредерика Содди (Содди родился в Истбурне в 1877 году) в надежде, что тот поможет ему разобраться с анализом радиоактивных веществ. В1901 году они вместе совершили ошеломляющее открытие: радиоактивный металл торий при самопроизвольном распаде порождает радиоактивный газ — новый неизвестный элемент. Содди удалось собрать достаточное количество этого газа, чтобы сжижить его и показать, что тот своим поведением напоминает инертный газ аргон. Эту “эманацию тория” впоследствии назовут радоном.

Мной овладело нечто большее, чем радость, — я не могу это толком выразить: нечто вроде экзальтации, смешанной с чувством гордости, что именно я, единственный из химиков всех времен, был избран открыть естественную трансмутацию.

Хорошо помню, как застыл на месте, будто меня пригвоздило, от осознания колоссальной важности произошедшего, и выкрикнул — или это мне только померещилось? — “Резерфорд, это же трансмутация: торий распадается и трансмутирует в аргон!”

Слова, казалось, вырывались мгновенно и сами собой, как если бы приходили откуда-то извне.

Резерфорд только прикрикнул на меня с обычной для него беззаботностью: “Ради всех святых, Содди, не называй это трансмутацией. Нас примут за алхимиков и оторвут нам головы. Ты ведь знаешь, что это за люди".

Вслед за этим он принялся вальсировать по лаборатории, распевая громоподобным голосом: “Впееред, солдаты-хо-хо-христиане!”, и песню ту было проще угадать по словам, чем по мелодии.

Предупреждение было мудрым: публичное заявление первооткрывателей стало сенсацией. По свидетельству другого сотрудника Резерфорда, A.C. Рассела, в Глазго вскоре объявилась компания, которая обещала заняться превращением свинца в ртуть и в золото. Содди позже писал:

Природа время от времени коварно подшучивает над нами: когда задумываешься о сотнях и тысячах алхимиков прошлого, корпевших годами над своими печами, дабы превратить один элемент в другой, неблагородный металл в благородный, и умиравших, так и не дождавшись награды за свои труды, понимаешь, что это истинное чудо — то, что случилось тогда, в Мак-Гилле. Ведь уже во время первого моего эксперимента мы были удостоены чести увидеть на примере тория, как процесс трансмутации происходит сам собой, не встречая сопротивления, безостановочно и неизменно! С этим ничего нельзя поделать. Человек не в силах повлиять на силы Природы.

За открытие радиоактивных превращений Резерфорда в 1908 году наградили Нобелевской премией по химии, что изрядно его позабавило, поскольку, как он едко отмечал, его собственное превращение из физика в химика произошло мгновенно. Содди же, в отличие от Резерфорда настоящий химик, навсегда остался обижен тем, что его обошли — и вниманием, и наградой.

Впоследствии были найдены и другие радиоактивные эманации: все они обладали похожими свойствами, но слегка отличались атомным весом. Разумеется, это был один и тот же элемент, у которого варьировалось только число нейтронов в ядре — и, как следствие, вес. Существование нескольких разновидностей одного и того же элемента, с разным атомным весом, но одинаковыми химическими свойствами прояснило некоторые загадки, над которыми билось не одно поколение химиков. Содди назвал эти разновидности изотопами, и за их открытие все-таки был награжден Нобелевской премией по химии. Случилось это в 1921 году. Что удивительно, награда эта не сильно умерила его горечь по поводу выказанного ему прежде пренебрежения. К тому времени его назначили главой кафедры физической химии в Оксфорде, но на этом посту он вовсе не благоденствовал. Его планы реформировать исследовательскую работу и преподавание натолкнулись на сопротивление преподавателей колледжа. Содди овладели хандра и глубокое уныние. Он больше не занимался научной работой, и его кафедра теряла свои позиции в университете. Тогда Содди увлекся построением универсальной теории денег и другими столь же бесплодными делами. Наконец в 59-летнем возрасте он покинул университет и, окончательно превратившись в ожесточенного параноика, провел остаток жизни в безвестности. Умер Фредерик Содди в 1956 году, когда о нем все уже почти забыли.

Howorth Muriel, Pioneer Research on the Atom: The Life of Frederick Soddy (New World Publications, London, 1958). См. также более современную и менее льстивую биографию: Merricks Linda, The World Made New: Frederick Soddy — Science, Politics and the Environment (Oxford University press, Oxford, 1996).

