Когда Рамзай разместил благородные газы в нулевой группе по их атомной массе -- гелий 4, аргон 40, то обнаружил, что между ними есть место еще для одного элемента. Рамзай сообщил об этом осенью 1897 года в Торонто на заседании Британского общества в докладе, которому дал многообещающее название: "Об одном еще не открытом газе". Оглядываясь на прошлое, Рамзай вспоминал: "По примеру нашего учителя Менделеева я описал, насколько возможно, ожидаемые свойства нового газообразного элемента, который должен был заполнить "дырку" между гелием и аргоном. Я мог бы предсказать еще два других газа, однако полагаю, что с прорицанием надо быть поосторожнее..."
У Рамзая были явные основания для осторожности: ни один человек не знал, где искать эти газообразные элементы. Лишь после многих неудачных опытов Рамзаю пришла в голову мысль искать их в воздухе. Тем временем немец Линде и англичанин Хемпсон практически одновременно опубликовали новый способ сжижения воздуха. Этим изящным методом и воспользовался Рамзай и, действительно, с его помощью смог обнаружить в определенных фракциях сжиженного воздуха недостающие газы: криптон (затаившийся) и неон (новый).
"Спиритическая химия"
Нулевая группа периодической системы, состоящая из благородных газов, казалась безупречной. Ничто не изменилось, собственно говоря, когда американец Браш на конференции естествоиспытателей в Бостоне в августе 1898 года сообщил об открытии еще одной составной части воздуха -- элементе этерии[47]. Браш объявил, что плотность этерия составляет всего лишь одну десятитысячную плотности водорода. Вследствие легкости этерия и большой скорости его молекул этот диковинный газ стремится испариться в мировое пространство. Чудо, стало быть, что его вообще обнаружили на Земле!
Даже Менделеев стремился дать истолкование такого гипотетического мирового эфира. Он назвал элемент ньютонием и поместил его, а также ложный элемент короний в своей таблице перед водородом. Существование таких экзотических элементов не могло быть экспериментально доказано; отдельные ученые считали, что некоторые новые спектральные линии северного сияния, солнечной короны и звездных спектров следует приписать ньютонию, коронию или еще одному элементу -- небулию. Значительно позднее выяснилось, что эти чуждые спектральные линии можно объяснить ионизацией кислорода и азота, но ни в коем случае не новыми элементами.
В связи с загадочным, необъяснимым и трудноуловимым мировым эфиром высказал свои особые идеи инженер Адольф Вагеман. Он полагал, что все вещества при абсолютном нуле, то есть при --273 °С, должны превратиться в этот индифферентный эфир, который является не чем иным, как философским камнем. Ведь если привести этот эфир в соприкосновение со следами золота или, еще лучше, осторожно нагреть, пока его атомы не начнут совершать "энергетические колебания", соответствующие золоту, то все материальное, соприкасающееся с ним, должно превратиться в золото.
Удивительно простым казался процесс получения золота инженера Вагемана. Однако все это были пустые измышления. Абсолютный нуль не является реальной величиной, к ней можно только приблизиться, не достигая ее. Следовательно, таким философским камнем овладеть нельзя. Это было уязвимое место нового "процесса производства золота", который обещал человечеству огромные богатства. Тут следует еще добавить: всего несколькими годами позднее, в 1906 году, физико-химик Вальтер Нернст сформулировал 3-е начало термодинамики, и стало понятным поведение веществ при приближении к абсолютному нулю. Теперь можно было и теоретически оценить процесс Вагемана и ... отбросить его. Те, кто интересуются "техническими подробностями", могут найти их в брошюре Вагемана, появившейся в 1901 году под заманчивым заглавием: "Искусственное золото! Открытие процесса для превращения веществ, исходя из новых научных воззрений. Изложено общедоступно".
От всеобщего наступления на последние недостающие элементы не хотели отстать приверженцы алхимии и вновь воскресшего спиритизма. Они также занимались поиском новых элементов и изложили "экспериментальные результаты" в своего рода учебнике, который мы пролистаем. "Спиритическая химия. Ряд наблюдений ясновидцев о химических элементах"-- таково его заглавие.
Началось это летом 1895 года в Лондоне, когда члены европейской секции общества теософов[48] по окончании "рабочего дня" прогуливались вдоль берегов Темзы. Кто-то задал вопрос, нельзя ли исследовать состав воздуха при помощи потусторонних сил. Очевидно, налицо была "конкуренция" с Вильямом Рамзаем, чьи поразительные открытия были в то время у всех на устах.
