Примечания книги: Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева - читать онлайн, бесплатно. Автор: Сэм Кин

1

Существует мнение, что мясо тунца содержит опасные дозы ртути. – Прим. пер.

2

Экспедиция Льюиса и Кларка состоялась в 1803–1806 годах, это была первая сухопутная экспедиция по нынешней территории США от атлантического до тихоокеанского побережья и обратно. – Прим. пер.

3

Стихотворение знаменитого английского поэта Блейка (1757–1827), начинающееся в оригинале словами «Tyger! Tyger! Burning bright», неоднократно переводившееся на русский язык. – Прим. пер.

4

На момент выхода книги известно уже не менее 116 элементов. – Прим. пер.

5

Впервые о существовании гелия сообщили двое ученых, увидевшие во время солнечного затмения 1868 года в спектроскопе неизвестную линию, расположенную в желтой части спектра. Поэтому элемент и получил такое название – от греческого слова «Гелиос», означающего «Солнце». На Земле гелий удалось получить в чистом виде лишь в 1895 году путем тщательного выделения этого газа из горных пород. Подробнее об этом рассказано в главе 17. В течение последующих восьми лет считалось, что гелий встречается на Земле лишь в следовых количествах, пока в 1903 году шахтеры не нашли в Канзасе огромный подземный «резервуар» с гелием. Они попытались поджечь газ, выдувая его из шахты на поверхность, но он не воспламенялся.

6

За исключением атома лития, в котором три электрона, то есть в его случае речь идет не об октете, а о паре. – Прим. пер.

7

Имеется в виду разметка на поле для американского футбола. – Прим. пер.

8

Чтобы подчеркнуть тот факт, что бóльшая часть атома – это пустое пространство, Алан Блэкмен, химик из новозеландского университета Отаго, привел в своей статье (она вышла 28 января 2008 года в газете Otago Daily Times) следующую метафору: «Возьмем элемент с самой большой плотностью, иридий. Шарик из этого металла размером с теннисный мяч весит больше 3 килограммов. Предположим, что каким-то образом нам удалось максимально плотно уложить ядра иридия, практически не оставив между ними свободного пространства. В таком случае образец этого вещества размером с теннисный мяч весил бы умопомрачительные 7 триллионов тонн».

В качестве сноски к этой сноске необходимо отметить: ученые не уверены, что иридий является самым тяжелым элементом. Его плотность практически равна плотности осмия, в последние несколько десятилетий пальма первенства несколько раз переходила от одного элемента к другому. В настоящее время наиболее плотным металлом считается осмий.

9

Портреты Льюиса и Нернста (а также многих других ученых, в частности Лайнуса Полинга и Фрица Габера) гораздо подробнее воссозданы в книге Патрика Коффи Cathedrals of Science: The Personalities and Rivalries That Made Modern Chemistry. Эта работа – образец личностного подхода к самой важной эпохе в истории современной химии, с 1890 по 1930 год.

10

Вот некоторые факты о сурьме.

– Бо́льшая часть сведений о роли сурьмы в алхимии происходит из книги «Триумфальная колесница сурьмы», написанной в 1604 году Иоганном Тёльде. Чтобы привлечь внимание к книге, Тёльде заявлял, что лишь перевел текст, написанный в 1450 году монахом Василием Валентином. Якобы Валентин, опасавшийся преследования за свои взгляды, спрятал этот текст в колонне в родном монастыре. Книга оставалась скрытой до тех пор, пока «чудесная молния» не расколола колонну уже во времена Тёльде, благодаря чему тот и обнаружил манускрипт.

– Одни считали сурьму символом гермафродита, другие настаивали, что этот элемент – суть чистой женственности. Алхимический символ сурьмы (♀) стал общеизвестным символом женского начала.

– В 1930-е годы в Китае власти одной бедной провинции решили обходиться тем, что имеют, и стали чеканить деньги из сурьмы – практически единственного природного сырья, встречавшегося в тех краях. Но сурьма мягкая, легко стирается и немного ядовита. Монеты из нее получаются плохие, и власти от них вскоре отказались. В 30-е годы такие монеты стоили доли цента, а сегодня расходятся среди коллекционеров за тысячи долларов.

11

Американская научная программа, направленная на создание атомного оружия. – Прим. пер.

12

Британские меры веса; фунт равен примерно 453 г, унция – 28,34 г. – Прим. пер.

13

Более простое, но менее изысканное толкование слова «honorificabilitudinitatibus» – «с почестями». Анаграмма этого слова, указывающая на Бэкона, такова: «Hi ludi F. Baconis nati, tuiti orbi». Фраза переводится на русский язык так: «Эти пьесы созданы Ф. Бэконом и сохранены для мира».

14

Название песни из фильма 1964 года «Мэри Поплине». Интересный вариант перевода на русский язык – «Суперархиэкстраультрамегаграндиозно». – Прим. пер.

15

Мнения о том, каково самое длинное слово, появившееся в Chemical Abstracts, разнятся. Многие специалисты считают, что это действительно название белка вируса табачной мозаики – химическая формула этого белка записывается как С₇₈₅H₁₂₂₀N₂₁₂O₂₄₈S₂, но другие отдают пальму первенства белку а фермента триптофансинтетазы. Этот белок напоминает вещество, которое, по ошибочному обывательскому мнению, вызывает сонливость, когда ешь индейку (это распространенное заблуждение). Триптофансинтетаза имеет формулу C₁₂₈₉H₂₀₅₁N₃₄₃O₃₇₅S₈, а его название по-английски записывается 1913 буквами – это на 60 % длиннее, чем название белка вируса табачной мозаики. Во многих источниках – нескольких изданиях Книги рекордов Гиннеса, на сайте Urban Dictionary (www.urbandictionary.com), а также в «Словаре необычных, странных и нелепых слов миссис Бёрн» – самым длинным словом считается именно название триптофансинтетазы. Но я провел долгие часы, роясь в едва освещенных стеллажах Библиотеки Конгресса, и так и не нашел полного названия этой молекулы в Chemical Abstracts. Вероятно, ее просто ни разу не именовали полностью. Чтобы абсолютно в этом удостовериться, я отыскал академическую статью, в которой рассказано о расшифровке формулы триптофансинтетазы (в списках Chemical Abstracts ее не было), и даже там авторы решили сокращенно записать последовательность аминокислот. Итак, насколько я могу судить, полное название этого белка ни разу не появлялось в печати. Вероятно, именно поэтому составители Книги рекордов Гиннеса лишили его звания самого длинного слова.

Но мне удалось найти целых два случая, когда белок вируса табачной мозаики был назван полностью. Первый раз – на странице 967F коричневатого фолианта Chemical Abstracts Formula Index, Jan.-June 1964, а потом на странице 6717А в Chemical Abstracts 7th Coll. Formulas, С 23H 32-Z, 56–65, 1962–1966. Обе книги представляют собой реферативные справочники, в которых собираются данные обо всех научных химических статьях, опубликованных в указанный на обложке период. Таким образом, что бы ни писали в других источниках о самом длинном слове в мире (особенно в Интернете), полное название белка вируса табачной мозаики встречается лишь дважды – в 1964 и 1966 годах, но не в 1972-м, как иногда утверждают.

Более того: статья о триптофансинтетазе вышла в 1964 году, и в том издании Chemical Abstracts за 1962–1966 годы упоминается еще немало веществ, в молекулах которых содержится больше атомов С, H, N, О и S, чем в белке вируса табачной мозаики. Почему же их не записывали целиком? Дело в том, что большинство этих статей вышло после 1965 года, а именно в этом году компания Chemical Abstracts Service, расположенная в Огайо и собирающая все эти данные, пересмотрела свою систему номенклатуры новых соединений и отказалась от названий, которые просто невозможно охватить взглядом. Но почему же кто-то не поленился полностью записать название белка вируса табачной мозаики в справочнике от 1966 года? Его можно было сократить, но для него было сделано исключение. И последний нюанс: оригинал статьи о вирусе табачной мозаики от 1964 года был опубликован по-немецки. Но справочник Chemical Abstracts – это англоязычный документ, выдержанный в славных традициях компендиумов Сэмюэла Джонсона и Оксфордского словаря. Это название появилось в печати не ради рекорда, а с целью распространения знаний. Поэтому данное слово действительно может считаться самой длинной смысловой лексемой.

Уф.

Кстати, я выражаю признательность Эрику Шайвли из Crystal Poole Bradley и особенно Джиму Корнингу из Chemical Abstracts Service, которые очень помогли мне в сборе всей этой информации. Они были совершенно не обязаны отвечать на мои путаные вопросы вроде «Здравствуйте. Я тут ищу самое длинное английское слово, но не знаю, с чего начать», но тем не менее отвечали.

Так случилось, что вирус табачной мозаики оказался не только первым открытым вирусом, но и первым из подобных существ, чьи форма и структура были тщательно проанализированы. Некоторые выдающиеся работы в этой области принадлежат перу Розалинд Франклин – специалисту по кристаллографии, которая благородно, но простодушно поделилась результатами своих исследований с Уотсоном и Криком (подробнее об этом – в главе 8). А буква «а» из выражения «белок а триптофансинтетазы» относится к кругу вопросов, рассмотренных в работах Лайнуса Полинга и посвященных тому, как белки «узнают», какую форму им следует принять. Об этом – опять же в главе 8.

16

Несколько химиков-подвижников не поленились и опубликовали в Интернете название полной последовательности аминокислот в молекуле титина: это слово занимает сорок семь страниц, набранных в программе Word с одинарным интервалом, шрифт Times New Roman, кегль 12. Белок состоит более чем из 34 000 аминокислот, в слове 43 781 раз встречается буква «l», 30 710 раз – буква «у», 27 120 – суффикс «yl» и всего лишь 9229 раз – буква «е».

17

В одном из выпусков передачи Frontline на американском телеканале PBS, которая называлась «О будущем грудных имплантатов», было сделано интересное замечание: «Содержание кремния в живых организмах снижается по мере усложнения этих организмов. Соотношение кремния и углерода в земной коре – 250:1, в гумусе (перегное) – 15:1, в планктоне – 1:1, в папоротниках – 1:100, в организме млекопитающих – 1:5000».

18

Эта фраза взята из документального фильма Transistorized, показанного на канале PBS.

19

Этот банк спермы, созданный по инициативе Шокли в Калифорнии, официально назывался «Репозиторий для выбора зародышей», но более известен как «Банк спермы Нобелевских лауреатов». Правда, Шокли был единственным Нобелевским лауреатом, официально признавшим свой вклад в этот банк, хотя основатель учреждения – Роберт К. Грэм – утверждал, что и некоторые другие лауреаты следовали этому примеру.

20

Финеас Тейлор Барнум (1810–1891) – знаменитый американский антрепренер и шоумен, известный своими мистификациями. – Прим. пер.

21

Подробнее о Килби и тирании чисел можно прочитать в замечательной книге Т. Р. Райда The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution. Интересно отметить, что известный клубный диджей, выступающий под псевдонимом Джек Килби, выпустил в 2006 году мини-альбом «Микрочип» с фотографией самого Килби на обложке. На пластинке есть композиции «Нейтроний», «Укуси меня за шарф», «Интегральная схема» и «Транзистор».