 

Бизнес на числе тг

На протяжении многих веков число л, удивительное и непостижимое, то вдохновляло, то ввергало в отчаяние математиков и философов.

Сравнив длину окружности с периметром вписанного и описанного вокруг нее квадратов, легко понять, что л больше двух и меньше четырех. Куда менее очевидно, что л иррационально, — иначе говоря, его нельзя записать в виде простой дроби. Современные мощные компьютеры вычислили уже миллиарды десятичных знаков числа л, но никакой закономерности или неожиданных повторов в этой последовательности не обнаружили.

Самая удивительная попытка освободить л от груза иррациональности датируется 1894 годом, когда Эдвард Джонстон Гудвин, самолюбивый врач и математик-любитель из маленького городка в штате Индиана, опубликовал в American Mathematical Monthly статью под названием “Квадратура круга” В несколько логических шагов он приравнял л к числу 3,2 (вместо 3,14159…). Далее Гудвин сообщил, что уже оформил авторские права на л, равное 3,2, в США, Великобритании, Германии, Франции, Испании, Бельгии и Австрии. В 1896 году он обратился к представителю своего округа в законодательном собрании штата, мистеру Тейлору Рекорду, и призвал его представить на рассмотрение палаты представителей Индианы законопроект, “вводящий новое математическое знание, которым в Индиане можно будет пользоваться бесплатно”, тогда как жителям остальных штатов придется платить авторские отчисления. В январе 1897 года этот законопроект за номером 246 попал на рассмотрение палаты общин. И удивительное дело — после того как его одобрили два комитета, 67 депутатов проголосовали за него единогласно! В феврале, несмотря на некоторое брожение в местной прессе, законопроект о числе л был направлен в сенат на утверждение.

Но тут случилось непредвиденное — в тот день, когда на слушаниях в сенате активно обсуждали эту потрясающую законодательную инициативу, туда по служебным делам заехал Кларенс Абиатар Вальдо, профессор математики в Университете Пердью. Для Вальдо сенатские слушания законопроекта о л стали большой неожиданностью. В статье, написанной 19 лет спустя, он вспоминал:

Выступил бывший учитель из восточной части штата: “Этот случай предельно прост. Если мы примем закон, который вводит новое и правильное значение тг, штат сможет использовать его бесплатно и свободно публиковать в школьных учебниках, зато прочим придется платить” Член законодательного собрания, показавший мне законопроект, поинтересовался, не желаю ли я познакомиться с его автором, ученым-врачом. От столь высокой чести я, поблагодарив, отказался, однако счел нужным отметить, что уже знаком с огромным множеством сумасшедших.

После слов профессора Вальдо сенаторы сочли, что тут нет предмета для законотворчества, и отложили утверждение закона на неопределенный срок. Не исключено, что он ждет рассмотрения и по сей день.

История излагается в нескольких источниках. Великолепный рассказ и анализ геометрических доводов доктора Гудвина можно найти в книге: Singmaster David, The legal values of Pi, The Mathematical Intelligencer, 7 (no. 2), 69 (1985,).

 

Последние из “могикан”

Наука, и физика в особенности, стала теперь слишком специализированной и слишком дорогой для простых любителей. Братья де Бройль — младший, Луи (который первым описал корпускулярно-волновой дуализм), и старший, Морис, — принадлежали к числу последних “могикан”.

Луи-Чезар-Виктор-Морис де Бройль (1875–1960) — потомок древнего и знаменитого французского семейства. Родословная обязывала выбирать между военной и дипломатической карьерой, и только после долгих переговоров с дедом, главой клана де Бройлей, ему позволили стать морским офицером. Мориса прикомандировали к Средиземноморскому флоту. Тут и проявились его склонности к наукам: именно Морис де Бройль установил первый беспроволочный передатчик на борту французского военного корабля. Но вскоре юный офицер понял, что служба мешает ему заниматься по-настоящему интересными вещами, и попросился в отставку, дабы целиком посвятить себя науке. Дед был разгневан: наука, считал он, это развлечение для стариков, недостойное наследника славной фамилии де Бройлей. Однако, выслушав Мориса и посовещавшись, старшие представители почтенного семейства согласились, чтобы он устроил лабораторию в одной из комнат их парижского особняка и занимался там наукой в свое удовольствие в перерывах между выходами в море. Только после смерти деда Морис, которому уже исполнилось зз, почувствовал себя вправе отказаться от военной службы (хотя во время Первой мировой войны он вернулся к задачам установки связи между подводными лодками). Затем он учился спектроскопии в Коллеж-де-Франс и защитил диссертацию под руководством знаменитого физика Поля Ланжевена, вместе с которым успел потрудиться на благо подводного флота. После этого Морис де Бройль вернулся в свою — кстати, превосходно оборудованную — лабораторию. Там с ним работали несколько помощников, одним из которых был его брат Луи, будущий нобелевский лауреат. Швейцарский кристаллограф П.П. Эвальд рассказывал на лекции в 1953 году:

В те годы Морис де Бройль в Париже изобретал новые спектроскопические методы один за другим и столь же стремительно обучал им своих коллег — к примеру, Трийя и Трибо. Некоторые из моих слушателей, возможно, помнят неповторимую атмосферу его лаборатории на улице Байрона, где электрические провода свисали из специально прорезанных дыр в роскошных гобеленах, украшавших стены.

Но, пожалуй, последним истинным любителем науки, никогда не стремившимся получить за свое увлечение деньги, был Альфред Лумис. Он родился в состоятельной нью-йоркской семье в 1887 году и, хоть и окончил Йельский университет, гуманитарный уклон которого был всем известен, увлекся естественными науками и обожал (и конструировал сам) разнообразные механические безделицы. Особенно Лумис восхищался баллистикой. Оказавшись в армии, когда Соединенные Штаты вступили в Первую мировую войну, он развил новые методы измерения скорости артиллерийских снарядов. На Абердинский полигон консультировать военных приезжали ведущие физики страны, и с некоторыми из них Лумис завел знакомство. Особенно он сдружился с Р.В. Вудом.

Состояние Лумиса, удачливого банкира и успешного юриста, росло день ото дня, и наконец ученый-любитель решился организовать частную лабораторию в своем особняке на Лонг-Айленде. Вуд рассказывал, как это произошло:

Лумис гостил у своих тетушек в Ист-Хэмптоне. Однажды он заглянул ко мне, когда я работал (уже не помню над чем) в своей лаборатории-амбаре. Мы долго беседовали, рассказывали друг другу всякие истории, которые нам доводилось слышать про разработки нового вооружения. Затем мы перешли к обсуждению послевоенных исследований. Вскоре он стал заходить ко мне потрепаться почти каждый день после обеда, а старый амбар казался нам гораздо более подходящим местом для таких бесед, чем пляж или загородный клуб.

Как-то он мне сказал: если я задумаю какое-нибудь исследование, которым мы могли бы заняться вместе, и если вложения, которых оно потребует, окажутся непосильными для физического факультета, он сможет взять денежные обязательства на себя. Тогда я рассказал ему про работы Ланжевена, посвященные ультразвуку, и про гибель рыбы неподалеку от Тулонского арсенала. Тут открывались широкие перспективы для физических, химических и биологических исследований, поскольку сам Ланжевен изучал высокочастотные волны только как средство для обнаружения субмарин. Лумис загорелся этой идеей, и мы поехали в лабораторию General Electric, чтобы обсудить это с Уитни и Халлом.

В итоге в Шенектади был изготовлен прибор, который для начала установили в огромном гараже Лумиса в Тукседо-парке, штат Нью-Йорк, где мы вместе убивали мышей и рыб ультразвуком и пытались понять, что при этом происходит: разрушают ли волны ткани, действуют на нервную систему или же причина смерти кроется в чем-то ином.

Размах работ рос, и со временем мы почувствовали, что в гараже нам становится тесно. Тогда мистер Лумис приобрел дом Спенсера Траска — огромный каменный особняк с башней вроде сельского дома в Англии, возвышающийся на вершине холма в Тукседо-парке. Особняк он превратил в первоклассную лабораторию с комнатами для гостей или приглашенных ученых, с полноценной механической мастерской и дюжиной, а то и больше больших и маленьких комнат для проведения экспериментов. Я перевез туда из Ист-Хэмптона свой 12-метровый спектрограф и установил его в подвале лаборатории, чтобы продолжать мои спектральные исследования в более приятной обстановке.