Те члены общества, которые еще раньше приобрели "способность увеличения образов", тут же упали в траву и уставились в голубой эфир. Действительно, они могли видеть отдельные атомы газообразных составляющих воздуха! Их способность "увеличительного зрения" должна была быть невероятной. Даже с помощью современных высокоразрешающих электронных микроскопов мы можем получить лишь весьма приблизительное оптическое изображение атомов. Через несколько лет на своем конгрессе общество постановило систематически продолжать изучение спиритической химии. Мистер Лидбитер и мисс Анни Безант, авторы упомянутого "учебника", начали исследование атомарного строения элементов. У них была своя собственная методика. Благодаря их способности к ясновидению и особой "увеличительной возможности", которая удивительным образом могла "ввинчиваться вверх и вниз", они ясно видели перед собой атомы и могли даже сосчитать их кирпичики -- "пра-атомы"! Это срабатывало даже для самых редких элементов, ибо достаточно было только интенсивно представить себе эти элементы. Конечно, такой процесс таил в себе и опасности: так, Безант чуть не "задохнулась", когда путем ясновидения исследовала ядовитый хлор.
Для водорода, самого легкого элемента, насчитали 18 пра-атомов, для гелия -- 72. Для того, чтобы рассчитать "оккультную атомную массу" элементов, достаточно было разделить число пра-атомов на 18. Отсюда водород имел атомную массу 1, гелий 4. Для золота было найдено 3 546 пра-атомов, что соответствовало атомной массе 197.
Как видите, довольно сложный процесс. Вспоминается анекдот о том, как один любопытный спрашивает чабана, как же он узнает, все ли овцы возвратились вечером домой.
-- Очень просто, я их пересчитываю.
-- Не затруднительно ли это при столь большом стаде?
-- Нисколько. Я считаю овец по ногам, а потом делю на 4.
Само собой разумеется, что атомные массы, полученные ясновидением, не слишком отличались от принятых значений. Ведь спиритическая химия должна была как-то получить признание! Если посмотреть на таблицы элементов и атомных масс в учебнике "Спиритическая химия", то можно заметить, что там имеется новый элемент. Ясновидящие открыли его в воздухе и назвали новый элемент, стоящий якобы между водородом и гелием и насчитывающий 54 пра-атома (следовательно, он должен иметь атомную массу 3), оккультум. Он так никогда и не был помещен в периодическую систему элементов.
Еще один новый элемент -- аргентаурум
Вначале в системе элементов Д. И. Менделеева между серебром и золотом тоже была якобы "дырка". В 1896 году на это свободное место покусился американец Эмменс, который объявил, что он нашел неизвестный элемент. Чтобы отразить его положение между серебром (аргентум) и золотом (аурум), он назвал его аргентаурум. История открытия аргентаурума довольно необычна и полна приключений.
В американских научных кругах имя доктора Эмменса было известно. Стивен Эмменс был членом нескольких видных научных обществ и получил известность благодаря изобретению взрывчатого вещества эмменсита. Недолгое время он значился также первооткрывателем так называемой эмменсовой кислоты. Это новое вещество должно якобы образовываться при добавлении к дымящей азотной кислоте пикриновой кислоты до пересыщения. Однако, как сообщила "Хемикер цейтунг" в 1892 году, эту эмменсову кислоту следует вычеркнуть из списка индивидуальных химических веществ, ибо она представляет собой не что иное, как неизмененную пикриновую кислоту. Столь же мало сочувствия нашел Эмменс, когда предложил структурную формулу магнитного железняка. Вероятно, неудачи объяснялись тем, что работы Эмменса не были лишены известного налета фантазии.
Доктор Эмменс задал себе вопрос: что же отличает благородные металлы, такие, как серебро, золото, платина, от других металлов, помимо их устойчивости? По его мнению, это прежде всего, большая плотность, возрастающая в ряду: серебро -- золото -- платина. Следовательно, если бы удалось значительно уменьшить расстояния между атомами в металле, то можно было бы беспрепятственно получить благородные металлы, обладающие большей плотностью. Такова, в общих чертах, была новая идея доктора Эмменса. Эти рассуждения навели его на след упомянутого промежуточного элемента, который не был ни серебром, ни золотом и который он назвал аргентаурум. Из этого вещества при разрыхлении его структуры должно якобы получаться серебро, а при уплотнении -- золото. Процесс этот не является чем-то новым, он веками протекает в природе. Эмменс полагал, что нашел путь к осуществлению этого процесса в лаборатории -- заметьте, в своей собственной Argentaurum Laboratory (адрес: Нью-Йорк, Нью-Брайтон, Центральная авеню, 20).
Конечно, с такими теориями Эмменс попадал в угрожающую близость к опороченным средневековым методам получения золота. Однако американец не хотел называться алхимиком. Все же от такого прозвища некуда было деться, ибо Эмменс фактически предлагал способ изготовления золота!