22

Чарльз Понци (1882–1949) – итальянский предприниматель, создатель финансовой «пирамиды Понци». – Прим, пер

23

Жюль Леотар (1838/1842-1870) – французский гимнаст; придуманный им цельный гимнастический костюм назван его именем. – Прим. пер.

24

Этьен Силуэт (1709–1767) – министр французского двора, отличавшийся небывалой скупостью; за эту скупостью был награжден «скупой» карикатурой в виде теневого профиля, давшей название всем графическим изображениям такого рода. – Прим. пер.

25

Необходимо уточнить причину отказа. Менделеев окончил гимназию в Тобольске, а по действовавшим в то время правилам выпускники из этого региона имели право поступать только в Казанский университет. – Прим. пер.

26

Сегодня это может показаться невероятным, но мнение о том, что атомы не существуют, было весьма распространено среди химиков того времени. Многие ученые отказывались верить в реальность частиц, которые невозможно увидеть глазами. В лучшем случае атомы считались абстракциями, удобными, например, при расчетах, но тем не менее воспринимались как совершенно умозрительные сущности.

27

Самое лучшее описание всех шестерых ученых, соперничавших за более точное систематическое представление всех известных элементов, дается в книге Эрика Скерри The Periodic Table. Распространено мнение, что периодическую систему элементов независимо создали или, по крайней мере, посодействовали этому еще три человека.

По Скерри, Александр Эмиль де Шанкуртуа осуществил «самый важный этап» в создании периодической таблицы – открыл «тот факт, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от их атомного веса». Француз пришел к этому выводу на целых семь лет раньше, чем Менделеев. Де Шанкуртуа был геологом и начертил свою таблицу на цилиндре, как резьбу на винте. Его таблица так и осталась неизвестной широкой общественности лишь потому, что издатель просто не смог найти способ, позволявший правильно отразить эту важнейшую схему на бумаге. Наконец, он просто отказался от этой идеи и опубликовал статью без иллюстрации. Вот насколько сложно представить себе периодическую систему, не видя ее! Тем не менее дело Шанкуртуа по созданию периодической таблицы было продолжено его соотечественником, Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. Возможно, он продолжал эти исследования именно в пику Менделееву.

Уильяму Одлингу, выдающемуся английскому химику, по-видимому, просто не повезло. Он догадался о многих важных свойствах периодической системы, но сегодня практически забыт. Вероятно, у Одлинга просто было много других интересов как в химической науке, так и в управленческой сфере, и Менделеев опередил его лишь потому, что был одержим идеей таблицы. Одна из ошибок Одлинга заключалась в том, что он неверно определил длину периода элементов (то есть тот интервал, через который встречаются элементы со схожими химическими свойствами). По Одлингу, период имеет длину в восемь клеток, но это верно лишь в верхней части таблицы. Поскольку у многих элементов имеются d-оболочки, в третьем и четвертом ряду длина периода составляет восемнадцать элементов. В свою очередь, элементы с f-оболочками увеличивают длину периода (периоды 5 и 6) до тридцати двух клеток.

Единственным американцем в числе рассматриваемых ученых является Густавус Хинрикс (правда, родился он не в Америке, а в немецком княжестве Гольштейн). Лишь его можно считать эксцентричным отверженным гением, опередившим свое время. Он опубликовал более трех тысяч научных статей на четырех языках и первым предпринял попытку изучения и классификации элементов по виду их спектра, вскоре после открытия, совершенного Бунзеном. Хинрикс также занимался нумерологией и разработал периодическую систему, напоминавшую по форме спиральную галактику. Хинрикс верно определил положение многих очень непростых элементов. Скерри резюмирует, что «работы Хинрикса представляются такими специфическими и запутанными, что требуются подробные дополнительные исследования, прежде чем мы рискнем оценить истинную ценность его открытий».

28

Если вам не терпится самим воспроизвести шутки с галлием, можете посмотреть на YouTube, как чайная ложечка растворяется в стакане. Также предлагаю почитать замечательную книгу Оливера Сакса Uncle Tungsten («Дядя Вольфрам»), в которой он рассказывает о своем увлекательном детстве.

29

Герой немецких сказок, злой карлик, способный прясть золото из соломы. – Прим. пер.

30

Об истории и геологии Иттербю мне рассказал Джим Маршалл, химик и историк из университета Северного Техаса. Он также поведал мне интересные подробности о том, как это местечко выглядит сегодня. Он был исключительно любезен, уделив мне свое время и оказав помощь. Кроме того, он прислал мне кое-какие отличные фотографии. Джим путешествовал по всему миру, стремясь побывать во всех тех местах, где был открыт хотя бы один новый элемент. Поэтому он и оказался в Иттербю.

31

В городе Салем (Сейлем) на территории нынешнего штата Массачусетс в 1692 году прошел знаменитый ведовской процесс, в результате которого 19 человек было повешено, а один – задавлен камнями. – Прим. пер.

32

Галапагосский архипелаг, расположенный к западу от Южной Америки, известен необычной фауной, многие представители которой нигде более не встречаются. – Прим. пер.

33

Намек на высказывание астрофизика Карла Сагана: «Какая-то часть нашего существа помнит, откуда мы родом. Мы стремимся вернуться. И можем это сделать. Ведь космос и внутри нас. Мы все – звездная материя». – Прим. пер.

34

Ганс Бете – один из ученых, который участвовал в описании реакций ядерного синтеза в звездах. Он получил за это премию в размере 500 долларов. Эти деньги он потратил на то, чтобы подкупить нацистские власти и вывезти из Германии свою мать и, как ни странно, мебель.

35

Интересный факт: астрономы обнаружили звезды странного типа, в которых в ходе неизвестного процесса синтезируется элемент прометий. Самая известная из них – звезда Пшибыльского. Наиболее интересная особенность таких звезд заключается в том, что прометий, вероятно, образуется на их поверхности, а не в недрах, где протекает большинство ядерных реакций. В противном случае мы не могли бы зафиксировать этот короткоживущий радиоактивный элемент, поскольку он просто не просуществовал бы миллионы лет, необходимые для «всплытия» элемента из ядра во внешние слои звезды.

36

По первым буквам фамилий авторов. – Прим. пер.

37

Вот эти цитаты: «Звезды неба, // Святые звезды правят человеком!» («Король Лир», акт 4, сцена 3); «Поверь мне, Брут, что может человек // Располагать судьбой, как хочет, // Не в звездах, нет, а в нас самих ищи // Причину, что ничтожны мы и слабы» («Юлий Цезарь», акт 1, сцена 2). Цитируется в переводах А. Дружинина и П. Козлова.

38

Если быть абсолютно точным, в звездах не происходит непосредственного синтеза железа. Сначала образуется никель, двадцать восьмой элемент, это происходит в результате слияния двух атомов кремния (четырнадцатый элемент). Но никель нестабилен, и абсолютное большинство его атомов распадается всего за несколько месяцев, превращаясь в атомы железа.

39

Ядерный синтез на Юпитере мог бы происходить на основе дейтерия – тяжелого водорода, в атоме которого содержится один протон и один нейтрон, – если бы этот изотоп встречался в природе в тринадцать раз чаще. Учитывая, насколько редок дейтерий (один атом дейтерия приходится на 6500 атомов обычного водорода), это была бы очень тусклая, но настоящая звезда. Чтобы на Юпитере протекал стабильный дейтериевый ядерный синтез, масса планеты должна была бы быть в семьдесят пять раз больше.

40

Погода на Марсе не менее удивительна, чем на Юпитере или Меркурии. Так, на Марсе иногда идет снег из перекиси водорода.

41

Другие сидерофилы, осмий и рений, помогли ученым установить, как сформировалась Луна. Это произошло в результате катастрофического столкновения очень молодой Земли с астероидом или кометой. Луна собралась из обломков, образовавшихся после этого удара.

42

Немезида карала людей за гордыню. Она следила, чтобы никто из земных тварей не стал слишком высокомерен, жестоко наказывая каждого, кто вознамеривался стать могущественнее богов. Аналогия с гипотетической звездой-соседкой заключается в том, что если земные существа (например, динозавры) начинали развиваться, постепенно становясь все разумнее, то Немезида стирала их с лица Земли прежде, чем они могли в этом преуспеть.

43

По иронии судьбы, если бы можно было взглянуть на движение Солнца издалека, то оно напоминало бы придуманные древними астрономами хитросплетения и эпициклы, при помощи которых они силились объяснить старинные, докоперниковские представления о космосе (но сегодня известно, что Земля никак не является «центром» чего-либо, даже с большой натяжкой). Как и пример с Мишером и белка́ми, этот факт напоминает о циклической природе всех идей, даже в науке.

44

Подробнее об истории химической войны, особенно с участием американских армий, можно прочитать в работе майора Чарльза Э. Хеллера Chemical Warfare in World War I: The American Experience, 1917–1918 в сборнике Leavenworth Papers. Этот сборник публикуется при участии Исследовательского института боевых разработок армии США и Колледжа командного состава и генерального штаба армии США. Эти учреждения расположены в городе Форт-Ливенворт, штат Канзас.

45

Томас Мальтус – английский экономист (1766–1834), утверждавший, что неконтролируемый рост населения рано или поздно приведет к глобальному голоду. – Прим. пер.

46

Среди многих изобретений, которые появились благодаря предложенному Габером синтезу аммиака, следует назвать первую рабочую модель мазера (прообраза лазера), сконструированную Чарльзом Таунсом. Аммиак применялся в мазере в качестве стимулятора

47

Тимоти Маквей (1968–2001) – организатор крупнейшего в XX веке теракта в США. – Прим. пер.

48

В древнеримской мифологии Вулкан – бог огня и покровитель кузнечного дела. – Прим. пер.

49

Игра слов: слово «молибден» созвучно выражению «Molly be damned» – «проклятая Молли». – Прим. ред.

50

Речь идет о войне племен тутси и хуту в 1994 году. – Прим. пер.

51

Урбэн был не единственным ученым, кого посрамил Мозли. Метод Мозли также позволил опровергнуть претензии японского химика Масатаки Огавы, заявившего об открытии элемента № 43 и даже назвавшего его «ниппоний». Подробнее об этом – в главе 8.

52

Рассказ о бездарных приказах и проигранных битвах, которые, в конечном итоге, привели к гибели Мозли, содержится в книге Ричарда Роудса «Создание атомной бомбы» (Simon & Schuster, New York 1986). Кстати, рекомендую прочесть эту книгу целиком, она является, пожалуй, самой лучшей работой по истории науки XX века.

53

В статье журнала Time, где упоминалось об открытии этого элемента, есть и следующий фрагмент о том, как предполагалось назвать элемент: «Кто-то пошутил, что этот элемент можно было бы назвать гровезием в честь сурового генерала Лесли Гровса, умевшего как следует гаркнуть. Химический символ этого элемента мог бы записываться как Gr».

