Жизнь замечательных устройств

Аркадий Курамшин, 2018

Как прославиться химику? Очень просто! В честь него могут быть названы открытая им реакция, новое вещество или даже реагент! Но если этого недостаточно, то у такого ученого есть и ещё один способ оставить память о себе: разработать посуду, прибор или другое устройство, которое будет называться его именем. Через годы название этой посуды сократится просто до фамилии ученого – в лаборатории мы редко говорим «холодильник Либиха», «насадка Вюрца». Чаще можно услышать что-то типа: «А кто вюрца немытого в раковине бросил?» или: «Опять у либиха кто-то лапку отломал». Героями этой книги стали устройства, созданные учеными в помощь своим исследованиям. Многие ли знают, кто такой Петри, чашку имени которого используют и химики, и микробиологи, а кто навскидку скажет, кто изобрёл такое устройство, как пипетка? Кого поминать добрым словом, когда мы закапываем себе в глаза капли?

1300-1600. Алхимические танцы драконов

Хотя алхимики и пытались постичь природу вещей, разработав в свое время привычные для нас лабораторные методы работы с веществами, очень часто и очень многие из служителей Гермеса Триждывеличайшего целью всей своей жизни считали разработку методов трансмутации металлов в золото и создание философского камня.

Безусловно, такой подход к постановке исследовательских задач не смог не создать им не самую идеальную репутацию. В восемнадцатом веке, когда алхимия потеряла префикс и стала химией, химики, вероятно, чтобы откреститься от «проклятого прошлого», пустили в оборот живущие и по настоящее время легенды, в которых алхимики выставлялись шарлатанами, обманщиками, занимавшимися оккультизмом и сомнительными способами получения дохода. Эти легенды, в свою очередь, привели к тому, что, начиная с восемнадцатого века, алхимию стали воспринимать как лженауку, помеху, которая не давала развиваться «настоящей химии», причем под «настоящей химией» с того же 18-го века каждый век подразумевалась химия, современная веку текущему.

Тем не менее, четыре или пять десятков лет назад специалисты по истории науки вновь обратили внимание на «благородное искусство» алхимии, пытаясь оценить непредвзято и свежим взглядом то, какое влияние алхимические практики оказали на интеллектуальное и культурное развитие Европы средневековой и, конечно, современного мира. Результатом исследований стало переосмысление отношения к алхимии и замена многих легенд и мифов на более достоверную информацию и более аргументированные обобщения.

Да, конечно, никто не спорит, что было время, когда ловкий человек, выдавая себя за адепта тайного искусства (или просто адепт тайного искусства, стремящийся получить побольше золота, но не путем трансмутации), одетый в мистическое одеяние, делая непонятные пассы руками и бормоча под нос непонятные слова, обещал какому-нибудь блистательному владетельному пфальцграфу философский камень или эликсир вечной молодости, взамен прося сущую мелочь — кошель (ну или мешок) золота. Это существовало тогда, но разве это исчезло по прошествии времен? Непонятные слова и загадочные пассы руками сохранились и дополнились презентациями, халат и колпак, расшитый звездами, сменились на белый лабораторный халат, вместо эликсира вечной молодости можно упомянуть, скажем, «графеновые фильтры для очистки воды от радиоактивных металлов», да и современные бароны, маркизы и блистательные пфальцграфы, как и века назад, временами бывают готовы заплатить за продукт, полученный с помощью «тайного знания», налогами, собранными в своих вотчинах.

Да, действительно, одной из главных целей алхимии был поиск способов трансмутации металлов в золото. Этот традиционный для алхимии квест появился в первых веках нашей эры в перенявшем греческую и римскую культуры Египте, поиски рецепта трансмутации продолжились в Средние века и в христианских, и в исламских королевствах, но вот основной и единственной задачей алхимии обращение металлов в золото стало рассматриваться, как это не удивительно, во времена научной революции шестнадцатого-семнадцатого веков. Однако не трансмутация единая интересовала алхимиков — в процессе своих поисков алхимики выдвигали многочисленные и сложные теории строения всего сущего, основанные на результатах наблюдения процессов как естественным образом протекавших в природе, так и результатов собственных экспериментов. Большинство этих теорий (если не все) в конечном итоге были опровергнуты, но именно они в конечном итоге послужили становлению того, что мы сейчас называем «научный метод» — доказательство свой аргументации с помощью фактов, а не ссылок на авторитеты и числа «лайков» на странице учёного в социальной сети.