Работы Лумиса и Вуда по ультразвуку легли в основу нового научного направления. Лумис ставил и другие эксперименты (самостоятельно или при участии Вуда и других ученых гостей), затрагивающие самые разные области физики, но прежде всего его интересовало конструирование прецизионных приборов. Многие годы он каким-то образом успевал все — заключать сделки на Уоллстрит и заниматься наукой в своей лаборатории, но в конце концов мир финансов его утомил. Он (анонимно) оказывал поддержку Американскому физическому обществу и бедствующим физикам, а когда на горизонте замаячила Вторая мировая война, стал уделять все больше и больше времени военным проектам, в частности — созданию радара. Лумис участвовал и как инженер, и как менеджер в работе Радарной лаборатории Массачусетского технологического института: заседал в некоторых важных комитетах и некоторые возглавлял; благодаря хорошим отношениям с двоюродным братом, тогдашним военным министром США Генри Стимсоном, перед ним легко открывались двери в кабинеты самых высокопоставленных политиков и магнатов. Его интерес к науке сохранился и в старости — в те годы он увлекся изучением гидры, крохотного пресноводного существа. В этом ему помогал сын-биолог. Попутно мистер Лумис продолжал изобретать разные безделицы — вроде специальной машинки, доставляющей еду гостям за длинным столом. Осыпанный почестями, Альфред Лумис скончался в 1975 году.

Рассказ о жизни и работе Лумиса см. в статье: Alvarez Luis W., Alfred Lee Loomis — last great amateur of science, включенной в книгу History of Physics, ed. Spencer R. Meart and Melba Phillips (American Physical Society, New York, 1985). О карьере Мориса де Бройля рассказывается в статье: Weill-Brunschwicg Adrienne and Heilbron John L, in Dictionary of Scientific Biography, Vol. 1, ed. С. C. Gillespie (Scribner, New York, 1970).

 

Противозачаточные пилюли доктора Пинкуса

Противозачаточные таблетки ассоциируются с именами Грегори Пинкуса, Джона Рока и Карла Джерасси — физиолога, врача и химика-органика — и с огромным количеством других имен. Чудодейственные пилюли, изменившие жизнь множества женщин, появились благодаря терпеливым и долгим исследованиям очень многих ученых. Началось все с филантропки Кэтрин Маккормик и Маргарет Сэнгер, которая стремилась освободить женщин от гнета нежелательных беременностей. Дело сдвинулось с мертвой точки в 1955 году, когда Рок, профессор Гарвардской медицинской школы и специалист по вопросам деторождения, стал с большой осторожностью испытывать прогестин Пинкуса, синтетический аналог естественного гормона, на группе дам-энтузиасток, бесстрашно записавшихся в добровольцы.

Рок, практикующий врач, бессознательно сделал ставку на безопасность, а не на результативность эксперимента. Желание Рока перестраховаться выглядело по тем временам чрезмерным. Недавний выпускник Йеля доктор Луиджи Мастроянни — молодой акушер, помогавший Року в клинических испытаниях, — вспоминал: “Не думаю, что мог тогда по-настоящему оценить значимость всего, что делалось. Об информированном согласии (без которого по закону в наши дни нельзя начать ни одно исследование с участием добровольцев) тогда и речи не шло. Однако Рок ввел такую практику прежде, чем возникло само это понятие”.

В команде Рока тему исследований называли “ППП” — “Прогестероновый проект Пинкуса” Однако вскоре в названии “пи-пи-пи” (“рее-рее-рее” по-английски — это “пúсать, пúсать и еще раз пúсать”) стали видеть намек на то, что Мастроянни приходилось непрерывно брать пробы мочи у полусотни женщин-добровольцев.

Результаты обнадеживали. У всех 50 женщин, принимавших прогестин, овуляции не наблюдалось. Хотя, конечно, требовалась более представительная выборка, Пинкус и Рок уже знали, что открыли оральное противозачаточное.

Имея столь осторожного партнера, как Рок, Пинкус вовсе не собирался кричать на всех углах об их ошеломляющем открытии. Вовсе нет. Однако кое-кому он успел об этом проговориться.

Его жена Элизабет, обладавшая талантом описывать запутанные ситуации емко и лаконично, навсегда запомнила день, когда муж вернулся с этой новостью домой. Пинкус иногда называл ее ласковым именем Лизушка и в тот раз произнес:

— Лизушка, у нас получилось.

— А что у вас получилось?

— Думаю, мы сделали противозачаточную таблетку.

— Боже мой, почему ты не сообщил мне об этом раньше? — Наверное, для Элизабет это было по понятным причинам очень важно.

Пинкус заметил, что вот теперь и сообщает.

— Но ты ведь знал, что вы в принципе можете изготовить эти таблетки?

Пинкус блестяще парировал:

— В науке, Лизушка, возможно все что угодно.

Рассказ взят из книги: Asbett Bernard, The Pill (Random House, New York, 1995).