54

Кроме этой протонно-электронной модели ядра ученые того времени также разработали модель «кекса с изюмом», согласно которой электроны сидели в положительно заряженном атоме как изюминки в тесте. Эту модель атома опроверг Резерфорд, доказавший, что в атоме существует компактное положительно заряженное ядро. После открытия ядерного распада была предложена капельная модель ядра, согласно которой большое ядро распадается, как капля на гладкой поверхности – на две другие «капли» (более мелкие ядра). Важнейшее значение для развития капельной модели ядра сыграли работы Лизы Мейтнер.

55

Пакман – знаменитая примитивная компьютерная игра, в которой большой кружочек перемещается по лабиринту и поедает маленькие. – Прим. пер.

56

Один из крупнейших центров ядерных исследований в США. – Прим. пер.

57

Цитаты Джорджа Дайсона взяты из книги Project Orion: The True Story of the Atomic Spaceship («Проект “Орион”: правдивая история атомного космического корабля»).

58

Героиня американской пропаганды. – Прим. пер.

59

Эта цитата о методе Монте-Карло взята из книги Питера Галисона «Образ и логика».

60

Упомянутая заметка вышла в номере газеты New Yorker от 8 апреля 1950 года и была написана И. Дж. Каном-младшим.

61

Юмор заключается в том, что официальное название этого вуза – University of California, Berkeley, то есть элемент назван даже в честь предлога «оф». – Прим. пер.

62

Игра слов: слово «stinker» одновременно означает «подлец», «негодник», «стерва» и «вонючка» (to stink – вонять). Аббревиатура ВМ на детском жаргоне означает «bowel movement», «движение кишок» – эвфемистическое название. – Прим. пер.

63

Машина, выполняющая простое действие чрезвычайно сложным, многоступенчатым образом. Руб Голдберг – американский карикатурист. – Прим. пер.

64

Подробный рассказ об экспериментах, в ходе которых были получены трансурановые элементы от 94 до 110, а также автобиография Гленна Сиборга содержится в книгах великого ученого, особенно в книге Adventures in the Atomic Age («Приключения в атомном веке»), которую Сиборг написал в соавторстве с сыном Эриком. Книга очень интересна, так как Сиборг играл важную роль в научных и политических событиях на протяжении нескольких десятилетий. Правда, необходимо оговориться, что из-за чрезмерно педантичного стиля книга кое-где получилась скучноватой.

65

Администрацию Джона Кеннеди, воспринимавшуюся в США как альянс молодых и благородных людей, с 1960 года сравнивали с Камелотом, столицей короля Артура. – Прим. пер.

66

Информация об отсутствии деревьев в районе Норильска взята с сайта Time.com, который в 2007 году причислил Норильск к десяти наиболее загрязненным городам мира. См. http://www.time. com/time/specials/2007/article/0,28804,1661031_1661028_1661022, 00.html.

67

В июне 2009 года я написал статью для сайта slate.com под названием Periodic Discussions (http://www.slate.com/id/2220300/). Она немного пересекается с материалом этой главы. В статье я подробно рассказываю, почему понадобилось целых тринадцать лет, чтобы коперниций превратился из «рабочей версии» в полноправного члена Периодической системы.

68

В 2012 году в честь Флерова был назван элемент № 114, получивший название флеровий и химический символ И. Элемент № 116 получил название ливерморий и символ Lv – в честь американского города Ливермор, где находится крупнейшая лаборатория, занятая исследованиями в области ядерной физики. По состоянию на лето 2012 года элемент № 118 еще не имеет названия. – Прим. пер.

69

Кроме Сегре, Шокли и Полинга на этой обложке Time также оказались: Джордж Бидл, Чарльз Дрейпер, Джон Эндерс, Дональд Глазер, Джошуа Ледерберг, Уиллард Либби, Эдвард Пёрселл, Исидор Раби, Эдвард Теллер, Чарльз Таунс, Джеймс ван Аллен и Роберт Вудворд.

В этой статье журнала Time о «Людях года» содержались высказывания Шокли о расовом вопросе (очевидно, автор считал, что высказал Шокли комплимент, но метафора о Банче должна была звучать дико даже в те годы, а сегодня она кажется попросту гнусной): «Уильям Шокли, 50 лет, относится к той редкой категории ученых, кого не волнует потребительская применимость или практическая ценность его исследований. Шокли отмечает: “Вопрос о том, насколько прикладным и насколько фундаментальным является то или иное исследование, напоминает мне вопрос о том, сколько негритянской и сколько европейской крови может быть у Ральфа Банча. Это не важно, важно, что Ральф Банч – великий человек”».

Эта статья также позволяет убедиться, что к 1960 году твердо закрепился миф о том, что именно Шокли является основным изобретателем транзистора: «Физик-теоретик Шокли, поступивший на работу в Bell Telephone Laboratories в 1936 году, сразу же после окончания Массачусетского технологического института, был одним из членов команды, нашедшей практическое применение такому явлению, которое ранее считалось кабинетным научным фокусом. Речь идет об использовании кремния и германия в качестве фотоэлектрических элементов. Вместе с коллегами Шокли получил Нобелевскую премию за то, что смог превратить кусочки германия в первые транзисторы – крошечные умные кристаллы, которые сегодня находят широкое применение в бурно развивающейся отечественной электронной промышленности и активно приходят на смену вакуумным трубкам».

70

Вообще, научная судьба Иды Ноддак выдалась очень противоречивой. Ида участвовала в открытии семьдесят пятого элемента, но, когда ее группа попыталась выделить сорок третий элемент, эта работа оказалась полна ошибок. Она первой предсказала возможность ядерного распада, опередив коллег на годы, но примерно в то же время принялась доказывать, что периодическая система превратилась в бесполезный реликт, так как многочисленные новые изотопы совершенно в нее не укладывались. Непонятно, почему Ноддак думала, что каждый изотоп является самостоятельным элементом, но она действительно так считала и активно призывала отказаться от периодической системы.

71

Эта цитата Сегре о Ноддак взята из книги «Энрико Ферми – физик». В русском переводе книга вышла в издательстве «Мир» в 1973 году.

72

Полинг (вместе с коллегами Харви Итано, С. Джонатаном Сингером и Айбертом Уэллсом) определил, что аномальный гемоглобин вызывает серповидноклеточную анемию. Для этого ученые пропустили здоровые и пораженные клетки через гель в электрическом поле. Клетки с нормальным гемоглобином отклонились в электрическом поле в одну сторону, а клетки с серповидным гемоглобином – в противоположную. Это означало, что разнотипные молекулы обладают противоположными электрическими зарядами. Такая разница могла возникнуть лишь на молекулярном уровне, между отдельными атомами.

Интересно отметить, что позже Френсис Крик упоминал, как сильно на него повлияла статья Полинга, в которой излагалась теория о молекулярной природе серповидноклеточной анемии. Это была та самая чистейшая молекулярная биология, которой так интересовался Крик.

73

Интересно, что в настоящее время биологи медленно возвращаются к исходному представлению о белках, общепринятому во времена Мишера. Оно сводится к тому, что именно белки – начало и конец всей генетической биологии. Ученые занимаются исследованиями генов в течение десятилетий, но до сих пор достигли сравнительно немногого. Но сегодня уже понятно, что одни лишь гены не могут объяснить удивительной сложности живых организмов, на самом деле, важных факторов гораздо больше. Исследование генома было важной и фундаментальной работой, но настоящий практический и коммерческий интерес представляет протеомика.

74

Если быть точным, эксперименты с вирусами (их серой и фосфором), проводившиеся в 1952 году Альфредом Херши и Мартой Чейз, были не первым исследованием, подтвердившим, что ДНК несет в себе генетическую информацию. Впервые это удалось доказать на основе опытов с бактериями, выполненных Освальдом Эвери. Он опубликовал свои результаты в 1944 году. Хотя Эвери совершенно верно описал роль ДНК, в полученные им выводы поначалу мало кто поверил. Постепенное признание его правоты началось как раз к 1952 году, но только после экспериментов Херши – Чейз ДНК стала привлекать внимание таких крупных ученых, как Лайнус Полинг.

Именно Эвери, а также Розалинд Франклин, невольно подсказавшей Уотсону и Крику, что ДНК представляет собой двойную спираль, первыми вспоминаются в числе тех людей, которые остались без заслуженных Нобелевских премий. Однако Эвери умер в 1955 году, а Франклин – в 1958-м, тогда как Нобелевская премия за открытие структуры ДНК была присуждена лишь в 1962 году. Если бы кто-то из них был жив к тому времени, то, скорее всего, также получил бы премию.

75

Основные документы, касающиеся Полинга и его конкуренции с Уотсоном и Криком, можно найти на великолепном сайте Орегонского государственного университета, где собраны и выложены материалы сотен статей и писем Полинга, а также составлена документальная история, которая называется «Лайнус Полинг и гонка за ДНК».

См. http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/ dna/index.html.

76

Рассказывают, что после скандала вокруг ДНК Ава Полинг, жена Лайнуса, отругала его. Полинг, будучи практически уверен, что разгадает секрет ДНК, сначала не слишком усердствовал с расчетами, и Ава недоумевала: «Если эта ДНК была такой важной проблемой, чего ж ты ею не занимался?» Так или иначе, Лайнус искренне любил жену. Возможно, одна из причин, по которой он остался работать в Калифорнийском технологическом институте и так и не перебрался в Беркли, несмотря на то что уровень развития науки в Беркли в те годы был значительно выше, связана именно с Авой. Дело в том, что один из самых знаменитых профессоров Беркли, Роберт Оппенгеймер, позже ставший руководителем Манхэттенского проекта, в свое время пытался соблазнить Аву, и это приводило Лайнуса в ярость.

77

В качестве последней ложки дегтя необходимо отметить, что даже Нобелевская премия Сегре позже была омрачена обвинениями (возможно, необоснованными) в том, что он украл чужие идеи, планируя эксперименты, связанные с антипротоном. Сегре и его коллега Оуэн Чемберлен не отрицали, что не одни разрабатывали методы фокусировки и создания пучков частиц при помощи магнитов – в этом им помогал неуступчивый физик Орест Пиччиони. Но они добавляли, что идеи Пиччиони не оказали на их работу значительного влияния, и даже не указали его в качестве соавтора своей научной статьи. Позже Пиччиони участвовал в открытии антинейтрона. После того как в 1959 году Сегре и Чемберлен получили Нобелевскую премию, Пиччиони на долгие годы обиделся из-за того, что его доля премии ему не досталась. Наконец, в 1972 году Пиччиони подал против Сегре и Чемберлена иск на 125 тысяч долларов. Правда, судья отверг этот иск, но не из-за научной несостоятельности претензий, а из-за того что они были предъявлены более чем через десять лет после искового случая.

Из некролога Пиччоини, вышедшего в газете New York Times 27 апреля 2002 года: «Он мог вышибить дверь вашего кабинета и заявить, что у него появилась лучшая идея в истории», – говорит доктор Уильям А. Венцель, почетный старший научный сотрудник Национальной лаборатории Беркли им. Лоуренса, также принимавший участие в экспериментах, связанных с антинейтронами. «Я знал Ореста, у него были десятки идей, он мог выдать с десяток за минуту. Некоторые из них были хороши, другие – нет. Тем не менее я всегда считал его хорошим физиком, который очень много сделал для наших исследований».

