Страница:
То, что Дэви начал с закиси азота не было случайным — еще в годы своего ученичества он пытался экспериментировать с этим газом, но в то время он не располагал достаточным его количеством. То, что он начал испытывать газ на самом себе, тоже не случайно, ибо это правило ввел в институте сам Дэви. Случайным оказалось лишь то обстоятельство, что во время опыта у Хэмфри разболелся зуб.
Правда, во время первых опытов с газом зуб о себе знать не давал. Поэтому запись Дэви, относящаяся к этому времени, хоть и красочна и интересна, но значения большого не имеет. Дэви на себе установил, что, вдохнув закись азота, человек становится веселым, беспричинно смеется, находится в радужном возбуждении. Отсюда и пошло название закиси азота, сохранившееся до сих пор: веселящий газ. Действительно же важный вывод был сделан Дэви в другой день, когда у него разболелся прорезающийся зуб мудрости. Несмотря на боль, Хэмфри решил продолжить опыты с веселящим газом. И как странно, стоило ему вдохнуть газ, боль прошла. Через некоторое время, когда действие газа кончилось, зуб снова заболел. Дэви опять подышал газом — и опять боль исчезла. Тогда и была впервые сделана в дневнике запись об анестезирующем действии веселящего газа: «Так как закись азота убивает боль, то она может быть с успехом использована при хирургических операциях с небольшим пролитием крови». Так написал Дэви, продемонстрировав свою немалую дальновидность. Однако, несмотря на открытие, которое должно было бы вдохновить всех врачей, закись азота для анестезии была применена лишь через сорок четыре года, да и то не в Англии, а в Америке. Дантист Гораций Уэлз решился наконец использовать ее при удалении зубов. Но потом закиси азота вновь не повезло: ее вытеснили из хирургии хлороформ и эфир, обладающие более сильным наркотическим действием. И только в последние годы веселящий газ вновь появился в больницах.
Тем не менее открытие Дэви вызвало шумный интерес. Но не научный, а светский. Дэви наперебой приглашали в знатные дома, слава о молодом ученом перешагнула Ла-Манш и распространилась по Европе. Еще бы, он открыл «эликсир жизни» — так окрестили закись азота некоторые невежественные люди, увидевшие в ней способ быстро исправить плохое настроение, вырваться из круга мрачных мыслей и тяжелых забот. Работать Дэви уже не давали; каждый день ему приходилось устраивать сеансы для влиятельных лиц, желавших, не вставая с кресла, посетить несуществующую страну грез и веселья. И все же за десять месяцев Хэмфри удалось собрать и обобщить материал по физиологическому действию закиси азота. Еще три месяца, и на стол издателя легла книга «Закись азота». Это было в 1800 году, в том самом году, начало которого ознаменовалось письмом Вольты Джозефу Бэнксу.
А дальше — дальше легко можно представить себе цепь событий. Банке читает письмо Никольсону и Карлейлу; те сооружают батарею и обнаруживают разложение воды; их статья появляется в журнале Никольсона в июле; журнал этот читает регулярно Дэви, поскольку сам в нем печатается, и он, естественно, на время бросает все и начинает опыты с вольтовым столбом.
Темп исследовании поистине невероятный: с сентября по декабрь Дэви печатает в журнале четыре статьи по гальванизму — по одной в месяц. В этих статьях он идет значительно дальше случайных наблюдений: он, по существу, закладывает основы новой науки — электрохимии.
Названия статей вполне невинны, по ним нельзя сказать, прибавил ли что-нибудь новое английский химик к работам итальянского физика. Лишь одна работа, датированная ноябрем, уже самим заглавием намекает на вклад молодого Дэви. Она называется «Заметки о некоторых наблюдениях над причинами гальванического феномена и о методах увеличения мощности вольтова столба». Поначалу Дэви как бы примеряется к открытию Вольты, затем он начинает примеряться к открытию Карлейла и Никольсона. Он ведь химик, его интересует химия, а не физика. А в электролизе воды, как и вообще в самом факте возникновения электрического тока в элементе, он угадывает процесс химический. Весь мир говорит о физической природе вольтова электричества, а Дэви заявляет, что ток рождается при окислении металлов и, следовательно, это явление целиком химическое. Далее ученый предпринимает экспериментальную разведку. Она приносит свои плоды, пока, правда, скромные: Дэви устанавливает, что, если цинковые пластины смочить чистой водой, столб работать не будет, как не будет он работать и в атмосфере водорода или азота, и, напротив, столб усиливает свое действие при погружении в кислород. Установив эти факты, пока еще не обобщая их, Дэви принимается за сообщение своих нерадивых соотечественников, поймавших было перо жар-птицы, но так и не уразумевших, что держали в руках.
Нет смысла подробно описывать содержание всех его работ того периода; наиболее важная, пожалуй, ноябрьская, в которой Дэви удалось найти путь увеличения мощности вольтова столба. Было бы неверным утверждать, что произошло это случайно; когда человек методично, шаг за шагом, продвигается вперед по неизведанной территории, пусть даже ощупью и пусть даже его действия носят иногда интуитивный характер, это все же поиск. Поначалу Дэви не искал чего-либо определенного, он просто внимательно знакомился со столбом Вольты, с необычными свойствами прибора, описанными самим изобретателем, подмечал новые. В один из дней, размышляя над тем, какую роль играет в столбе вода, смачивающая прокладки, он подумал: а что будет, если воду заменить кислотой?
Этот вопрос не столь наивен, с него — с «а что будет, если…» — начинается почти любой новый научный эксперимент. В этой бесхитростной фразе сконцентрирована вековая мудрость научного исследования, когда человек оказывается перед лицом неизвестности. И вместе с тем этот вопрос, конечно же, наивен. Потому что эта формула не только ученого, но и ребенка, впервые открывающего для себя мир. В этом смысле каждый из нас в детстве исследователь, но и каждый исследователь должен обладать детской непосредственностью в восприятии нового, способностью удивляться, а не только удивлять других. Еще великий Эйнштейн говорил, что такая способность — профессиональное качество ученого. Поэтому Дэви и удивился, обнаружив, что кислота действует ничуть не хуже воды. Тогда он стал уже умышленно пробовать разные кислоты. И заметил, что, когда кружочки смочены азотной кислотой, столб производит удар наибольшей силы. И тогда Дэви сделал первый шаг в направлении к современным аккумуляторам: он уменьшил число металлических пластин в столбе и получил при меньшем весе и размере батареи большую мощность.