Одной из главных ошибок алхимиков было то, что они считали металлы не простыми веществами, а соединениями. В принципе, такую логику можно понять: с бронзового века люди представляли, что при «соединении» металлов меди и олова получается третий металл с принципиально отличными и от меди, и от олова свойствами — собственно бронза. Алхимики считали, что все металлы состоят из двух или трёх фундаментальных элементов, скомбинированных в различном соотношении, имеющих различную степень чистоты и даже размер частиц. Исходя из этого, представлялось, что человек, достигший вершины мастерства в алхимическом ремесле, может изменять соотношение этих элементарных компонентов «вручную», превращая один металл в другой. Таким способом, изменяя состав материалов, алхимики пытались «улучшить» то, что делает природа, получив в лаборатории более ценные и более эффективные для решения определенных задач материалы, стартуя исходя из природного сырья. Но, внимание — точно также сейчас работают и химики, которые используют сырьё живой и неживой природы для получения новых соединений и материалов с уникальным составом, строениями и свойствами. Исходя из этого, можно ли считать современных химиков наследниками алхимиков, но уже в плане положительной коннотации алхимии? Опять же — вполне можно.

Практические подходы к трансмутации металлов в золото у разных алхимиков и разных алхимических школ были разные. Одни разрабатывали методы для анализа металлов и их очистки, другие были более сосредоточены на создании «волшебного катализатора трансмутации» — философского камня. Считалось, что истинный философский камень превратит расправленный металл в золото за какие-то мгновения. Естественно, что история сохранила немало заявлений алхимиков о том, что им удалось преуспеть в создании философского камня и обратить свинец золота. По странной иронии судьбы, одним из людей, уверенно утверждавших о том, что он лично получил золото путём трансмутации, был учёный, имя которого мы связываем с появлением границы между алхимией и химией, учёный, положивший начало химии как науки — Роберт Бойль (1627–1691).

Бойль заявлял, что наблюдал трансмутацию свинца в золото трижды, причём не просто наблюдал, а во всех случаях проанализировал «синтезированное» золото, и результаты анализа убедили его в своей правоте. Бойль предполагал, что смог найти секрет философского камня и был настолько уверен в своих трансмутационных успехах, что в 1689 году добился от Британского парламента отмены введенного еще в 1404 году королем Генрихом IV билля о запрете получения золота с помощью трансмутации. Вряд ли в начале пятнадцатого века родоначальник королевской династии Ланкастеров ограничил направление работ алхимиков, понимая тщетность их усилий и заботясь о том, чтобы его поданные не попали на крючок мошенников. Скорее всего, что король Англии понимал азы экономики и решил подстраховать себя, казну и государство от возможности появления источников дешёвого золота, которые не были бы подконтрольны короне или хотя бы парламенту. Что же касается того, что же за процесс на самом деле наблюдал, и что анализировал Роберт Бойль, приходится признать, что, наверное, это одна из самых серьёзных интриг в истории химии, да и в целом науки.

Следует признать, что в поисках философского камня алхимики смогли разработать немало методик эксперимента и инструментов, которые (пусть и с некоторыми вариациями) дошли до наших дней. Так, практическим путём алхимикам удалось установить, что в процессе реакции происходит изменение веса ингредиентов, и это эмпирическое наблюдение опровергало учение Аристотеля, в те годы являвшееся основной научного знания. Находка позволила многим алхимикам средневековья следить за процессом, измеряя изменения веса реагирующих веществ. Особенно это было полезно, когда не получалось следить за процессом, используя органы чувств.