78

Люди гибнут от отравления таллием и в наши дни. В 1994 году российские солдаты, работавшие на складе старых боеприпасов, оставшихся со времен холодной войны, нашли канистру с белым порошком, в котором содержался этот элемент. Не зная, с чем имеют дело, военные тем не менее использовали его в качестве талька и даже смешивали с табаком. Рассказывают, что некоторые солдаты даже нюхали его. Все они заболели странным, совершенно необъяснимым недугом, некоторые из пострадавших умерли. Еще более печальный случай произошел в Ираке в начале 2008 года: двое детей летчиков-истребителей умерли, попробовав праздничный пирог, в который был подмешан таллий. Мотивы этого преступления остались невыясненными, хотя утверждалось, что диктатор Саддам Хусейн прибегал к использованию таллия.

79

Знаменитый голландский художник-авангардист (1898–1972), известный своими сюрреалистическими изображениями с «невозможной геометрией». – Прим. пер.

80

Пьеса ирландского драматурга-абсурдиста Сэмюэла Беккета (1906–1989), рассказывающая о бесконечном ожидании двумя главными героями некого Годо. – Прим. пер.

81

В различных детройтских газетах история Дэвида Хана муссировалась годами, но самая подробная статья об этом человеке принадлежит перу Кена Силверстайна. Она называется «Радиоактивный бойскаут», вышла в журнале «Харпер» в ноябре 1998 года. Позже Силверстайн написал на основе этой статьи одноименную книгу.

82

Знаменитый фургон американских переселенцев. – Прим. пер.

83

Археологи не только изучили корку, сохранившуюся на месте поддельного носа великого астронома, но и обнаружили следы отравления ртутью, которая, вероятно, оседала у Браге на усах. Вероятно, он пачкался в ртути во время своих активных алхимических изысканий. Считается, что Браге умер от разрыва мочевого пузыря. Однажды, будучи на званом ужине знаменитый астроном выпил лишнего, но отказался отлучиться в уборную, поскольку считал, что это оскорбит августейших особ. К тому времени, как Браге через несколько часов добрался домой, он уже не мог помочиться и умер спустя одиннадцать дней, проведенных в страшных муках. История эта стала легендой, но вполне возможно, что истинной причиной смерти ученого было отравление ртутью.

84

Вот из каких металлов состоят некоторые американские монеты: новый пенни (используется с 1982 года) – 97,5 % цинк, с тонким медным покрытием, снижающим количество бактерий на поверхности монеты. Старые пенни на 95 % состояли из меди. Пятицентовик на 75 % состоит из меди, остальное – никель. Десятицентовик (дайм), монеты в двадцать пять центов и полдоллара на 91,67 % состоят из меди, остальное – никель. Долларовые монеты (кроме коллекционных золотых монет такого достоинства) на 88,6 % состоят из меди, на 6 % – из цинка, на 3,5 % – из марганца и на 2 % – из никеля.

85

Вот еще несколько интересных фактов о ванадии. Некоторые организмы (по неизвестным причинам) используют ванадий в клетках крови вместо железа. Из-за этого их кровь может иметь как красный, так и ярко-зеленый, и голубой цвет, в зависимости от того, о каком организме идет речь. При добавлении в сталь ванадий значительно увеличивает крепость сплава, который при этом остается сравнительно легким (этим ванадий напоминает молибден и вольфрам, см. главу 5). Даже Генри Форд однажды заявил: «Если бы не было ванадия – не было бы автомобиля!»

86

Данная «автобусная» метафора – одна из лучших в химии, так как она одновременно и незамысловата, и совершенно точна. Ее автором является Вольфганг Паули, открывший в 1925 году названный его именем «принцип запрета».

87

Наряду с гадолинием, многообещающим противораковым металлом считается золото. Золото абсорбирует инфракрасные лучи, легко проходящие сквозь тело, и при этом очень сильно разогревается. Если бы был найден способ внедрять в опухоли специальные частицы, покрытые золотом, врач мог бы «зажарить» опухоль, не повреждая окружающих ее здоровых тканей. Этот метод был предложен Джоном Канзиусом, бизнесменом и инженером-радиотехником, который, начиная с 2003 года, перенес тридцать шесть циклов химиотерапии, пытаясь побороть лейкоз. После химиотерапии он чувствовал невероятную тошноту и разбитость, а также страдал от отчаяния, обуревавшего его при виде маленьких детей в больнице. Поэтому Джон решил найти более щадящий способ лечения. Однажды ночью ему пришла на ум идея о разогревании металлических частиц, он собрал пробный экземпляр устройства для этой цели, воспользовавшись противнями со своей кухни. Канзиус протестировал аппарат, наполнив половину хот-дога раствором с металлом и поместив его в камеру с сильным радиоизлучением. Начиненная металлом часть быстро зажарилась, а вторая часть осталась холодной.

88

В майском номере журнала Smithsonian вышла статья Honorable Mentions: Near Misses in the Genius Department («Почетные упоминания: несостоявшиеся гении») о Стэне Линдберге, отчаянном химике-экспериментаторе. Он поставил перед собой цель «принять дозу каждого из элементов периодической системы». В статье, в частности, отмечается: «Линдберг не только оказался рекордсменом Северной Америки по отравлению ртутью, но и оставил невообразимое свидетельство о трехнедельном иттербиевом запое – книгу Fear and Loathing in the Lanthanides. Эта работа уже считается классической».

Я потратил добрых полчаса, пытаясь отыскать в Интернете труд Fear and Loathing in the Lanthanides, пока не понял, что меня надули. Этой книги не существует. Хотя кто знает? Все элементы по-своему странные, вдруг и от иттербия можно захмелеть…

89

В 2003 году в журнале Wired был опубликован короткий новостной сюжет о возрождении «серебряного лекарского шарлатанства» в Интернете. Вот истинный перл: «В последнее время во всей стране врачи регистрируют настоящий всплеск случаев аргирии. Так, доктор Билл Робертсон, медицинский директор Центра по лечению отравлений, Сиэтл, заявляет: «За последние полтора года в моей практике было шесть случаев отравления серебром из-за использования так называемых пищевых добавок. Это были первые подобные случаи за мой полувековой стаж»».

90

Герои известного мультсериала, созданные бельгийским художником Пьером Кюллифором. Прим. пер.

91

Сёрвайвелизм – движение, пропагандирующее методы выживания в постапокалиптическом мире. – Прим. пер.

92

Утверждение о том, что на молекулярном уровне все люди являются «левосторонними», можно принять лишь с некоторой натяжкой. Хотя все белки действительно закручены влево, все наши углеводы, а также ДНК закручены вправо. Тем не менее основной вывод Пастера остается верным: в самых разных условиях наши организмы способны принимать и перерабатывать лишь такие органические молекулы, которые имеют нужную хиральность. Наши клетки не могли бы транслировать молекулу ДНК, закрученную влево, а если бы нас кормили «левосторонним» сахаром, мы бы голодали.

93

Мальчика, которого Пастер вылечил от бешенства, звали Жозеф Мейстер. Позже он стал работать сторожем в институте Пастера. Острый трагизм его судьбы заключается в том, что он продолжал работать на этой должности еще в 1940 году, когда немцы оккупировали Францию. Когда один немецкий офицер потребовал от Мейстера, заведовавшего всеми ключами, чтобы тот вскрыл гробницу Пастера и показал немцу кости великого ученого, Мейстер совершил самоубийство, чтобы не опускаться до такого надругательства.

94

Компания «ИГ Фарбениндустри», в которой работал Домагк, вскоре приобрела печальную известность во всем мире, так как занялась производством инсектицида «Циклон-Б». Нацисты использовали этот смертоносный газ при массовом убийстве узников концентрационных лагерей (подробнее об этом рассказано в главе 5). Компания распалась вскоре после окончания Второй мировой войны. Многие из ее руководителей в ходе Нюрнбергского процесса были обвинены в военных преступлениях (процесс «США против Карла Крауха и др.») за содействие нацистской агрессии и жестокому обращению с узниками и пленными солдатами. Среди фирм, образовавшихся после распада «ИГ Фарбениндустри», сегодня наиболее известны Bayer и BASF.

95

Речь о Карле фон Осецком (1889–1938). – Прим. пер.

96

Тем не менее хиральность обнаруживается и на других уровнях мироздания – от субатомного до сверхгалактического. Радиоактивный бета-распад кобальта-60 – это асимметричный процесс, и космологи уже имеют предварительные доказательства того, что спиральные галактики, расположенные над северным полюсом нашей галактики, обычно вращаются по часовой стрелке, а те, что находятся под южным полюсом, – против часовой стрелки.

97

Недавно некоторым ученым удалось определить, почему патологические эффекты талидомида не проявились в ходе клинических испытаний. По некоторым причинам молекулярного характера талидомид не вызывает врожденных отклонений у мышат, а немецкая компания Грюненталь, производившая талидомид, не провела после опытов на мышах тщательных исследований на людях. В США талидомид так и не был допущен к применению для беременных женщин, так как руководитель Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов Френсис Олдэм Келси не подчинился давлению лоббистов и не пропустил этот препарат на американский рынок. Интересно, что в настоящее время талидомид возвращается в медицинскую практику – например, он оказался исключительно эффективным средством от проказы. Кроме того, это хорошее противораковое средство: талидомид замедляет рост опухолей, так как препятствует формированию новых кровеносных сосудов. Именно это свойство талидомида вызывало врожденные уродства: эмбрионы не получали достаточного количества питательных веществ для развития конечностей. Тем не менее до полного доверия талидомиду еще далеко. В большинстве государств действуют строгие правительственные протоколы, запрещающие врачам назначать талидомид женщинам детородного возраста, поскольку на момент начала лечения они могут оказаться беременны.

98

Уильям Ноулз развернул молекулу, разорвав двойную связь. Когда атом углерода образует двойные связи, от него отходит всего три «мостика» – два одиночных и один двойной. Электронов по-прежнему восемь, но они распределены между двумя связями. Атомы углерода, связанные двойными связями, обычно образуют треугольные молекулы, поскольку в такой структуре электроны отдаляются друг от друга на максимальный угол – 120°. Когда двойная связь разрывается, три связи атома углерода превращаются в четыре. В такой ситуации для максимального удаления электронов друг от друга молекула должна быть трехмерной (тетраэдр), а не плоской (квадрат). Угол между вершинами квадрата составляет 90°, а между вершинами тетраэдра – 109,5°. Но дополнительная связь может отходить от молекулы как вверх, так и вниз. В результате образуются молекулы с правосторонней или левосторонней ориентацией.

99

С «потухшими вулканами» больных летаргическим энцефалитом сравнил не Оливер Сакс, а Константин фон Эюономо, впервые описавший эту болезнь. – Прим. пер.