Вероятно, в этот момент Дэви почувствовал, что находится на верном пути, который должен привести его к новым, еще более удивительным и важным открытиям. Казалось бы, тут надо бросить все другие дела, оставить все прежние планы и заняться только одним гальваническим электричеством. Но судьба Дэви сложилась так, что ему пришлось на несколько лет прервать начатое дело. Вернее, он сам выбрал свою судьбу. В конце концов, получив в декабре письмо от графа Румфорда с предложением покинуть Клифтон и переселиться в Лондон, он мог бы и отказаться, во всяком случае теперь, когда работа шла полным ходом, — от добра добра не ищут. Но уж слишком заманчиво предложение: и новая, более высокая должность, и более высокий оклад, и столица, и казенная квартира, и даже повар, — словом все, что полагается сотруднику вновь созданного Королевского института.
Не правда ли, может показаться совпадением: второй раз Хэмфри приглашают во вновь создаваемый институт. Но дело совсем в ином: в то время в Англии было не так уж много хороших химиков, а Дэви был хороший химик. И, кроме того, у него оказалось еще одно достоинство, высоко ценимое в том учреждении, куда его приглашали работать: талант лектора.
Королевский институт был создан 7 марта 1799 года. Инициатором его создания выступил граф Румфорд, который еще за двадцать три года до этого звался Бенджаменом Томсоном и имел американское подданство. Но в 1776 году он переехал в Англию, через три года был избран в члены Королевского общества, получил дворянский титул, а позднее и титул графа Священной Римской империи. А по существующей до сих пор в Англии традиции, человек, произведенный в графы или лорды, может выбрать себе новое имя. Нередко оно оказывается связанным каким-нибудь образом с тем географическим местом, где проживал или проживает избранник. Лорд Кельвин, например, взял себе имя по названию речки Кельвин, протекающей около Глазго, где он, будучи Уильямом Томсоном, жил и работал. А Бенджамен Томсон выбрал себе имя в честь города Румфорда.
Так вот, получив титул дворянина, графа, члена Королевского общества (по-нашему академика) и, я забыл сказать, еще и звание полковника и таким образом сделавшись влиятельной фигурой, он выступил в 1798 году с предложением: «создать по подписке в столице Британской империи общественный институт для распространения знаний, облегчения повсеместного внедрения полезных механических изобретений и усовершенствований, а также для обучения приложению науки к решению повседневных жизненных проблем». Идея, как видите, неплохая, но, к сожалению, большинство из первоначальных благих намерений так и остались невыполненными, особенно те, которые касались улучшения положения бедняков. В конечном счете, поначалу, во всяком случае, именно это и имел в виду Румфорд, поскольку работал он в то время в «Обществе улучшения жизненных условий и повышения благосостояния бедных». Вероятно, это же имел в виду король Англии, когда дал согласие войти в число основателей нового института По британской традиции, участие короля в любой организации давало ей право называться королевской, поэтому и новый институт был назван Королевским институтом Великобритании.
На организационном собрании председательствовал уже знакомый нам сэр Джозеф Бэнкс; он же был избран президентом института, а граф Румфорд — секретарем. Новому научному учреждению отвели хорошее здание, оборудовали его специальными лабораториями, прекрасным читальным залом, квартирами для сотрудников. Словом, дело поставили на широкую ногу.
Правда, когда через сто пятьдесят лет преемника Румфорда, генерального секретаря института Мартина, спросили, что дал науке институт, он ответил лаконично: «Институт — это то место, где жил и работал Фарадей».
Пришел Дэви в Королевский институт в качестве ассистента профессора химии Гарнетта. Однако после первой же публичной лекции молодого сотрудника, на которую пожаловали и Бэнкс, и Румфорд, стало ясно, что Дэви недолго ходить в ассистентах. Граф Румфорд, покидая зал, сказал: «Чего бы он ни потребовал, институт ему даст». А епископ, посетивший эту лекцию, тут же предложил Дэви любое духовное звание.
Все современники единодушно отмечают небывалый успех лекций Хэмфри. Его манера говорить, необычная для ученого, свойственная скорее адвокату или оратору, приводила публику в такой восторг, что на лекции стало трудно попасть. О молодом химике заговорили уже не только ученые, но и «весь Лондон» — город, который трудно чем-нибудь удивить. В чрезвычайно короткий срок Хэмфри покорил лондонское общество, как недавно брестольское. Этому в какой-то мере способствовала еще и его внешность — Дэви считали одним из самых красивых мужчин британской столицы.
Словом, вся суета, связанная с переездом, устройством, новыми знакомствами, новыми обязанностями, отвлекла Дэви на некоторое время от науки. Хотя он по должности стал не только лектором-ассистентом, но и директором лаборатории, основное время занимала у него подготовка к лекциям. Для него это было дело новое, раньше ему не приходилось выступать публично, а кроме того, он очень скоро понял, что дар лектора принесет ему не только успех в обществе и славу, но и заветное звание профессора химии.
Дело в том, что его шеф, профессор Гарнетт, совершенно не умел читать популярные лекции и бубнил нечто нечленораздельное перед слушателями, которые и так едва-едва разбирались в азах химии. Поэтому руководство института уже через два года вынудило Гарнетта подать в отставку. И, естественно, его место было предложено Дэви. 31 мая 1802 года Хэмфри стал профессором. А было ему тогда всего двадцать три года.