Так, в записях, датированных 1350-ми годами, монах-францисканец Жан де Рокетеллад уверял, что при возгонке ртути из смеси солей, в её состав переходит некая содержащаяся в солях «невидимая сущность», поскольку возгоняющаяся «ртуть» не только «белее снега», но и весит больше, чем ртуть, взятая для опыта. Кажется, что по записям де Рокетеллада, современный химик безо всяких проблем может сделать вывод о том, что алхимик-францисканец получил хлорид ртути, однако есть небольшая проблема — в качестве упомянутых алхимиком солей, с которыми проводилась возгонка ртути, в тексте фигурируют витриол (сульфат меди) и нитре (нитрат калия, он же поташ), но не хлориды.

Как же отсутствие хлоридов в исходной смеси позволило де Рокетелладу получить то, что без всяких сомнений является хлоридом ртути? Одной из возможных причин была недостаточная чистота поташа, и в нём содержалось определённое количество хлорида. Вторым, возможно даже более вероятным объяснением является то, что брат-алхимик намеренно не упомянул об одном, причём ключевом компоненте своей смеси. В конце концов, францисканец, как и многие его современники, считал, что возгонка ртути представляет собой первый этап получения философского камня. Любопытно, что философский камень был нужен де Рокетелладу не для трансмутации: в те времена (как, впрочем, и в нынешние) регулярно появлялась информация о близком Конце Света. Сейчас до нас доводят различные сценарии будущего апокалипсиса — потоп, засуха, падение метеорита, пришествие планеты Нибиру или захват Земли разумными ящерками, а вот в 14 веке эти сценарии не отличались разнообразием, сводясь к конечному итогу к пришествию Антихриста. Францисканцы видели свою миссию в защите добрых христиан от козней Неназываемого, и многие алхимики, бывшие по совместительству монахами ордена святого Франциска, полагали, что философский камень и есть то самое супероружие, которое позволит восстановить равновесие и покарать адептов тёмной стороны силы. Отсюда и записи с опущенными деталями экспериментальной техники: алхимики полагали, что по их записям кто-то может воспроизвести удачный рецепт (для францисканцев эти кто-то были служители Антихриста) и воспользоваться им. Конечно, столь возвышенная мотивация путать записи в личном лабораторном журнале была не у всех алхимиков. Большинство рассматривали философский камень чисто утилитарно — не как супероружие, а как катализатор трансмутации, но это не мешало им не доверять пергаменту ключевые рецепты своих успешных экспериментов: в конце концов, то, что мы сейчас называем промышленным шпионажем, появилось задолго до промышленной революции. К сожалению, традиции алхимиков шифровать свои рецепты, попутно что-то недоговаривая, сейчас очень сильно осложняют понимание того, что же на самом деле смешивали алхимики в своих виалах, и что же они при этом получали.

В своих записях алхимики беззастенчиво применяли коды, загадки и использовали язык аллегорий — всё это позволяло им сохранить в тайне детали своего ремесла от непосвященных читателей. Очень редко в алхимических текстах можно встретить упоминание веществ под их настоящими названиями (естественно, что названиями, присущими той эпохе), вместо этого алхимиками были изобретены кодовые имена — метафоры, описывающий физические или химические свойства веществ: прожорливый волк (вещество, вызывающее коррозию), орёл (летучее вещество), король (драгоценный материал), распущенная блудница (вещество, которое легко реагирует со многими другими материалами) и так далее. Некоторые из алхимиков шли дальше, делая всех этих волков, королей, орлов и блудниц героями аллегорических рассказов, в которых шифровалось описание экспериментов. К таким рассказам, например, относится один из самых популярных алхимических текстов, написанный Эйренаэусом Филалетесом (скромно взятый псевдоним переводится как «Мирный любитель истины»). Сэр Исаак Ньютон учился алхимии по трудам Филалетеса и, возможно, вывел свои собственные теории о строении материи, находясь под их влиянием. В качестве руководства по практическому занятию алхимией Ньютон должен был читать у Филалетеса следующее:

Возьмём четыре части нашего Огненного Дракона, скрывающего в своём брюхе Магическую Сталь, девять частей нашего Магнита, смешаем с раскалённым Вулканом… отбросим пену и возьмем зерно, трижды очистим его огнём и Солнцем, которое можно легко получить, когда Сатурн увидит своё отражение в зеркале Марса. Так мы получаем Хамелеона нашего Хаоса… Дитя-Гермафродита, порченного укусом Бешенного сумасшедшего пса…

Этот цветастый зашифрованный язык не что иное, как описание воспроизводимого процесса выделения сурьмы (Дитя-гермафродита) из её сульфидного минерала (Магнит Сатурна), используя железо (Огненный Дракон или Марс) в качестве восстановителя. Даже отсылка Филалетеса к водобоязни (укус бешенного сумасшедшего пса) указывает на химические процессы — под водобоязнью здесь подразумевается то, что сурьма «боится» металлической воды (ртути). Говоря проще, сурьма не образует устойчивую амальгаму.