100

Один мой преподаватель из колледжа однажды невероятно увлек меня историей о том, как несколько человек погибли из-за удушения азотом на ускорителе частиц в Лос-Аламосе. Это произошло в 1960-е годы, при обстоятельствах, очень напоминающих трагедию, случившуюся в NASA. После этого события в Лос-Аламосе мой преподаватель всегда добавлял пять процентов диоксида углерода в те газовые смеси, с которыми ему приходилось работать на ускорителях частиц, – в качестве меры безопасности. Позже он писал мне: «Оказалось, что эта предосторожность мне пригодится – всего годом позже один аспирант, оператор установки, совершил ту же ошибку [забыл выкачать инертный газ и впустить на его место воздух, богатый кислородом]. Я вошел в корпус, находившийся под высоким давлением, полный инертного газа… то есть не успел войти, потому что едва я успел протиснуться плечами в отверстие, я уже был в отчаянии, а мои легкие надрывались: “Воздуха! Хоть каплю воздуха!”». В обычном воздухе всего 0,03 % диоксида углерода, в том единственном вдохе его было в 167 раз больше.

101

Знаменитый американский бейсболист и игрок в американский футбол. – Прим. пер.

102

К своему стыду и унижению, правительство США в 1999 году было вынуждено признать, что 26 тысяч ученых и лаборантов были намеренно подвергнуты воздействию высоких доз порошкообразного бериллия. Отравление оказалось таким сильным, что у сотен из них развился хронический бериллиоз и расстройства, связанные с этой болезнью. Большинство из отравившихся людей работали в аэрокосмической, оборонной промышленности и в атомной энергетике. Правительство решило, что эти отрасли слишком важны, чтобы приостанавливать или тормозить их развитие. Поэтому стандарты по обеспечению безопасности в этих отраслях не совершенствовались, а также не подыскивались альтернативы бериллию. На передовице Pittsburgh Post-Gazette в среду 30 марта 1999 года вышла длинная обличительная статья, посвященная этой теме. Она называлась Decades of Risk («Десятилетия риска»). Суть этой статьи передает один из подзаголовков: «Смертельный альянс: промышленников и правительство интересует оружие, а не рабочие».

103

Табаско – соус из мякоти кайенского перца, уксуса и соли; маринара – итальянский «моряцкий соус» из томатов, чеснока, пряных трав и лука. – Прим. пер.

104

Правда, ученые из Центра Монелла в Филадельфии, США, считают, что кроме сладкого, кислого, соленого, горького и острого вкуса (умами) человек также различает отдельный уникальный вкус кальция. Ученые убедительно идентифицируют этот вкус у мышей, некоторые люди также могут почувствовать, что вода обогащена кальцием. На что же похож вкус кальция? Вот выдержка из доклада о результатах исследований: «Кальций на вкус напоминает кальций, – утверждает [ведущий исследователь Майкл] Тордофф, – более точного слова не подобрать. Он горький, возможно, чуть кисловат. Но не только, так как у нас есть специальные рецепторы, различающие именно кальций».

105

Рецепторы кислого также иногда нас обманывают. Они реагируют преимущественно на ионы водорода, Н⁺, но в 2009 году ученые доказали, что они могут воспринимать и диоксид углерода. Углекислый газ, СO₂, соединяется с водой, Н₂O, и образует слабую угольную кислоту, Н₂СO₃, – возможно, именно поэтому рецепторы кислого оживляются в присутствии СO₂. Врачи обнаружили это явление, так как некоторые препараты подавляют способность ощущать диоксид углерода на вкус. Возникает физиологическое состояние, называемое «шампанский блюз». При нем все газированные напитки кажутся выдохшимися.

106

Знаменитая акция неповиновения американцев, приведшая к Войне за независимость. – Прим. пер.

107

Автор намекает на книгу английского ученого Нормана Дэвиса «Божьи игрища» об истории Польши. – Прим. пер.

108

В любом случае, жить Пьеру оставалось недолго. Эрнест Резерфорд, обладавший образной памятью, однажды рассказывал, как Пьер Кюри демонстрировал ему поразительный эксперимент с сияющим в темноте радием. В тусклом зеленоватом свете Резерфорд заметил уродливые шрамы, покрывавшие опухшие воспаленные пальцы Пьера, обратил внимание, как сложно тому было ухватить пробирку и управляться с нею.

109

Подробнее о супругах Кюри вы можете прочитать в великолепной книге Шейлы Джонс The Quantum Ten («Квантовая десятка»). В этой работе рассказано об удивительно неоднозначном и беспокойном раннем периоде развития квантовой физики (примерно до 1925 года).

110

Самой известной жертвой этого радиевого помешательства стал сталелитейный магнат Эбен Байерс, выпивавший по бутылке радиевой воды «Радитор» каждый день на протяжении четырех лет.

Промышленник был убежден, что это снадобье поможет ему обрести бессмертие. Он умер от рака, медленно зачахнув. Но Байерс относился к радию не более фанатично, чем многие другие люди; у него просто были средства, позволявшие пить столько этой воды, сколько заблагорассудится. Статья о его смерти вышла в газете Wall Street Journal под заголовком «Радиевая водичка помогала, пока он мог открывать рот».

111

Об открытии гафния подробно рассказано в книге Эрика Скерри «The Periodic Table» – подробной и прекрасно документированной работе о том, как создавалась периодическая система. Автор исследует порой странные философские взгляды и менталитет тех людей, которые стояли у истоков периодической системы.

112

Хевеши ставил опыты с тяжелой водой на золотых рыбках и на себе. В результате несколько рыбок погибли.

Гилберт Льюис также интересовался тяжелой водой, в последний раз попытавшись получить Нобелевскую премию в начале 1930-х годов именно за исследования этого соединения. Льюис знал, что Гарольд Юри открыл дейтерий – тяжелый водород, в атоме которого содержится нейтрон, – и это открытие тянет на Нобелевскую премию. Это понимали и все остальные ученые в мире, включая самого Гарольда. До этого научная карьера Юри складывалась на редкость неудачно, порой вызывая насмешки со стороны тестя с тещей. Но сразу после открытия дейтерия он пришел домой и заявил; «Дорогая, теперь все наши проблемы решены!» Льюис решил не упустить свой кусок этой гарантированной премии, исследовав биологические свойства воды, содержащей тяжелый водород. Такая идея возникала не только у него, но факультет физики Университета в Беркли, возглавляемый Эрнестом Лоуренсом, случайно располагал самыми большими запасами тяжелой воды в мире. У исследователей был целый бак воды, которая годами использовалась в экспериментах, связанных с изучением радиоактивности, и в этом резервуаре накопилось достаточно много тяжелой воды (десятки граммов). Льюис умолял Лоуренса, чтобы тот позволил ему отфильтровать тяжелую воду, и Лоуренс согласился – с тем условием, что Льюис вернет ему воду, когда закончит свои эксперименты, поскольку это вещество может понадобиться для опытов и самому Лоуренсу.

Льюис дал такое обещание и нарушил его. Выделив тяжелую воду, он решил напоить ею мышь и посмотреть, что произойдет. Один из странных эффектов тяжелой воды заключается в том, что чем больше ее пьешь, тем сильнее разжигаешь жажду, поскольку организм не может перерабатывать такую воду. Хевеши пил тяжелую воду в ничтожно малых дозах, поэтому его организм этого даже не заметил, а вот мышка Льюиса хлебала тяжелую воду несколько часов, пока не умерла. За такое изощренное убийство мыши Нобелевскую премию, конечно, не присудили, а Лоуренс был вне себя от ярости, узнав, что вся его драгоценная тяжелая вода досталась блохастому грызуну.

113

От лат. brevis – краткий. – Прим. пер.

114

Стефан Фаянс, сын Казимира Фаянса, в настоящее время занимающий пост почетного профессора по терапии внутренних болезней на медицинском факультете Мичиганского университета, любезно предоставил мне справку по этому вопросу, прислав следующее электронное письмо:

«В 1924 году мне было всего шесть лет, но либо уже тогда, либо, определенно, в последующие годы я действительно слышал от отца рассказы о некоторых деталях этой истории с Нобелевской премией. Сведения о том, что стокгольмская газета опубликовала статью с заголовком “К. Фаянс в шаге от Нобелевской премии” (не знаю, какая именно премия имелась в виду, по химии или по физике), – не вымысел, а чистая правда. Я сам видел экземпляр этой газеты. Также помню, что в этой газете был снимок моего отца, идущего на фоне стокгольмского здания (возможно, сделанный ранее) в официальном костюме, но тогда все так ходили… я слышал, что какой-то влиятельный член Нобелевского комитета блокировал инициативу по присуждению премии моему отцу. Достоверность этих утверждений проверить сложно, разве что кто-нибудь мог бы проверить протокол этого совещания. Считаю, что это секретная информация. Я знаю, что мой отец рассчитывал получить Нобелевскую премию, так как в личных разговорах ему об этом дали знать некоторые близкие сведущие люди. Он ожидал, что получит ее в следующие годы, но, как вы знаете, этого не произошло».

115

Если быть точным, Мейтнер и Ган назвали полученный ими элемент «протоактиний», только в 1949 году ученые сократили это название на одну «о».

116

Великолепный анализ роли Мейтнер, Гана и деталей присуждения Нобелевской премии сделан в статье, опубликованной в выпуске журнала Physics Today за сентябрь 1997 года. Статья называется A Nobel Tale of Postwar Injustice, написана Элизабет Кроуфорд, Рут Левин Сайм и Марком Уокером. Именно из нее взята приведенная в основном тексте цитата о Мейтнер.

117

После того как название для нового элемента было предложено, оно рассматривается только один раз и только для этого элемента. Если свидетельства об открытии элемента не подтверждаются или если Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) отвергает предложенное название, то оно больше не может выдвигаться. В случае с Отто Ганом это может показаться справедливым, но по тем же правилам ни один элемент уже не может быть назван «жолиотием» в честь Фредерика или Ирен Жолио-Кюри, поскольку это название официально рассматривалось для элемента № 105. Неизвестно, будет ли еще один шанс у «гиорсия». Возможно, какой-то элемент удастся назвать «элгиорсием», хотя ИЮПАК скептически относится к использованию в названии элемента и имен, и фамилий. Так, некогда было отклонено название «нильсборий», но элемент № 106 был назван просто борием. Это решение не удовлетворило западногерманскую исследовательскую группу, открывшую элемент № 107, так как слово «борий» слишком напоминает «бор» и «барий».

118

Согласно народным поверьям, в Трансильвании встречалось множество вампиров, в частности обитал знаменитый граф Дракула. – Прим. пер.

119

Игра слов: автор шутливо называет минерал словом «bagoshite». Суффиксом «-ite» заканчиваются названия большинства минералов, а само это слово созвучно с английским выражением «bag of shit» – «мешок дерьма». – Прим. пер.

120

Тот факт, что соединения золота и теллура были впервые обнаружены в Колорадо, отразился на карте штата: там сохранился шахтерский городок под названием Теллурид.

121

Здесь хотелось бы пояснить несколько широко распространенных терминов, которые часто путают. Люминесценция – это общее название всех явлений, связанных с поглощением и излучением света. Флуоресценция – это очень быстротечный процесс, описываемый в данной главе. Фосфоресценция напоминает флуоресценцию – в ней участвуют молекулы, поглощающие высокочастотный свет и излучающие низкочастотный. Но фосфоресцирующие молекулы накапливают энергию, как батарейки, и светятся еще довольно долго после того, как свет выключают. Очевидно, оба термина – флуоресценция и фосфоресценция – производим от названий элементов из периодической системы. Это соответственно фтор и фосфор – два наиболее важных элемента в тех молекулах, в которых химикам впервые удалось обнаружить эти явления.