Сохранился текст вводной лекции Дэви, посвященной роли химии в современном ему обществе. Читая ее, просто не веришь, что писана она сто семьдесят лет назад. Кажется, будто читаешь стенограмму популярной лекции, только что прочитанной в обществе «Знание». Вот лишь некоторые отрывки: "Прекрасная химия — мать наук — должна стать рычагом цивилизации. Огонь, вода, дождь, град и снег, превращение неживой материи в живое существо — все эти примеры относятся к области химических явлений…
Минералогия была простой коллекцией плохо подобранных терминов, пока введение химического анализа не создало основы классификации минералов, покоящейся на их химическом составе…
Ботаника и зоология пронизаны химией, ибо от химических процессов зависят питание и рост существ, разнообразное изменение их формы, постоянное возникновение новых существ и, наконец, их смерть и разложение…
Медицина и психология тоже обязаны химии большинством своих методов. Химией является искусство приготовления лекарств, и незнание научных фармакологических процессов не раз имело тяжелые последствия…
Но ценность химии не исчерпывается ее дополнением для других наук. Ее можно применить в большинстве обиходных процессов…
Тесно связано с химией и сельское хозяйство. Растительные продукты в большом количестве и лучшего качества можно получить только применением в земледелии методов, основанных на научных принципах…
Люди добывают и обрабатывают металлы, люди изготовляют кожи, приготовляют стекло, фарфор, производят десятки тысяч самых различных вещей, и везде химическая технология является научной основой производства предметов, составляющих материальную базу нашего общества".
Каково? Сто семьдесят лет назад! Какую надо иметь гениальную интуицию, чтобы предвосхитить будущие победы химии; ведь, скажем, о механизмах превращения неживой материи в живую тогда не имели ни малейшего представления; это только в самые последние годы стало известно, что свойства живых организмов определяются химической структурой молекул белков и нуклеиновых кислот.
А стиль? Может быть, приведенные отрывки не самые удачные в этом смысле, я выбирал их по научной ценности, но в лекции есть места, сделавшие бы честь современному публицисту. Недаром английский поэт Кольридж признался: «Я посещал лекции Дэви не только для пополнения своего научного багажа; в аудитории Королевского института я обогащал свой запас слов и метафор».
А вот еще одно свидетельство современника, относящееся к значению лекций не для слушателей, а для самого лектора: «Комплименты, приглашения и подарки дождем посыпались на него со всех сторон; всякий искал его общества и гордился знакомством с ним».
Такой успех способен вскружить голову любому человеку, особенно если ему всего двадцать три года. Не устоял, конечно, и Дэви. Он превратился поначалу в лондонского денди, в свободное от светских развлечений время занимавшегося наукой. И где уж тут вспомнить об электролизе, — он едва успевал готовиться к лекциям. То был критический момент в его жизни. Еще немного, и с серьезной наукой было бы покончено, он стал бы модным лектором, и только. Но надо отдать должное Дэви — у него хватило силы воли противостоять искушению, призвание исследователя оказалось сильнее. Уже через год, насытившись успехом, дифирамбами, стихотворными посвящениями, он записал в своем дневнике: «Действительное и живое существование я веду только среди предметов моей научной работы. Обычные развлечения и удовольствия нужны мне только в качестве перерывов в потоке моих мыслей».
Казалось бы, теперь уж, когда Дэви снова стал ежедневно бывать в лаборатории, он непременно должен был вернуться к электролизу. Но этого опять не случилось. Молодой профессор не во всем был волен поступать как захочет: ему платили жалованье, и ему заказывали исследования. В течение двух-трех лет он вынужден был заниматься вопросами сельского хозяйства, минералогии, дубления кож. И не без успеха. Ему даже присудили высшую научную награду за работу в области минералогии.
В эти же годы его избрали в Королевское общество. Он стал академиком. Получив право писать перед своим именем три магические буквы, мечту каждого английского ученого, — F.R.S. — член Королевского общества, Дэви получил и большую свободу действий. И только тогда наконец смог вернуться к тому, на чем остановился в Клифтоне.
Но только теперь уже с большим размахом — в соответствии с новыми возможностями.
Он не забыл того, что оставил пять лет назад. Судя по обширной программе исследований, которую он составил, и темпераменту, с каким принялся ее осуществлять, к старым, уже известным ему фактам успели прибавиться новые гипотезы. Ведь пока Хэмфри переезжал в Лондон, свыкался с новым положением, потом упивался достигнутым успехом, другие исследователи не сидели сложа руки — в европейских странах одна за другой появлялись работы, посвященные электролизу. Кто только не приложил свою руку — в буквальном смысле — к электродам вольтова столба! В Париже — Николас Готтро, преподаватель музыки; в Мюнхене — Иоганн Риттер, двадцатишестилетний талантливый фармацевт и химик, человек с безудержной фантазией, заблуждавшийся чаще, чем следовало бы ученому; в Риме — Христан Гротгус, двадцатилетний уроженец Литвы; в Санкт-Петербурге — профессор Военно-медицинской академии Василий Петров; в Стокгольме — Иоганн Берцелиус, профессор медицины и фармации. И, конечно же, их успехи, их новые идеи подстегивали Дэви, торопили его вернуться к своим наблюдениям, ему было что сказать по этому поводу, и он далеко не во всем был согласен со своими коллегами. Он злился на себя теперь: ведь он раньше других начал эту тему; по существу, он принял ее из рук Никольсона и Карлейла, да вот поди ж ты — тут этот переезд, эта новая жизнь.
И Дэви вновь взвинчивает темп работы, как тогда, в Пневматическом институте. И меньше чем через год, 20 ноября 1806 года, на традиционном заседании Королевского общества он выступил с докладом «О некоторых химических действиях электричества».
Это был отчет о том, что сделано другими и что сделал он сам, это был анализ достигнутого, анализ детальный, точный и, как всегда, вдохновенный. В докладе впервые фигурировало понятие «отрицательное и положительное электричество». В докладе впервые высказывалась идея о причинах электрического и химического сродства, о механизме притяжения между химическими веществами и заряженными телами. В докладе впервые очерчивались перспективы применения электролиза в промышленности и медицине.
Доклад произвел огромное впечатление. И не только на слушателей, и не только в Англии. В Швеции Берцелиус поначалу не поверил Дэви на слово; он повторил его опыты и проанализировал гипотезы и все же вынужден был признать: «Они являются ценнейшим вкладом в сокровищницу мировой науки».