Специалистам по истории химии удалось без особых проблем прорваться через поток метафор и расшифровать методику благодаря тому, что известно — под псевдонимом «Филалетес» выступал алхимик (а может уже и химик) Джордж Старки. Старки родился в 1628 году в британской колонии на Бермудских островах и в возрасте 18 лет окончил Гарвард, тогда еще бывший Британским университетом. Сохранились источники, в которых Старки описывает тот же самый процесс получения сурьмы «нормальным» химическим языком того времени, не прибегая к метафорам и называя вещества своими именами. Эти источники — и дожившие до наших дней лабораторные журналы, и письма Старки своему ученику и другу Роберту Бойлю. Наследие Старки-Филалетеса и других его коллег позволяет с уверенностью говорить о том, что алхимики использовали два стиля научного письма. Записи, изобиловавшие метафорами, в которых водились огненные драконы, светлые огнегривые львы и прочие исполненные очей волы, предназначались для публикаций, которые может прочитать неосведомлённая публика, в то время как более строгое и конкретное описание экспериментов использовалось в узком кругу собратьев по «тайному ремеслу». То, что до наших дней дошло больше напечатанных работ с метафорическими текстами, чем личной переписки и лабораторных журналов алхимиков, позволяющих расшифровать все эти метафоры и шифры, в конечном итоге и породило устойчивый миф о том, что такое экстравагантное описание алхимических практик в ряде случаев было даже не описанием экспериментов, а попыткой поделиться с широкой публикой своими видениями, которые порождала не всегда здоровая психика. Тем не менее, это не что иное, как миф, а алхимические метафоры и образы вполне можно считать одним из способов защиты интеллектуальной собственности, реализованных в средневековой Европе.

Дальнейшее развитие метафорического языка алхимиков привело к созданию аллегорий, которые передавались не только словами, но и в зрительных образах. Известно немало рисунков и гравюр 15-16 веков, изображающих некие таинственные события или действа, которые, как полагается, содержат в себе тайное послание, расшифровка которого позволит понять, какие практические действия нужно предпринять. Эти картинки кажутся еще более далекими от химии, чем тексты алхимиков, что в нашем современном представлении позволяет считать алхимиков еще более странными, чем мы их считаем, если это возможно. Однако не нужно забывать, что не стоит пытаться понимать алхимиков в отрыве от их времени — эпохи Возрождения, в которую изобразительное искусство и изображение становится важным средством передачи информации (заметим, что в отличие от нашей эпохи всеобщей грамотности — средством передачи информации, сравнимым по важности с текстом). Некоторые работы историков химии, вплотную поработавших с аллегорическими изображениями, говорят, что бывает, что изобразительное искусство алхимиков зачастую описывает очень и очень смелые эксперименты.

Одним из наиболее известных алхимических образов является «Двенадцать Ключей» — двенадцать аллегорических эмблем, создание которых связывают с именем Василия Валентина, возможно — монаха-бенедектинца, жившего в пятнадцатом веке. Однако, более вероятно, что «Двенадцать Ключей» является сочинением анонимного (или неустановленного) автора, написанным где-то в 1600 году. Идея, которая заложена в «Двенадцати Ключах», заключается в том, что, если читатель может расшифровать идеи, заложенные в образах и в сопровождающих каждый из этих образов коротких рассказах, он сможет получить философский камень. Третий Ключ представляется как главный, критически важный этап процесса получения Камня. Первый и второй Ключи, в свою очередь, можно интерпретировать как описание очистки золота и получения кислоты, обладающей высокой коррозионной способностью, похожей по составу на царскую водку. Именно эти два реагента предполагалось использовать в третьем ключе.