122

Леви П. Периодическая система. М.: Текст, 2008.

123

Датчанин Ганс Христиан Эрстед получил алюминий из глинозема в 1825 году, а немец Фридрих Вёлер – в 1827-м, воспользовавшись уже другой химической реакцией. – Прим. пер.

124

Форт-Нокс – военная база, где хранится золотой запас США. – Прим. пер.

125

Согласно закону Мура, количество вычислительных элементов на кристалле микросхемы удваивается раз в полтора года. Интересно отметить, что этот закон остается справедлив с конца 1960-х. Если бы этот закон действовал и в алюминиевой промышленности, через двадцать лет после основания компания «Алкоа» должна была бы производить 20 тонн металла ежедневно, а не 45. Итак, алюминий показал хорошие результаты, но не смог сравниться в успехе со своим соседом по периодической системе, кремнием.

126

Существуют разные данные относительно величины капитала Чарльза Холла к моменту его смерти. 30 миллионов долларов – это максимальная оценка. Возможно, путаница возникла из-за того, что споры о наследстве Холла продолжались в течение еще четырнадцати лет после его смерти. Треть его состояния отошла Оберлинскому колледжу.

127

Цитата из романа Бедфорд A Legacy («Наследство»).

128

Если уж говорить о странных хобби, то в такой книге занятных историй, связанных с химическими элементами, я не могу обойти вниманием следующую. Речь пойдет об одной анаграмме, которая получила в мае 1999 года специальный приз на сайте Anagrammy.com. Насколько я могу судить, эта «дважды верная анаграмма» является орфографическим шедевром тысячелетия. Из английских названий тридцати элементов, попавших в первую группу, можно составить названия тридцати других элементов – также по-английски:

Hydrogen (водород) + zirconium (цирконий) + tin (олово) + oxygen (кислород) + rhenium (рений) + platinum (платина) + tellurium (теллур) + terbium (тербий) + nobélium (нобелий) + chromium (хром) + iron (железо) + cobalt (кобальт) + carbon (углерод) + aluminum (алюминий) + ruthenium (рутений) + silicon (кремний) + ytterbium (иттербий) + hafnium (гафний) + sodium (натрий) + selenium (селен) + cerium (церий) + manganese (марганец) + osmium (осмий) + uranium (уран) + nickel (никель) + praseodymium (празеодим) + erbium (эрбий) + vanadium (ванадий) + thallium (таллий) + plutonium (плутоний)

=

Nitrogen (азот) + zinc (цинк) + rhodium (родий) + helium (гелий) + argon (аргон) + neptunium (нептуний) + beryllium (бериллий) + bromine (бром) + lutetium (лютеций) + boron (бор) + calcium (кальций) + thorium (торий) + niobium (ниобий) + lanthanum (лантан) + mercury (ртуть) + fluorine (фтор) + bismuth (висмут) + actinium (актиний) + silver (серебро) + cesium (цезий) + neodymium (неодим) + magnesium (магний) + xenon (ксенон) + samarium (самарий) + scandium (скандий) + europium (европий) + berkelium (берклий) + palladium (палладий) + antimony (сурьма) + thulium (тулий).

Это очень интересно, хотя задача упрощается благодаря множеству названий элементов, оканчивающихся на – ий. Но самое поразительное, что если заменить названия всех этих элементов на их атомные номера, равенство сохраняется.

1 + 40 + 50 + 8 + 75 + 78 + 52 + 65 + 102 + 24 + 26 + 27 + 6 + 13 + 44 + 14 + 70 + 72 + 11 + 34 + 58 + 25 + 76 + 92 + 28 + 59 + 68 + 23 + 81 + 94

=

7 + 30 + 45 + 2 + 18 + 93 + 4 + 35 + 71 + 5 + 20 + 90 + 41 + 57 + 80 + 9 + 83 + 89 + 47+ 55 + 60 + 12 + 54 + 62 + 21 + 63 + 97 + 46 + 51 + 69

=

1416

Автор этой анаграммы Майк Кейт отмечает, что это творение, насколько ему известно, – «самая длинная дважды верная анаграмма из когда-либо составленных (как из названий химических элементов, так и из слов, относящихся к какому-либо другому множеству)».

Здесь также хотелось бы упомянуть неподражаемую песню Тома Лерера The Elements («Элементы»). Он обработал мелодию выходной арии Генерал-Майора из комической оперы Гилберта и Салливана «Пейзанские пираты» и положил на нее названия всех химических элементов, которые он успевает проговорить всего за восемьдесят шесть секунд. Можете найти эту песенку на YouTube по запросу «There’s antimony, arsenic, aluminum, selenium».

129

Плутонистов иногда называли вулканистами – в честь Вулкана, древнеримского бога подземного огня. Это прозвище намекает на то, что плутонисты подчеркивали роль вулканов в горообразовании.

130

Дёберейнер назвал свои группы элементов не триадами, а «сродствами», в рамках более обширной теории химического сродства. Именно этот термин употребил Гёте (часто посещавший лекции Дёберейнера в Йене) в названии своего романа «Избирательное сродство».

131

Еще один дизайнерский шедевр, вдохновленный периодической системой, – это декоративный столик, выполненный в виде деревянной таблицы Менделеева. Его автором является Теодор Грей. На крышке стола имеется более ста ячеек, в которых Грей поместил образцы всех существующих элементов, в том числе из тех, что синтезированы искусственно. Разумеется, некоторые элементы представлены там в микроскопических количествах. Содержащиеся на столике образцы франция и астата, самых редких элементов, – это, на самом деле, кусочки урана. Но Грей утверждает, что в этих кусочках наряду с ураном наверняка присутствует некоторое количество этих исключительно редких атомов. Это основательное и честное утверждение, учитывая, какие ничтожные объемы франция и астата были получены учеными. Кроме того, поскольку большинство элементов таблицы – это серебристо-серые металлы, их все равно очень сложно отличить друг от друга.

132

Кольцо всевластья – волшебный артефакт из книги Толкиена «Властелин колец». Многие герои книги испытывали непреодолимое и разлагающее желание обладать кольцом. – Прим. пер.

133

О металлургических тонкостях ручки «Паркер 51» можно прочитать в статье Who Was This Man? Дэниэла Эй. Зезоува и Л. Майкла Фультца, вышедшей в осеннем выпуске Pennant – официального издания Американского союза коллекционеров ручек – за 2000 год. Статья – великолепный образец истории об увлеченном любителе, о том, как сохранился мрачный, но чарующий эпизод американской истории. Другие интересные ресурсы о ручках «Паркер» – сайты Parker51.com и Vintagepens.com.

На самом деле, знаменитый наконечник ручки «Паркер» на 96 % состоял из рутения и на 4 % – из иридия. В рекламе новой ручки фирма «Паркер» утверждала, что наконечник изготовлен из сверхпрочного сплава «платения» – вероятно, чтобы дезориентировать конкурентов и создать видимость того, что ключом к успеху была дорогостоящая платина.

134

Текст письма Твена, направленного в «Ремингтон» (которое было опубликовано дословно), таков: «ДЖЕНТЛЬМЕНЫ: Пожалуйста, не используйте мое имя каким-либо образом. Даже не разглашайте того факта, что у меня есть эта вещь. Я совершенно перестал пользоваться пишущей машинкой по той простой причине, что не могу написать на ней никому ни единого письма – ведь в ответ меня обязательно попросят не только описать эту машину, но и рассказать, каких успехов я добился в ее использовании и пр. и пр. Мне не нравится писать письма, поэтому я и не хочу, чтобы люди знали, что у меня есть эта игрушка, возбуждающая всеобщее любопытство. Искренне ваш, Сэмюэл Л. Клеменс».

135

Американская торговая сеть, существующая с конца XIX века. – Прим. пер.

136

Термин «патологическая наука» придумал химик Ирвинг Ленгмюр, прочитавший лекцию об этом явлении в 1950-е годы. Два интересных факта о Ленгмюре: он был тем самым молодым и талантливым коллегой Гилберта Льюиса, что не только получил Нобелевскую премию, на которую рассчитывал Льюис, но и непочтительно говорил с Льюисом за обедом, возможно, подтолкнув того к самоубийству (см. главу 1). В более зрелом возрасте Ленгмюр крайне увлекался идеей об управлении погодой путем посева облаков. Он настолько спутанно представлял себе этот процесс, что сам чуть было не скатился в патологическую науку. Что ж, даже лучшие из лучших от этого не застрахованы.

В этой главе я несколько вольно трактовал ленгмюровское определение патологической науки, так как авторское определение этого феномена довольно узкое и формальное. Еще одну попытку дать дефиницию патологической науке сделал Дени Руссо, автор замечательной статьи Case Studies in Pathological Science, подготовленной для журнала American Scientist в 1992 году. Тем не менее я отклоняюсь и от формулировки Руссо, чтобы учесть и такие науки, как палеонтология, которая не так сильно опирается на точные данные, как другие, более известные варианты патологической науки.

137

Филипп Крукс, брат Уильяма, погиб на судне, команда которого прокладывала один из первых трансатлантических телеграфных кабелей.

138

Уильям Крукс имел мистические, пантеистические, спинозов-ские представления о природе, в рамках которых каждое явление является гранью «единственного существующего вида материи». Возможно, это объясняет, почему он считал себя способным контактировать с духами и привидениями – ведь он состоял из одной с ними материи. Но если призадуматься, то такие воззрения кажутся довольно странными с учетом того, что Крукс сделал себе имя в науке, открывая новые элементы. Ведь элементы по определению являются несхожими вариантами материи!

139

Знаменитая в Америке битва между американской кавалерией и объединенными силами индейцев сиу и шайеннов в июне 1876 года. – Прим. пер.

140

Подробнее о связи между марганцем и мегалодоном вы можете прочитать у Бена С. Рёша, опубликовавшего статью о том, насколько маловероятна возможность того, что мегалодон мог сохраниться до наших дней. Статья была опубликована в журнале Cryptozoology Review (слово-то какое – «криптозоология»!) в 1998 году, позже автор возвращался к этой теме в 2002 году.

141

Существует еще одна странная связь между химическими элементами и психологией, отмеченная Оливером Саксом в его книге «Пробуждения». Автор пишет, что передозировка марганца может повредить человеческий мозг и привести к развитию той же болезни Паркинсона, какую он лечил в своей больнице. Это, конечно, редкий вариант болезни Паркинсона, и врачи не вполне понимают, почему этот токсичный элемент бьет именно по мозгу, а не по другим жизненно важным органам.

142

Полулегендарный американский военный аэродром на юге штата Невада, вблизи которого, по некоторым версиям, регулярно происходят встречи с НЛО. – Прим. пер.

143

Аламо – крепость, защитники которой (американцы) героически отбивали натиск мексиканской армии во время Техасской революции с 23 февраля по 6 марта 1836 года и погибли почти все до единого; американский символ «последнего бастиона». – Прим. пер.