Во Франции доклад Дэви изучает академия и принимает неожиданное решение: присудить английскому химику премию в три тысячи франков, учрежденную пять лет назад, как вы помните, по рекомендации Наполеона. Ситуация складывается весьма щекотливая. Между Францией и Англией идет война, в битве у Трафальгара гибнут тысячи моряков обеих стран, Англия теряет своего национального героя — адмирала Нельсона, но выигрывает сражение; взбешенный Наполеон блокирует европейские гавани и призывает к открытому грабежу всех английских судов; императора трясет от одного только упоминания об Англии, и в этот момент Французская академия выносит вроде бы совершенно непатриотическое решение. И, несмотря на шум, поднятый во французских газетах. Наполеон благословляет это награждение: он не забыл доклада Вольты и то впечатление, которое произвело на него новое открытие, и коль исследование Дэви — вклад не только в английскую, но и в мировую науку, значит, его следует наградить — слово надо держать.
Теперь английские газеты начинают кампанию против своего соотечественника: не смей принимать премии из рук французских бандитов. Дэви раздумывает некоторое время, а потом сообщает, что все же принимает награду, ибо ее присудила ему лучшая в мире академия и никакого отношения к политике эта акция не имеет. Газеты еще долго не могут успокоиться, но Дэви не обращает на них никакого внимания, ему не до того — у него появилась новая идея, и он снова стал рабом только ее одной. Он уже высказал эту мысль публично в лекции, не смог удержаться, теперь надо доказать ее экспериментально.
Он сказал тогда — и был уверен в своей интуиции, — что никакое сложное тело не может противостоять действию электрического тока: в клешнях электролиза оно неумолимо распадется на составные части. В 1800 году в Клифтоне он впервые попытался разложить едкий калий, но добился только того, что у одного из полюсов раствор стал гуще. Он не забыл ту свою неудачу, но старался не думать о ней, понимая, что в тот день просто не дошел до конца эксперимента.
Он был настолько поглощен новой экспериментальной работой, что не смог даже в полной мере прочувствовать положенную радость и гордость, когда в начале 1807 года его избрали одним из трех секретарей Королевского общества. Он с утра приходил в лабораторию, и начиналась напряженная, выматывающая все силы работа. Его ничто не могло остановить, и даже если бы он знал, к чему приведет это нечеловеческое напряжение, какой ценой ему придется заплатить за удачу, он все равно не сбавил бы темпа работы. Он чувствовал, что где-то здесь, рядом, отдаленное буквально несколькими опытами, его поджидает новое открытие. И он спешил к нему, как на свидание с любимой. Кстати, через пять лет, в 1812 году, он с такой же неистовой стремительностью увлечется миссис Эприс, дальней родственницей Вальтера Скотта, и уже через несколько встреч добьется ее согласия на брак.
Однако, несмотря на спешку и нетерпение, работа велась исключительно методично и аккуратно. Вначале Хэмфри решил пропустить электрический ток через водный раствор едкого кали; одной вольтовой батареи показалось ему мало, и он утроил ее, довел до 274 пластин. Это был один из самых сильных вольтовых столбов того времени.
Когда ученый опустил провода от полюсов в раствор, началась бурная реакция. Раствор разогрелся, из него стали выделяться пузырьки газа. Хэмфри проверил, что это за газ, оказалось — смесь кислорода и водорода, но ничего нового здесь не было, первый опыт закончился такой же неудачей, как и тот, семь лет назад.
Но Дэви не унывает. Он меняет условия эксперимента. Вообще надо сказать, его стойкость к неудачам удивляет в нем: уж больно не вяжется она с его бурным характером. Брат Хэмфри в своих мемуарах подмечает это: «Успех его радовал, но неудачи он сносил с большим терпением. Вообще всякие неудачи и несчастные случаи во время экспериментов, даже происшедшие по вине учеников и помощников, он сносил с большим спокойствием, чем можно было бы ожидать от человека его темперамента».
Итак, пережив первую неудачу, Дэви решил взять едкий калий не в виде раствора, а в расплаве. Тогда вода не будет разлагаться на кислород и водород, затемняя тем самым картину.
Дэви взял платиновую ложку, насыпал в нее сухой едкий калий и направил туда пламя спиртовой горелки; щелочь не расплавилась. Тогда в пламя стали вдувать кислород, температура сразу поднялась, через некоторое время щелочь не устояла — расплавилась. Теперь пришло время вступать в действие электричеству. Ручку ложки Дэви соединил с одним полюсом батареи, а проволоку, идущую от другого полюса, осторожно опустил в ложку. Тотчас же в месте соприкосновения вспыхнуло сильное зеленоватое пламя. Явно что-то здесь сгорало, но что? Как ни бился ученый, собрать это таинственное соединение ему не удалось.
Что делать дальше? Как изменить опыт, чтобы поймать невидимку? Да нет, невидимкой таинственное вещество даже не назовешь, оно оставляет ослепительный след, но — после себя. И тут Дэви понял, в чем его ошибка: он пользовался для плавления и разложения разными методами, он свел в один опыт огонь и электричество. Может, они мешали друг другу? Надо провести опыт с минимальным количеством компонентов, только одно электричество — и для плавления, и для разложения.
Так был сформулирован план третьего опыта, который наконец привел к удаче. Правда, тоже не сразу. Оказалось, сухая щелочь не проводит электричества. Дэви нашел выход: он выставлял ее на воздух, чтобы она отсырела. И вот тогда все пошло как надо. Через месяц, 20 ноября 1807 года, выступая на традиционной ежегодной лекции в Королевском обществе — а лекции эти по завещанию знаменитого английского ученого Генри Бакера читались разными учеными на разные темы каждый год в один и тот же день и назывались поэтому бакеровскими, — так вот, выступая уже второй раз подряд с бакеровской лекцией, Дэви описал тот октябрьский день, когда был открыт металл калий: "Я взял кусочек чистого едкого кали, выставил его в течение нескольких секунд на воздух, чтобы его поверхность сделалась электропроводящей, положил его на изолированную платиновую пластину, соединенную с отрицательным полюсом батареи из 250 пар пластинок, и соединил поверхность едкого кали с платиновой проволокой от положительного полюса. Весь аппарат находился на воздухе. Тотчас обнаружилось сильное действие. Едкое кали начало плавиться в обеих точках, где оно электризовалось; на верхней поверхности наблюдалось сильное выделение газов, на нижней же отрицательной пластине не выделялось никаких газов, но я заметил маленькие шарики с сильным металлическим блеском и похожие на ртуть.