Текст, описывающий третий ключ, гласит, что «…царя нужно покорить водой, бешено потрясти и скрыть с глаз…». Возможно, что здесь речь идет о методе растворения золота (царя) в кислоте (воде) с получением прозрачного раствора, в котором золото становится «невидимым» благодаря образованию трихлорида золота (AuCl₃). Однако в этот раз видимая часть золота снова должна снова предстать перед глазами алхимика. Таким образом, невидимое (растворённое) золото должно выть выделено в исходной видимой (нерастворимой) форме. Самый простой способ добиться этого — упарить полученный раствор, и в результате упаривания термически неустойчивый хлорид золота быстро разложится с образованием золота. Кажется, что человек, следующий этим советам, будет ходить по кругу, который не ведет никуда. Однако дальнейшие инструкции Валентина становятся ещё более запутанными:

Третий из двенадцати ключей Василия Валентина

…затем вознеси [Царя] так, что его блеск сможет затмить все звёзды на небосводе…эта багряная роза наших мастеров и кровь красного дракона… Одари его способностью летать как птица, затем петух поглотит лису, утонет в воде и будет оживлён в огне и в ответ будет съеден лисой, так что одинаковое и разное станет похожим.

На гравюре читатель может видеть дракона на переднем плане, а на заднем фоне и странную пару — лису и петуха, взаимно поедающих друг друга. Можно ли найти на этом рисунке какой-то химический смысл? Термины «вознесение» и «способность летать» означают, что какое-то соединение золота должно подвергнуться возгонке, но такой процесс вряд ли может существовать в принципе, и все заявления авторов-алхимиков о том, что им удалось возогнать золото, в то время воспринимались смешными и невероятными. Однако, как показало воспроизведение методики уже в новое время, алхимики были правы. Дело в том, что если кислый раствор трихлорида золота возгонять в реторте, металлическое золото — «изрыгнутый труп царя» — остается на дне реторты. Однако если это золото немедленно залить свежей порцией царской водки, отогнать жидкость до сухого остатка, повторив эту процедуру несколько раз, через некоторое время на носике реторты сконденсируются рубиново-красные кристаллы трихлорида золота.

«Секрет» алхимиков в том, что самый первый экспериментатор, которому удалось наблюдать такой процесс, скорее всего, быстро повторял процессы растворения золота и отгонки жидкости, в результате чего объем реторты заполнялся хлором, выделяющимся в результате разложения трихлорида золота. Экспериментатору-алхимику удалось найти условия (в первую очередь это атмосфера хлора, вытеснившего из реторты воздух), в которых соль золота оказалась способной к возгонке при относительно умеренной температуре. В 1895 году этот процесс был заново открыт, и наблюдавшимся явлениям было дано химически грамотное объяснение; произошло это через три сотни лет после первого описания процесса Василием Валентином и независимо от его работ.

Следует отметить, что и в наше время возгонка термически неустойчивых солей золота является трудоёмкой операцией, даже в том случае, если нам приходят на помощь современные технологии и уже известная информация о химизме протекающих процессов. Можно представить, насколько велико было экспериментальное умение алхимика, который проводил эти эксперименты четыреста лет назад, не имея доступа к термически и химически стойкой посуде, нагревая её на угольной жаровне. Представьте, что Василий Валентин мог измерять температуру реакционной смеси, только на ощупь — трогая реторту, а регулировать эту температуру, только открывая и закрывая вьюшки печи, тем самым обеспечивая или блокируя доступ воздуха. Нет смысла оспаривать тот факт, что Валентин был чрезвычайно опытный и терпеливый экспериментатор — я бы с удовольствием взял бы в лабораторию такого сотрудника, конечно, при условии, что он бы согласился представлять отчеты о работе в виде привычных химикам XXI века протоколов, а не в виде метафор, аллегорий и загадочных картинок. С другой стороны, картинки, аналогичные «Ключам», вполне могли бы украсить презентацию научного доклада и вывести из полусонного состояния слушателей на какой-либо конференции.

Конец ознакомительного фрагмента.