144

Подсчет слонов велся следующим образом. По данным зоопарка Сан-Диего, самый крупный из когда-либо пойманных слонов весил почти одиннадцать тонн. Люди и слоны состоят примерно из одного и того же биоматериала, в основном – из воды, поэтому они вполне сравнимы по плотности. Чтобы вычислить относительный объем человека, который обладал бы аппетитом, как у палладия, мы можем просто умножить 115 килограммов (вес толстяка) на 900 (плотность воды) и разделить это число на вес слона. Получается, наш человек-палладий мог бы проглотить 9,4 слона. Но не забывайте, что это был вес самого крупного слона. Обычный слон весит примерно 8 тонн – вот и получается дюжина.

145

Немецкий дирижабль «Гинденбург», в качестве подъемного газа в котором использовался водород, потерпел крушение в Нью-Йорке из-за возгорания водорода. – Прим. пер.

146

Описываемая статья Дэвида Гудстейна называется «Что произошло с холодным термоядерным синтезом?». Она вышла в осеннем выпуске журнала American Scholar за 1994 год.

147

Американский астронавт, первым ступивший на поверхность Луны. – Прим. пер.

148

Вероятно, гипотеза о том, что именно оловянная чума обрекла на гибель экспедицию Роберта Фолкона Скотта, появилась после выхода статьи в газете New York Times, хотя на самом деле в статье высказывалась точка зрения, согласно которой повреждены были сами канистры, в которых Скотт и его люди оставили еду и другие необходимые вещи. Только позже беду стали увязывать с рассыпавшимся оловянным припоем. Кроме того, в разных источниках встречаются самые разные факты о том, какой материал Скотт применял в качестве укупорки – упоминается, в частности, кожаная укупорка, чистое олово, сплав олова со свинцом и т. д.

149

Кстати, плазма – это наиболее распространенное состояние вещества во Вселенной, так как именно из нее в основном и состоят звезды. Образцы плазмы (правда, очень холодной) встречаются и в верхних слоях земной атмосферы, где исходящие от Солнца космические лучи ионизируют молекулы разреженного газа. Именно благодаря этим лучам возникает удивительный естественный свет – северное сияние. При таких высокоскоростных столкновениях частиц также может образовываться антивещество.

150

К числу других коллоидов относятся студень, туман, взбитые сливки и некоторые разновидности цветного стекла. Твердые пены, упомянутые в главе 17, совмещающие в себе твердое и газообразное состояние, также являются коллоидами.

151

Бартлетт выполнил два важнейших эксперимента с ксеноном в пятницу, подготовка к опытам заняла у него целый день. К тому времени, когда он вскрыл сосуд и убедился, что реакция произошла, было уже за семь вечера. Ученый был настолько взволнован, что выскочил из лаборатории в коридор и стал громко звать коллег. Но все уже отправились домой на выходные, и Бартлетту пришлось праздновать победу в одиночестве.

152

Шриффер, бывший член трио BCS, в конце жизни пребывал в мрачном кризисе. В таком состоянии он оказался виновником трагедии – убил двух людей, парализовал одного и ранил еще пятерых, устроив страшное ДТП на шоссе в Калифорнии. После того как семидесятичетырехлетний Шриффер получил девять штрафов за превышение скорости, у него временно отняли водительские права, но он все равно решил прокатиться на своем новом спортивном «Мерседесе» из Сан-Франциско в Санта-Барбару. Шриффер погнал по шоссе со страшной скоростью, но при этом умудрился заснуть за рулем и врезался в микроавтобус на скорости 111 миль в час. Шрифферу грозило восьмимесячное заключение в тюрьме графства, но после того, как члены семей жертв дали показания, судья ужесточился и сказал, что «Шриффер должен испытать, что такое тюрьма штата». Агентство Ассошиэйтед Пресс цитировало Леона Купера, некогда бывшего коллегой Шриффера; Леон обескураженно пробормотал: «Это не тот Боб, с которым я работал… не тот Боб, которого я знал».

153

Теперь, чтобы немного смягчить эту категоричную формулировку, попробую объяснить, почему многие люди ошибочно трактуют принцип неопределенности и полагают, что, измеряя что-либо, мы тем самым изменяем измеряемое. Этот феномен называется эффектом наблюдателя. Фотоны света – пожалуй, самые крошечные инструменты, при помощи которых ученые могут зондировать предметы, но фотоны не слишком уступают по размеру электронам, протонам и другим элементарным частицам. Поэтому сталкивать фотоны с такими частицами и по скорости их отскакивания пытаться определить скорость и размеры зондируемых частиц – все равно что пытаться измерить скорость грузовика, врезавшись в него на микроавтобусе. Да, вы получите интересующую вас информацию, но непременно собьете грузовик с курса, которым он двигался. А во многих эпохальных экспериментах в истории квантовой физики при наблюдении спина, скорости или положения элементарной частицы сама реальность эксперимента зачастую изменяется непредсказуемым образом. Таким образом, можно утверждать, что для понимания любых происходящих при этом изменений необходимо учитывать принцип неопределенности. Но причина самих изменений заключается в эффекте наблюдателя – совершенно другом феномене. Скорее всего, люди путают два этих явления потому, что наше общество просто нуждается в метафоре вида «мы изменяем предмет уже самим фактом наблюдения этого предмета», а принцип неопределенности хорошо вписывается в такую метафору.

154

Ошибка Бозе была статистической. Если вы хотите рассчитать вероятность выпадения орла или решки при двух бросках монеты, то можете угадать правильный ответ (в половине случаев), рассмотрев четыре варианта: ОО, ОР, РО и РР. Бозе учел варианты ОР и РО как всего один, а не два, поэтому получил в ответе треть случаев.

155

Университет Колорадо поддерживает отличный сайт, на котором доступно объясняется агрегатное состояние БЭК. Там вы найдете некоторое количество компьютерных анимаций и интерактивных инструментов: http://www.colorado.edu/physics/2000/bec/. Корнелл и Виман разделили эту Нобелевскую премию с Вольфгангом Кеттерле – немецким физиком, который также получил конденсат Эйнштейна – Бозе вскоре после них и помог объяснить необычные свойства этого агрегатного состояния.

К сожалению, всего через три года после получения премии Корнелл тяжело заболел. В самом конце октября 2004 года он попал в больницу с «гриппом» и болью в плече, а вскоре впал в кому. Обычная стрептококковая инфекция превратилась в некротический фасцит – тяжелое заболевание мягких тканей, которое иногда называют «плотоядной инфекцией». Чтобы сдержать распространение болезни, хирурги ампутировали ему левую руку до плеча, но это не помогло. Корнелл балансировал на грани жизни и смерти около трех недель, пока врачам не удалось стабилизировать его состояние. Позднее он выздоровел.

156

Знаменитый протестантский гимн. – Прим. пер.

157

Паттерман написал об увлечении сонолюминесценцией и о своих профессиональных опытах в этой области три статьи, которые вышли в февральском номере журнала Scientific American за 1995 год, майском номере журнала Physics World за 1998 год и августовском номере Physics World за 1999 год.

158

Этот звук различают охотничьи собаки, но не слышат люди. – Прим. пер.

159

Один из теоретических прорывов в области исследования пузырьков интересным образом отразился на проведении летней Олимпиады в Пекине. В 1993 году два физика из дублинского Университета Тринити, Роберт Фелан и Деннис Уэйр, нашли новое решение «задачи Кельвина». Проблема сводится к тому, как получить пузырьковую пенообразную структуру с минимально возможной площадью поверхности. Кельвин предлагал создать пену из четырнадцатигранных пузырьков. Но ирландский тандем нашел более удачное решение, скомбинировав двенадцатигранники с четырнадцатигранниками. В результате площадь поверхности пены удалось сократить на 0,3 %. Архитектурная компания, занимавшаяся оформлением пекинской Олимиады-2008, обратилась к работе Фелана и Уэйра, создав в Пекине «Водяной куб» – национальный плавательный комплекс, где блистал Майкл Фелпс.

Чтобы меня не обвинили в пристрастии к пузырькам, вкратце упомяну еще об одной области исследований, которая развивается в наши дни, – это наука об «антипузырьках». В отличие от пузырьков – тонких жидкостных сфер, в которых заключен воздух, – антипузырьки представляют собой воздушные сферы, где находятся мельчайшие капли жидкости. Естественно, антипузырьки не всплывают, а тонут.

160

Если требуется выполнить новую калибровку национального эталона килограмма, представители государства должны по факсу отправить официальное заявление, в котором будет следующая информация: 1) подробное описание того, как килограмм будет транспортироваться через службы безопасности аэропорта и французскую таможню, и 2) уточнение того, когда МБВМ должно вымыть эталон – до или после выполнения измерений. Эталон килограмма моют в ацетоне (основа жидкости для снятия лака с ногтей), а потом насухо вытирают безворсовой марлей. После мытья и после каждого употребления сотрудники МБВМ на несколько дней оставляют килограмм в покое, чтобы он стабилизировался, лишь потом к нему вновь можно прикасаться. С учетом всех циклов очистки и измерения процедура калибровки вполне может растянуться на месяцы.

Интересно, что США обладает двумя копиями эталона килограмма – К4 и К20. Копия К20 считается официальной по той простой причине, что она находится во владении США дольше, чем К4. Кроме того, в США есть еще три совершенно неофициальных эталона килограмма, два из которых были приобретены Национальным институтом стандартов и технологий в течение последнего времени. Они выполнены из нержавеющей стали, поэтому гораздо крупнее, чем платиново-иридиевые эталоны. Имея эти стальные цилиндры, а также учитывая все проблемы, связанные с доставкой эталонов в Париж по воздуху, Зейна Джаббур не спешит везти К20 в Париж. Калибровка по стальному эталону на практике тоже вполне приемлема.

В течение прошлого века МБВМ трижды приказывало свезти в Париж все национальные эталоны килограммов для контрольной калибровки, но в ближайшем будущем этого делать не планируется.

161

Если быть точным, в основе работы цезиевых часов лежит явление сверхтонкого расщепления электронов. Тонкое расщепление электронов можно сравнить с полутоновым интервалом в музыке, а сверхтонкое – с разницей в четверть или даже в восьмую часть тона.

В наши дни цезиевые часы остаются мировым стандартом отсчета времени, но на практике их все чаще заменяют рубидиевыми часами, поскольку они компактнее цезиевых и их удобнее перевозить. Рубидиевые часы часто доставляют в разные уголки планеты для сравнения и координации стандартов времени в разных регионах мира, точно как международный эталон килограмма.

162

В библейском мифе о пире Валтасара эти таинственные слова огненными буквами выступили на стене царских покоев. Пророк Даниил объяснил их как знак скорой гибели царя Валтасара и заката его царства. В переносном смысле фраза «мене, текел, упарсин» употребляется как синоним грозного предзнаменования. – Прим. пер.