Правда, во время первых опытов с газом зуб о себе знать не давал. Поэтому запись Дэви, относящаяся к этому времени, хоть и красочна и интересна, но значения большого не имеет. Дэви на себе установил, что, вдохнув закись азота, человек становится веселым, беспричинно смеется, находится в радужном возбуждении. Отсюда и пошло название закиси азота, сохранившееся до сих пор: веселящий газ. Действительно же важный вывод был сделан Дэви в другой день, когда у него разболелся прорезающийся зуб мудрости. Несмотря на боль, Хэмфри решил продолжить опыты с веселящим газом. И как странно, стоило ему вдохнуть газ, боль прошла. Через некоторое время, когда действие газа кончилось, зуб снова заболел. Дэви опять подышал газом — и опять боль исчезла. Тогда и была впервые сделана в дневнике запись об анестезирующем действии веселящего газа: «Так как закись азота убивает боль, то она может быть с успехом использована при хирургических операциях с небольшим пролитием крови». Так написал Дэви, продемонстрировав свою немалую дальновидность. Однако, несмотря на открытие, которое должно было бы вдохновить всех врачей, закись азота для анестезии была применена лишь через сорок четыре года, да и то не в Англии, а в Америке. Дантист Гораций Уэлз решился наконец использовать ее при удалении зубов. Но потом закиси азота вновь не повезло: ее вытеснили из хирургии хлороформ и эфир, обладающие более сильным наркотическим действием. И только в последние годы веселящий газ вновь появился в больницах.
Тем не менее открытие Дэви вызвало шумный интерес. Но не научный, а светский. Дэви наперебой приглашали в знатные дома, слава о молодом ученом перешагнула Ла-Манш и распространилась по Европе. Еще бы, он открыл «эликсир жизни» — так окрестили закись азота некоторые невежественные люди, увидевшие в ней способ быстро исправить плохое настроение, вырваться из круга мрачных мыслей и тяжелых забот. Работать Дэви уже не давали; каждый день ему приходилось устраивать сеансы для влиятельных лиц, желавших, не вставая с кресла, посетить несуществующую страну грез и веселья. И все же за десять месяцев Хэмфри удалось собрать и обобщить материал по физиологическому действию закиси азота. Еще три месяца, и на стол издателя легла книга «Закись азота». Это было в 1800 году, в том самом году, начало которого ознаменовалось письмом Вольты Джозефу Бэнксу.
А дальше — дальше легко можно представить себе цепь событий. Банке читает письмо Никольсону и Карлейлу; те сооружают батарею и обнаруживают разложение воды; их статья появляется в журнале Никольсона в июле; журнал этот читает регулярно Дэви, поскольку сам в нем печатается, и он, естественно, на время бросает все и начинает опыты с вольтовым столбом.
Темп исследовании поистине невероятный: с сентября по декабрь Дэви печатает в журнале четыре статьи по гальванизму — по одной в месяц. В этих статьях он идет значительно дальше случайных наблюдений: он, по существу, закладывает основы новой науки — электрохимии.
Названия статей вполне невинны, по ним нельзя сказать, прибавил ли что-нибудь новое английский химик к работам итальянского физика. Лишь одна работа, датированная ноябрем, уже самим заглавием намекает на вклад молодого Дэви. Она называется «Заметки о некоторых наблюдениях над причинами гальванического феномена и о методах увеличения мощности вольтова столба». Поначалу Дэви как бы примеряется к открытию Вольты, затем он начинает примеряться к открытию Карлейла и Никольсона. Он ведь химик, его интересует химия, а не физика. А в электролизе воды, как и вообще в самом факте возникновения электрического тока в элементе, он угадывает процесс химический. Весь мир говорит о физической природе вольтова электричества, а Дэви заявляет, что ток рождается при окислении металлов и, следовательно, это явление целиком химическое. Далее ученый предпринимает экспериментальную разведку. Она приносит свои плоды, пока, правда, скромные: Дэви устанавливает, что, если цинковые пластины смочить чистой водой, столб работать не будет, как не будет он работать и в атмосфере водорода или азота, и, напротив, столб усиливает свое действие при погружении в кислород. Установив эти факты, пока еще не обобщая их, Дэви принимается за сообщение своих нерадивых соотечественников, поймавших было перо жар-птицы, но так и не уразумевших, что держали в руках.
Нет смысла подробно описывать содержание всех его работ того периода; наиболее важная, пожалуй, ноябрьская, в которой Дэви удалось найти путь увеличения мощности вольтова столба. Было бы неверным утверждать, что произошло это случайно; когда человек методично, шаг за шагом, продвигается вперед по неизведанной территории, пусть даже ощупью и пусть даже его действия носят иногда интуитивный характер, это все же поиск. Поначалу Дэви не искал чего-либо определенного, он просто внимательно знакомился со столбом Вольты, с необычными свойствами прибора, описанными самим изобретателем, подмечал новые. В один из дней, размышляя над тем, какую роль играет в столбе вода, смачивающая прокладки, он подумал: а что будет, если воду заменить кислотой?
Этот вопрос не столь наивен, с него — с «а что будет, если…» — начинается почти любой новый научный эксперимент. В этой бесхитростной фразе сконцентрирована вековая мудрость научного исследования, когда человек оказывается перед лицом неизвестности. И вместе с тем этот вопрос, конечно же, наивен. Потому что эта формула не только ученого, но и ребенка, впервые открывающего для себя мир. В этом смысле каждый из нас в детстве исследователь, но и каждый исследователь должен обладать детской непосредственностью в восприятии нового, способностью удивляться, а не только удивлять других. Еще великий Эйнштейн говорил, что такая способность — профессиональное качество ученого. Поэтому Дэви и удивился, обнаружив, что кислота действует ничуть не хуже воды. Тогда он стал уже умышленно пробовать разные кислоты. И заметил, что, когда кружочки смочены азотной кислотой, столб производит удар наибольшей силы. И тогда Дэви сделал первый шаг в направлении к современным аккумуляторам: он уменьшил число металлических пластин в столбе и получил при меньшем весе и размере батареи большую мощность.
