Загадки современной химии. Правда и домыслы

Джо Шварц, 2018

Интернет и другие средства массовой коммуникации могут давать как глубокое и верное представление о науке, так и искажать его. Все дело в доказательной базе. Например, принимая лекарство, мы уверены в том, что оно эффективно. Применяя косметику, мы уверены, что она безопасна. Но доказательства не всегда неопровержимы, они могут быть случайны, безосновательны и недостоверны. Джо Шварц – ученый-химик, который рассказывает в своей книге о механизмах внушения лженаучных представлений. Он пытается объяснить, в чем состоят плюсы и минусы разнообразных достижений химии, описывает методы проверки безопасности того или иного изобретения, будь то генная инженерия или пестициды. Не дадим себя обмануть!

Таинственный остров

«Человек есть то, что он ест». Так гласит проверенный веками трюизм. Собственно говоря, еда — это единственное сырье, поступающее в наш организм извне, и поэтому мы в буквальном смысле состоим из того, что едим. Естественно, это относится и к нашему головному мозгу. Но чем мы заполняем свой мозг? Здесь я предложил бы другую максиму: «Мы есть то, что мы читаем». Мне пришло это в голову, потому что недавно меня спросили, когда я впервые заинтересовался тем, что делаю. Правда, для начала мне пришлось подумать: а что я, собственно, делаю? Конечно, я знаю, чем я занимаюсь, на что трачу время. Я преподаю, пишу, веду блог, отвечаю по почте на заданные мне вопросы, активно пользуюсь «Фейсбуком», выступаю по радио и телевидению, и всегда мои занятия, так или иначе, связаны с наукой. Но что лежит в основе того, что я, в действительности, пытаюсь делать? Проще говоря, мне кажется, что я пытаюсь снять покров таинственности с науки, и развенчать мифы, опираясь на факты. Мои взгляды и отношение к жизни формировались годами, но был и первоначальный фактор.

Я рос в Венгрии до изобретения интернета, до внедрения в повседневную жизнь компьютеров. У нас даже не было телефона. Я не знал о существовании телевизоров до того, как мы приехали в Канаду. У нас был радиоприемник, и я отчетливо помню, как услышал по радио о смерти Сталина. Я слушал в 1954 году репортаж о футбольном матче между сборными Германии и Венгрии на кубке мира. Немцам повезло, что Пушкаш получил травму. Они выиграли.

Что я делал по вечерам? Я читал книги. Некоторые из них, как мне кажется, сформировали мои будущие интересы. Я был захвачен первым романом, прочитанным мною в жизни — романом Жюля Верна «Таинственный остров». В романе речь идет о том, как группа северян, попавших в плен к конфедератам во время Гражданской войны, сумела похитить воздушный шар и бежать на нем из неволи. Волей судьбы пленники оказались на островке, затерянном где-то на просторах южной части Тихого океана. Там пленникам пришлось организовать поселение и выживать, опираясь на собственный ум и знания. Один из беглецов, Сайрус Смит — инженер, своеобразная предтеча МакГайвера, телевизионного героя, чьи энциклопедические познания в науке помогают решать любые житейские проблемы, используя находящиеся под рукой подручные материалы и средства. Пользуясь универсальными знаниями Смита в области ботаники, геологии, физики и химии, колонисты начинают изготовлять горшки и кирпичи, ухитряются плавить железо и даже изобретают простейший телеграф.

К большому удивлению поселенцев, когда у них вдруг возникали серьезные проблемы, случалось какое-то чудо, избавлявшее их от опасности. В нужный момент на острове появляется ящик с оружием и инструментами; когда колонисты заболевают малярией, откуда-то, словно по волшебству, возникают таблетки хинина, а когда на остров нападают пираты, то все они умирают, не получив ни единой царапины. Это было похоже на чудо, не имеющее никакого логического объяснения, и колонистам уже начинало казаться, что на их стороне какое-то доброе божество, взявшее на себя труд опекать их. Однако, в конце концов, загадка находит свое разрешение. Остров оказывается базой капитана Немо, научного гения, живущего в подводном гроте на борту своей подводной лодки «Наутилус». Именно капитан Немо и оказывается невидимым благодетелем колонистов. Все странные события тут же получили вполне естественное объяснение. В том нежном возрасте я не мог по достоинству оценить все описанные в романе научные достижения, но пара из них прочно засели у меня в голове. Научная изобретательность может решить массу проблем, и многие паранормальные феномены, при ближайшем рассмотрении, оказываются весьма обычными и естественными явлениями.

Одна из проблем, с которой с самого начала столкнулись колонисты, была проблема с источником пресной воды. Обладая недюжинными познаниями в геологии, инженер обнаруживает подземное озеро. Но, к несчастью, оно недоступно. Для того чтобы пробить проход к воде, нужна взрывчатка. У Смита возникает идея — изготовить немного нитроглицерина! Это стало моим первым посвящением в химию. Тогда я не понял суть процесса, описанного Верном, но интерес к нему пробуждался всякий раз, когда я слышал слово нитроглицерин. Когда я узнал, что в нашем кинотеатре будут показывать фильм «Плата за страх», я упросил родителей отвести меня на этот фильм (да, у нас были кинотеатры). В этом приключенческом фильме речь шла о транспортировке нитроглицерина. Впоследствии я много писал о нитроглицерине для иллюстрации того факта, что химию можно использовать как во благо, так и во вред человечеству.

Совсем недавно я перечитал «Таинственный остров». Теперь, с моим знанием химии, я еще больше восхитился классическим романом Жюля Верна. Его описание изготовления нитроглицерина Сайрусом Смитом блистательно и корректно с научной точки зрения. Для производства нитроглицерина нужны глицерин и азотная кислота — и Смит умудряется приготовить оба эти вещества.

На собаку колонистов нападает дюгонь, морское животное, похожее на морскую корову. Собаку чудесным образом спасает чья-то могущественная рука (капитана Немо, как мы узнаем впоследствии), которая, заодно, убивает дюгоня. Это жирное животное и послужило источником глицерина. В результате обработки любого жира содой (карбонатом натрия) получается глицерин и мыло — это один из самых древних известных химических процессов. Но где взять карбонат натрия? Его можно извлечь из золы сожженных водорослей, что Смит и делает. Потом ему потребовалась азотная кислота. Ее можно добыть, обработав нитрат калия (селитру) серной кислотой. На острове было полно птичьего помета — великолепного источника селитры — и серного колчедана (сульфида железа). Нагревание сульфида превращает его в сульфат железа, при перегонке раствора которого получают серную кислоту. Когда дело дошло до изготовления перегонного куба, пригодились навыки Смита в гончарном искусстве. Умный инженер осуществил реакцию глицерина с азотной кислотой и получил нитроглицерин!

Вышло, что книга, пробудившая во мне интерес к науке и воспламенившая мою страсть к разгадке тайн, оказалась пропитанной химией больше, чем я мог себе представить.