163

Примерно в то же время, когда Эддингтон исследовал константу альфа, великий физик Поль Дирак взялся за популяризацию идеи об изменчивых константах. На атомном уровне электрическое притяжение между протонами и электронами превращает гравитационное притяжение между ними в микроскопическую величину. Эта разница составляет около 10⁴⁰ – непостижимые 10 000 триллионов триллионов триллионов раз. Кроме того, Дирак интересовался тем, как быстрые электроны проносятся через атомы, и сравнивал эти доли наносекунды со временем, которое требуется лучам света для пересечения всей Вселенной. О чудо! – эта разница также оказалась равной 10⁴⁰. Неудивительно, что чем более пристально Дирак изучал эту проблему, тем более явными становились подобные соотношения: размер Вселенной по сравнению с размером электрона, масса Вселенной по сравнению с массой протона и т. д. Кроме того, Эддингтон также высчитал, что общее количество протонов и электронов во Вселенной составляет 10⁴⁰ в степени 10⁴⁰. Дирак и другие физики пришли к выводу, что существует какой-то неизвестный физический закон, благодаря которому все эти соотношения оказываются одинаковыми. Единственная проблема заключалась в том, что в основе некоторых соотношений лежали изменяющиеся величины – например, размер расширяющейся Вселенной. Чтобы сохранить равенство этих соотношений, Дирак предложил радикальную идею: возможно, гравитационная сила со временем ослабла. Единственный вариант непротиворечивого объяснения этого феномена заключался в том, что гравитационная постоянная g уменьшилась.

Идеи Дирака достаточно быстро были признаны несостоятельными. Среди важнейших его просчетов, на которые указывали другие ученые, был и следующий: яркость звезд тесно связана с величиной g, и если допустить, что в прошлом g была значительно выше, то на Земле бы не было океанов – они бы просто выкипели под действием аномально яркого Солнца. Но поиски Дирака вдохновили других исследователей. На пике этих исследований в 1950-е годы один ученый даже предположил, что все фундаментальные константы постепенно уменьшаются. Это, в свою очередь, означало бы, что не Вселенная увеличивается, как принято считать, а напротив, Земля и сами люди уменьшаются! Вся история с изменчивыми константами напоминала историю алхимии: даже если допустить, что в рамках алхимии ставились настоящие научные эксперименты, их очень сложно отделить от мистицизма. Ученые порой вспоминают об изменчивых константах, когда требуется объяснить те или иные космологические тайны, возникающие с наступлением новых эпох в развитии науки. Например, одной из таких тайн является гипотеза ускоряющейся Вселенной.

164

Эти исследования подробно описаны в статье Джона Уэбба – одного из австралийских астрономов, работающих в этой области. Статья вышла в апрельском выпуске журнала Physics World за 2003 год и называется Are the Laws of Nature Changing with Time? («Изменяются ли законы природы с течением времени?»). Кроме того, в 2008 году мне довелось взять интервью у Майка Мёрфи – коллеги Уэбба.

165

В других экспериментах, связанных со значением константы альфа, ученые не раз задавались вопросом, почему физики из разных лабораторий во всем мире так и не могут окончательно согласовать скорость распада определенных радиоактивных атомов. Такие эксперименты совершенно просты, поэтому непонятно, из-за чего у разных исследовательских групп получаются разные результаты. Но подобная разница фиксируется при распаде атомов самых разных элементов: кремния, радия, марганца, титана, цезия и т. д.

Ученые из Англии, попытавшиеся разрешить эту загадку, заметили, что несхожие результаты экспериментов по измерению скорости радиоактивного распада получены группами физиков, ставивших опыты в разные времена года. После этого английская группа выдвинула оригинальное предположение, согласно которому постоянная тонкой структуры может варьировать в зависимости от того, в какой точке околосолнечной орбиты находится Земля. Ведь в определенные периоды года Земля расположена ближе к Солнцу, чем в другие. Существуют и другие возможные объяснения, почему скорость распада радиоактивных атомов может периодически варьировать. Однако изменения константы альфа гораздо более интригующие. Было бы по-настоящему интересно узнать, может ли ее значение заметно варьировать даже в пределах нашей Солнечной системы!

166

Невероятно, но как раз среди христианских фундаменталистов есть немало людей, которые ждут не дождутся от ученых доказательств в пользу изменчивости константы альфа. Если подробнее разобраться в математических основах этой константы, оказывается, в частности, что в формуле для ее определения учитывается скорость света. Существует довольно спекулятивное допущение, что если значение альфа в прошлом менялось, то могла меняться и скорость света. В настоящее время все, включая креационистов, уже соглашаются, что свет далеких звезд несет в себе определенные сведения о событиях, происходивших миллиарды лет назад (по крайней мере, может нести такую информацию). Чтобы объяснить вопиющие противоречия между этой информацией и хронологией, изложенной в книге Бытия, некоторые креационисты утверждают, что Господь создал Вселенную, в которой уже двигались потоки света. Якобы Он сделал это, чтобы испытать верующих и заставить их выбрать между Богом и наукой (подобные заявления делаются и относительно костей динозавров). Менее радикальных креационистов эта идея не устраивает, поскольку она выставляет Бога коварным и даже жестоким существом. Однако если в далеком прошлом скорость света была в миллиарды раз выше, проблема снимается. В таком случае Господь действительно мог создать всю Вселенную шесть тысяч лет назад, а наше незнание истинной природы скорости света и постоянной тонкой структуры не позволяет нам постичь эту истину. Необходимо отметить, что многие ученые, разрабатывающие проблемы изменчивости констант, приходят в ужас от того, что их работа допускает подобные трактовки. Так или иначе, исследования изменчивости констант продолжают бурно развиваться, а количество так называемых физиков-фундаменталистов в этой научной дисциплине очень невелико.

167

Сохранилась знаменитая фотография, на которой Энрико Ферми изображен у доски, а на доске просматривается записанное им уравнение, определяющее постоянную тонкой структуры (альфа). Самое интересная деталь в данной фотографии заключается в том, что Ферми немного перепутал уравнение. Правильное тождество записывается так: α = е²/ħс, где е – заряд электрона, ħ – постоянная Планка (h), деленная на два π-, а с – скорость света. На фотографии записано равенство а = ħ²/ec. Неизвестно, действительно ли Ферми допустил здесь ошибку либо хотел просто подшутить над фотографом.

168

Если вы хотите поближе познакомиться с уравнением Дрейка – предлагаю его ниже. Обозначим через N количество тех цивилизаций в галактике, которые, возможно, пытаются установить с нами контакт. В таком случае:

N=R^* × f_p × n_e × f₁ × f_i × f_c × L

где R* – скорость звездообразования в нашей галактике, f_p – доля звезд, у которых есть планеты, n_e – среднее количество пригодных для жизни планет у одной звезды. f₁, f_i и f_c – это соответственно обитаемые планеты, планеты с разумной жизнью и планеты с такими цивилизациями, которые могут искать межпланетного контакта. L – это период времени, в течение которого инопланетная цивилизация может посылать сигналы в космос прежде, чем исчезнет.

Первоначально Дрейк исходил из следующих расчетов. В нашей галактике ежегодно образуется 10 звезд (R^* = 10), у половины из этих звезд появляются планеты (f_p = 1/2), около каждой звезды имеется примерно два мира, пригодных для жизни (n_e = 2, хотя в нашей планетной системе таких миров около семи – Венера, Марс, Земля и некоторые спутники Юпитера и Сатурна). На одной из планет в каждой системе может развиться жизнь (f₁ = 1). Примерно на каждой сотой из этих планет разовьется разумная жизнь (f_i = 1/100), на одном проценте планет, обладающих разумной жизнью, цивилизация выйдет из каменного века и усовершенствуется настолько, что сможет посылать сигналы в космос (f_c = 1/100), причем такие попытки будут предприниматься на протяжении около 10 тысяч лет. Подставив в уравнение эти значения, получим около десяти цивилизаций, которые пытаются вступить в контакт с землянами.

Мнения об этих значениях порой расходятся кардинально. Дункан Форган, астрофизик из Университета Эдинбурга, недавно пересчитал уравнение Дрейка методом Монте-Карло. Он ввел случайные величины для каждой переменной, а потом вычислил несколько тысяч результатов, чтобы найти наиболее вероятные значения. В то время, как у Дрейка получилось всего десять цивилизаций, которые могли бы искать контакта с нами, Форган насчитал 31 574 цивилизации только в нашей галактике. Соответствующая статья находится в Интернете по адресу http://arxiv.org/abs/0810.2222.

169

Третья из четырех фундаментальных сил – это слабое ядерное взаимодействие, регулирующее протекание бета-распада в ядрах атомов. Интересно отметить, что франций существует какое-то время именно потому, что на фоне борьбы сильного взаимодействия и электрических сил в атоме элемента действует еще и слабое взаимодействие, немного сглаживающее эту борьбу. Четвертая фундаментальная сила – это сила тяжести (гравитация). Сильное ядерное взаимодействие в сотни раз превосходит электромагнитные силы, а электромагнитные силы в сто миллиардов раз превосходят слабое взаимодействие. В свою очередь, слабое ядерное взаимодействие в десять миллионов миллиардов раз сильнее, чем гравитация. Чтобы представить себе масштабы этих соотношений, вспомните приведенный выше пример, описывающий низкую распространенность астата. Сила гравитации доминирует в нашей повседневной жизни исключительно потому, что сильные и слабые ядерные взаимодействия имеют крошечный радиус, а соотношение протонов и нейтронов вокруг нас достаточно равное, чтобы почти полностью нивелировать электромагнитные силы.

170

На протяжении долгих десятилетий физики старательно синтезировали все новые сверхтяжелые элементы, атом за атомом. Но в 2008 году израильские ученые объявили, что им удалось выделить элемент № 122, воспользовавшись традиционным химическим методом. Эти исследователи (группа под руководством Амнона Маринова) несколько месяцев кряду просеивали естественные образцы тория, после чего заявили, что получили некоторое количество атомов сверхтяжелого элемента № 122, расположенного в таблице Менделеева ровно на период ниже тория. Самый невероятный аспект этого предприятия заключался даже не в том, что новый элемент удалось получить старомодным способом, а в том, что, по данным израильтян, новый элемент обладает периодом полураспада более 100 миллионов лет! Это казалось настолько невероятным, что многие ученые подозрительно отнеслись к такому открытию. Аргументы в пользу его подлинности становятся все слабее, но по состоянию на конец 2009 года израильская группа не отказалась от своего заявления.

171

Говоря об упадке латыни в разных областях науки, но не в таблице Менделеева, интересно отметить следующий факт. Когда в 1984 году группе исследователей из ФРГ удалось получить элемент № 108, немцы решили дать ему название «хассий» в честь латинского названия земли Гессен в Германии. Латинское название показалось им более предпочтительным, чем, например, «дойчландий».

172

Интересно упомянуть об одном новаторском способе представления периодической системы, пусть и традиционном по форме. В Оксфорде стали ездить автобусы и такси, на бортах которых изображены столбцы периодической системы. От шин до крыши они усыпаны клеточками с элементами, выполненными в основном в пастельных тонах. Проект спонсируется Оксфордским научным парком. См. http://www.oxfordinspires.org/newsfromImageWorks.htm.

Кроме того, на сайте http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/vyhledav/chemici2.html можно найти варианты таблицы Менделеева более чем на 200 различных языках, в том числе на мертвых, например коптском и древнеегипетском.

173

Магматическая монолитная скала, по форме напоминающая колонну. – Прим. пер

Вернуться к просмотру книги