Вероятно, в этот момент Дэви почувствовал, что находится на верном пути, который должен привести его к новым, еще более удивительным и важным открытиям. Казалось бы, тут надо бросить все другие дела, оставить все прежние планы и заняться только одним гальваническим электричеством. Но судьба Дэви сложилась так, что ему пришлось на несколько лет прервать начатое дело. Вернее, он сам выбрал свою судьбу. В конце концов, получив в декабре письмо от графа Румфорда с предложением покинуть Клифтон и переселиться в Лондон, он мог бы и отказаться, во всяком случае теперь, когда работа шла полным ходом, — от добра добра не ищут. Но уж слишком заманчиво предложение: и новая, более высокая должность, и более высокий оклад, и столица, и казенная квартира, и даже повар, — словом все, что полагается сотруднику вновь созданного Королевского института.
Не правда ли, может показаться совпадением: второй раз Хэмфри приглашают во вновь создаваемый институт. Но дело совсем в ином: в то время в Англии было не так уж много хороших химиков, а Дэви был хороший химик. И, кроме того, у него оказалось еще одно достоинство, высоко ценимое в том учреждении, куда его приглашали работать: талант лектора.
Королевский институт был создан 7 марта 1799 года. Инициатором его создания выступил граф Румфорд, который еще за двадцать три года до этого звался Бенджаменом Томсоном и имел американское подданство. Но в 1776 году он переехал в Англию, через три года был избран в члены Королевского общества, получил дворянский титул, а позднее и титул графа Священной Римской империи. А по существующей до сих пор в Англии традиции, человек, произведенный в графы или лорды, может выбрать себе новое имя. Нередко оно оказывается связанным каким-нибудь образом с тем географическим местом, где проживал или проживает избранник. Лорд Кельвин, например, взял себе имя по названию речки Кельвин, протекающей около Глазго, где он, будучи Уильямом Томсоном, жил и работал. А Бенджамен Томсон выбрал себе имя в честь города Румфорда.
Так вот, получив титул дворянина, графа, члена Королевского общества (по-нашему академика) и, я забыл сказать, еще и звание полковника и таким образом сделавшись влиятельной фигурой, он выступил в 1798 году с предложением: «создать по подписке в столице Британской империи общественный институт для распространения знаний, облегчения повсеместного внедрения полезных механических изобретений и усовершенствований, а также для обучения приложению науки к решению повседневных жизненных проблем». Идея, как видите, неплохая, но, к сожалению, большинство из первоначальных благих намерений так и остались невыполненными, особенно те, которые касались улучшения положения бедняков. В конечном счете, поначалу, во всяком случае, именно это и имел в виду Румфорд, поскольку работал он в то время в «Обществе улучшения жизненных условий и повышения благосостояния бедных». Вероятно, это же имел в виду король Англии, когда дал согласие войти в число основателей нового института По британской традиции, участие короля в любой организации давало ей право называться королевской, поэтому и новый институт был назван Королевским институтом Великобритании.
На организационном собрании председательствовал уже знакомый нам сэр Джозеф Бэнкс; он же был избран президентом института, а граф Румфорд — секретарем. Новому научному учреждению отвели хорошее здание, оборудовали его специальными лабораториями, прекрасным читальным залом, квартирами для сотрудников. Словом, дело поставили на широкую ногу.
Правда, когда через сто пятьдесят лет преемника Румфорда, генерального секретаря института Мартина, спросили, что дал науке институт, он ответил лаконично: «Институт — это то место, где жил и работал Фарадей».
Пришел Дэви в Королевский институт в качестве ассистента профессора химии Гарнетта. Однако после первой же публичной лекции молодого сотрудника, на которую пожаловали и Бэнкс, и Румфорд, стало ясно, что Дэви недолго ходить в ассистентах. Граф Румфорд, покидая зал, сказал: «Чего бы он ни потребовал, институт ему даст». А епископ, посетивший эту лекцию, тут же предложил Дэви любое духовное звание.
Все современники единодушно отмечают небывалый успех лекций Хэмфри. Его манера говорить, необычная для ученого, свойственная скорее адвокату или оратору, приводила публику в такой восторг, что на лекции стало трудно попасть. О молодом химике заговорили уже не только ученые, но и «весь Лондон» — город, который трудно чем-нибудь удивить. В чрезвычайно короткий срок Хэмфри покорил лондонское общество, как недавно брестольское. Этому в какой-то мере способствовала еще и его внешность — Дэви считали одним из самых красивых мужчин британской столицы.
Словом, вся суета, связанная с переездом, устройством, новыми знакомствами, новыми обязанностями, отвлекла Дэви на некоторое время от науки. Хотя он по должности стал не только лектором-ассистентом, но и директором лаборатории, основное время занимала у него подготовка к лекциям. Для него это было дело новое, раньше ему не приходилось выступать публично, а кроме того, он очень скоро понял, что дар лектора принесет ему не только успех в обществе и славу, но и заветное звание профессора химии.
Дело в том, что его шеф, профессор Гарнетт, совершенно не умел читать популярные лекции и бубнил нечто нечленораздельное перед слушателями, которые и так едва-едва разбирались в азах химии. Поэтому руководство института уже через два года вынудило Гарнетта подать в отставку. И, естественно, его место было предложено Дэви. 31 мая 1802 года Хэмфри стал профессором. А было ему тогда всего двадцать три года.
Сохранился текст вводной лекции Дэви, посвященной роли химии в современном ему обществе. Читая ее, просто не веришь, что писана она сто семьдесят лет назад. Кажется, будто читаешь стенограмму популярной лекции, только что прочитанной в обществе «Знание». Вот лишь некоторые отрывки: "Прекрасная химия — мать наук — должна стать рычагом цивилизации. Огонь, вода, дождь, град и снег, превращение неживой материи в живое существо — все эти примеры относятся к области химических явлений…
Минералогия была простой коллекцией плохо подобранных терминов, пока введение химического анализа не создало основы классификации минералов, покоящейся на их химическом составе…
Ботаника и зоология пронизаны химией, ибо от химических процессов зависят питание и рост существ, разнообразное изменение их формы, постоянное возникновение новых существ и, наконец, их смерть и разложение…
Медицина и психология тоже обязаны химии большинством своих методов. Химией является искусство приготовления лекарств, и незнание научных фармакологических процессов не раз имело тяжелые последствия…
Но ценность химии не исчерпывается ее дополнением для других наук. Ее можно применить в большинстве обиходных процессов…
Тесно связано с химией и сельское хозяйство. Растительные продукты в большом количестве и лучшего качества можно получить только применением в земледелии методов, основанных на научных принципах…
Люди добывают и обрабатывают металлы, люди изготовляют кожи, приготовляют стекло, фарфор, производят десятки тысяч самых различных вещей, и везде химическая технология является научной основой производства предметов, составляющих материальную базу нашего общества".
Каково? Сто семьдесят лет назад! Какую надо иметь гениальную интуицию, чтобы предвосхитить будущие победы химии; ведь, скажем, о механизмах превращения неживой материи в живую тогда не имели ни малейшего представления; это только в самые последние годы стало известно, что свойства живых организмов определяются химической структурой молекул белков и нуклеиновых кислот.
А стиль? Может быть, приведенные отрывки не самые удачные в этом смысле, я выбирал их по научной ценности, но в лекции есть места, сделавшие бы честь современному публицисту. Недаром английский поэт Кольридж признался: «Я посещал лекции Дэви не только для пополнения своего научного багажа; в аудитории Королевского института я обогащал свой запас слов и метафор».
А вот еще одно свидетельство современника, относящееся к значению лекций не для слушателей, а для самого лектора: «Комплименты, приглашения и подарки дождем посыпались на него со всех сторон; всякий искал его общества и гордился знакомством с ним».
Такой успех способен вскружить голову любому человеку, особенно если ему всего двадцать три года. Не устоял, конечно, и Дэви. Он превратился поначалу в лондонского денди, в свободное от светских развлечений время занимавшегося наукой. И где уж тут вспомнить об электролизе, — он едва успевал готовиться к лекциям. То был критический момент в его жизни. Еще немного, и с серьезной наукой было бы покончено, он стал бы модным лектором, и только. Но надо отдать должное Дэви — у него хватило силы воли противостоять искушению, призвание исследователя оказалось сильнее. Уже через год, насытившись успехом, дифирамбами, стихотворными посвящениями, он записал в своем дневнике: «Действительное и живое существование я веду только среди предметов моей научной работы. Обычные развлечения и удовольствия нужны мне только в качестве перерывов в потоке моих мыслей».
Казалось бы, теперь уж, когда Дэви снова стал ежедневно бывать в лаборатории, он непременно должен был вернуться к электролизу. Но этого опять не случилось. Молодой профессор не во всем был волен поступать как захочет: ему платили жалованье, и ему заказывали исследования. В течение двух-трех лет он вынужден был заниматься вопросами сельского хозяйства, минералогии, дубления кож. И не без успеха. Ему даже присудили высшую научную награду за работу в области минералогии.
В эти же годы его избрали в Королевское общество. Он стал академиком. Получив право писать перед своим именем три магические буквы, мечту каждого английского ученого, — F.R.S. — член Королевского общества, Дэви получил и большую свободу действий. И только тогда наконец смог вернуться к тому, на чем остановился в Клифтоне.
Но только теперь уже с большим размахом — в соответствии с новыми возможностями.
Он не забыл того, что оставил пять лет назад. Судя по обширной программе исследований, которую он составил, и темпераменту, с каким принялся ее осуществлять, к старым, уже известным ему фактам успели прибавиться новые гипотезы. Ведь пока Хэмфри переезжал в Лондон, свыкался с новым положением, потом упивался достигнутым успехом, другие исследователи не сидели сложа руки — в европейских странах одна за другой появлялись работы, посвященные электролизу. Кто только не приложил свою руку — в буквальном смысле — к электродам вольтова столба! В Париже — Николас Готтро, преподаватель музыки; в Мюнхене — Иоганн Риттер, двадцатишестилетний талантливый фармацевт и химик, человек с безудержной фантазией, заблуждавшийся чаще, чем следовало бы ученому; в Риме — Христан Гротгус, двадцатилетний уроженец Литвы; в Санкт-Петербурге — профессор Военно-медицинской академии Василий Петров; в Стокгольме — Иоганн Берцелиус, профессор медицины и фармации. И, конечно же, их успехи, их новые идеи подстегивали Дэви, торопили его вернуться к своим наблюдениям, ему было что сказать по этому поводу, и он далеко не во всем был согласен со своими коллегами. Он злился на себя теперь: ведь он раньше других начал эту тему; по существу, он принял ее из рук Никольсона и Карлейла, да вот поди ж ты — тут этот переезд, эта новая жизнь.
И Дэви вновь взвинчивает темп работы, как тогда, в Пневматическом институте. И меньше чем через год, 20 ноября 1806 года, на традиционном заседании Королевского общества он выступил с докладом «О некоторых химических действиях электричества».
Это был отчет о том, что сделано другими и что сделал он сам, это был анализ достигнутого, анализ детальный, точный и, как всегда, вдохновенный. В докладе впервые фигурировало понятие «отрицательное и положительное электричество». В докладе впервые высказывалась идея о причинах электрического и химического сродства, о механизме притяжения между химическими веществами и заряженными телами. В докладе впервые очерчивались перспективы применения электролиза в промышленности и медицине.
Доклад произвел огромное впечатление. И не только на слушателей, и не только в Англии. В Швеции Берцелиус поначалу не поверил Дэви на слово; он повторил его опыты и проанализировал гипотезы и все же вынужден был признать: «Они являются ценнейшим вкладом в сокровищницу мировой науки».
Во Франции доклад Дэви изучает академия и принимает неожиданное решение: присудить английскому химику премию в три тысячи франков, учрежденную пять лет назад, как вы помните, по рекомендации Наполеона. Ситуация складывается весьма щекотливая. Между Францией и Англией идет война, в битве у Трафальгара гибнут тысячи моряков обеих стран, Англия теряет своего национального героя — адмирала Нельсона, но выигрывает сражение; взбешенный Наполеон блокирует европейские гавани и призывает к открытому грабежу всех английских судов; императора трясет от одного только упоминания об Англии, и в этот момент Французская академия выносит вроде бы совершенно непатриотическое решение. И, несмотря на шум, поднятый во французских газетах. Наполеон благословляет это награждение: он не забыл доклада Вольты и то впечатление, которое произвело на него новое открытие, и коль исследование Дэви — вклад не только в английскую, но и в мировую науку, значит, его следует наградить — слово надо держать.
Теперь английские газеты начинают кампанию против своего соотечественника: не смей принимать премии из рук французских бандитов. Дэви раздумывает некоторое время, а потом сообщает, что все же принимает награду, ибо ее присудила ему лучшая в мире академия и никакого отношения к политике эта акция не имеет. Газеты еще долго не могут успокоиться, но Дэви не обращает на них никакого внимания, ему не до того — у него появилась новая идея, и он снова стал рабом только ее одной. Он уже высказал эту мысль публично в лекции, не смог удержаться, теперь надо доказать ее экспериментально.
Он сказал тогда — и был уверен в своей интуиции, — что никакое сложное тело не может противостоять действию электрического тока: в клешнях электролиза оно неумолимо распадется на составные части. В 1800 году в Клифтоне он впервые попытался разложить едкий калий, но добился только того, что у одного из полюсов раствор стал гуще. Он не забыл ту свою неудачу, но старался не думать о ней, понимая, что в тот день просто не дошел до конца эксперимента.
Он был настолько поглощен новой экспериментальной работой, что не смог даже в полной мере прочувствовать положенную радость и гордость, когда в начале 1807 года его избрали одним из трех секретарей Королевского общества. Он с утра приходил в лабораторию, и начиналась напряженная, выматывающая все силы работа. Его ничто не могло остановить, и даже если бы он знал, к чему приведет это нечеловеческое напряжение, какой ценой ему придется заплатить за удачу, он все равно не сбавил бы темпа работы. Он чувствовал, что где-то здесь, рядом, отдаленное буквально несколькими опытами, его поджидает новое открытие. И он спешил к нему, как на свидание с любимой. Кстати, через пять лет, в 1812 году, он с такой же неистовой стремительностью увлечется миссис Эприс, дальней родственницей Вальтера Скотта, и уже через несколько встреч добьется ее согласия на брак.
Однако, несмотря на спешку и нетерпение, работа велась исключительно методично и аккуратно. Вначале Хэмфри решил пропустить электрический ток через водный раствор едкого кали; одной вольтовой батареи показалось ему мало, и он утроил ее, довел до 274 пластин. Это был один из самых сильных вольтовых столбов того времени.
Когда ученый опустил провода от полюсов в раствор, началась бурная реакция. Раствор разогрелся, из него стали выделяться пузырьки газа. Хэмфри проверил, что это за газ, оказалось — смесь кислорода и водорода, но ничего нового здесь не было, первый опыт закончился такой же неудачей, как и тот, семь лет назад.
Но Дэви не унывает. Он меняет условия эксперимента. Вообще надо сказать, его стойкость к неудачам удивляет в нем: уж больно не вяжется она с его бурным характером. Брат Хэмфри в своих мемуарах подмечает это: «Успех его радовал, но неудачи он сносил с большим терпением. Вообще всякие неудачи и несчастные случаи во время экспериментов, даже происшедшие по вине учеников и помощников, он сносил с большим спокойствием, чем можно было бы ожидать от человека его темперамента».
Итак, пережив первую неудачу, Дэви решил взять едкий калий не в виде раствора, а в расплаве. Тогда вода не будет разлагаться на кислород и водород, затемняя тем самым картину.
Дэви взял платиновую ложку, насыпал в нее сухой едкий калий и направил туда пламя спиртовой горелки; щелочь не расплавилась. Тогда в пламя стали вдувать кислород, температура сразу поднялась, через некоторое время щелочь не устояла — расплавилась. Теперь пришло время вступать в действие электричеству. Ручку ложки Дэви соединил с одним полюсом батареи, а проволоку, идущую от другого полюса, осторожно опустил в ложку. Тотчас же в месте соприкосновения вспыхнуло сильное зеленоватое пламя. Явно что-то здесь сгорало, но что? Как ни бился ученый, собрать это таинственное соединение ему не удалось.
Что делать дальше? Как изменить опыт, чтобы поймать невидимку? Да нет, невидимкой таинственное вещество даже не назовешь, оно оставляет ослепительный след, но — после себя. И тут Дэви понял, в чем его ошибка: он пользовался для плавления и разложения разными методами, он свел в один опыт огонь и электричество. Может, они мешали друг другу? Надо провести опыт с минимальным количеством компонентов, только одно электричество — и для плавления, и для разложения.
Так был сформулирован план третьего опыта, который наконец привел к удаче. Правда, тоже не сразу. Оказалось, сухая щелочь не проводит электричества. Дэви нашел выход: он выставлял ее на воздух, чтобы она отсырела. И вот тогда все пошло как надо. Через месяц, 20 ноября 1807 года, выступая на традиционной ежегодной лекции в Королевском обществе — а лекции эти по завещанию знаменитого английского ученого Генри Бакера читались разными учеными на разные темы каждый год в один и тот же день и назывались поэтому бакеровскими, — так вот, выступая уже второй раз подряд с бакеровской лекцией, Дэви описал тот октябрьский день, когда был открыт металл калий: "Я взял кусочек чистого едкого кали, выставил его в течение нескольких секунд на воздух, чтобы его поверхность сделалась электропроводящей, положил его на изолированную платиновую пластину, соединенную с отрицательным полюсом батареи из 250 пар пластинок, и соединил поверхность едкого кали с платиновой проволокой от положительного полюса. Весь аппарат находился на воздухе. Тотчас обнаружилось сильное действие. Едкое кали начало плавиться в обеих точках, где оно электризовалось; на верхней поверхности наблюдалось сильное выделение газов, на нижней же отрицательной пластине не выделялось никаких газов, но я заметил маленькие шарики с сильным металлическим блеском и похожие на ртуть.