Для того, чтобы подтвердить свои рассуждения и показать, что его способ "работает", 13 апреля 1897 года Эмменс продал нью-йоркскому монетному двору за 954 доллара 80 центов шесть слитков сплава золота с серебром, то есть именно того самого аргентаурума. Каждому появляющемуся посетителю или репортеру он с торжествующим видом совал в нос квитанцию. Начиная с этого дня доктор Эмменс ежемесячно поставлял государственному монетному двору два слитка золота весом от 7 до 16,5 унций, то есть от 200 до 500 г. Для прессы он сделал громогласное заявление: "Я уверен, что за год смогу увеличить производство золота -- аргентаурума до 50 000 унций в месяц". Нью-Йорк бурлил. Оправдал ли Эмменс эти слова? В его пользу говорили следующие события.
Во многих объявлениях в прессе и в научных журналах Эмменс предлагал пробы золота -- аргентаурума в 1, 2, 5 и 10 г для проверки его данных и для научных исследований. Цена: 75 центов за грамм. Каждый, кто интересовался этим искусственным золотом, мог купить его у доктора Эмменса. Спрос был велик. Английский физик Вильям Крукс пожелал подробнее узнать у изобретателя об этом новом чудо-веществе. Крукс хотел доложить о нем в лондонском журнале "Кемикл Ньюс", редактором которого он являлся.
Среди выдающихся ученых Англии Крукс был несколько двуликой персоной. В своей специальной области, спектроскопии, этот физик был неоспоримым авторитетом, тем более, что ему принадлежала честь открытия спектральным путем химического элемента таллия.
О себе Крукс говорил, что для него всегда особое очарование представляла туманная область между известным и неизвестным. Порой казалось, что это можно понимать буквально, ибо Крукс тратил также время на то, чтобы исследовать спиритические явления физическими методами. Это было бы оправданно, если бы физик использовал свои научные знания для разоблачения спиритического безобразия; в некоторых "высших" кругах тогдашнего общества спиритизм грозил превратиться в модную болезнь. Однако Крукс вел себя иначе. Его настолько одурачили фокусы медиумов, что в итоге он сам начал верить в сверхъестественные силы. Он усердно регистрировал "мощные" психические силы, которыми сидящий в стороне медиум воздействовал на пружинные весы. В конце концов Крукс поверил также в "материализацию" умерших: их дух возникал по воле медиума, который лежал в трансе, прикованный к тому же к физическим измерительным приборам. Существуют даже "фотографии духов", на которых Крукс изображен рядом с посетителями из загробного мира.
Естественно, что научное имя ученого заметно страдало от таких зигзагов. Ведь Крукс был членом высокочтимого Королевского общества, к которому принадлежат только самые выдающиеся научные деятели мира. В статье "Естествознание и мир духов" (1878 год), опубликованной в "Диалектике природы", Фридрих Энгельс насмешливо заметил по этому поводу, что было бы полезнее, если бы на эти спиритические сеансы Крукс принес скептический ум вместо физических приборов.
Интересно, что в те же годы и Д. И. Менделеев соприкоснулся со спиритизмом. Как член научной корпорации он должен был в Петербурге присутствовать в качестве наблюдателя на "заклинании духов", превратившемся в эпидемию, и мог в этом случае проверить факты, описанные Круксом. В 1876 году русский ученый пришел к уничтожающему выводу: доказано, что все так называемые спиритические явления объясняются либо непроизвольными движениями, либо сознательным обманом, и что спиритизм есть суеверие.
Крукса нельзя было переубедить, он клялся в своей правоте, указывая на результаты физических измерений. И как только к нему обратились приверженцы оккультной химии, он заверил их в том, что разделяет их взгляды. Таким образом, он казался именно тем человеком, который мог бы поддержать такого современного приверженца спиритизма, как Эмменс...
Поэтому в нескольких письмах Эмменс охотно открыл Круксу свою великую тайну: "гвоздем" всего является машина высокого давления, на которую вскоре будет получен патент. С ее помощью куски серебра подвергаются сильным механическим ударам, чтобы путем сжатия превратиться в аргентаурум и наконец -- в золото.
Однако Крукс стал осторожнее -- ведь прошло 30 лет после его злоключений со спиритизмом -- и потребовал, прежде всего, точных рабочих прописей. Слегка уязвленный Эмменс отвечал, что если Крукс хочет сам провести эксперимент, пусть он подвергнет мексиканский серебряный доллар подобным ударам в стальном цилиндре при низких температурах. Такой процесс якобы в больших масштабах он практикует сейчас с помощью своей машины высокого давления, которая концентрирует давление, как увеличительное стекло концентрирует солнечные лучи. Эмменс уверял, что если достаточно долго ударять по монете, то обязательно можно будет установить большее или меньшее повышение содержания золота.
С серебром из Мексики дело обстоит особо, о чем нам известно, со времени месье Тиффро. Мексиканские серебряные доллары и были, собственно говоря, "производственной тайной" доктора Эмменса, которую он в конце концов весьма неохотно открыл. 16 марта 1897 года Эмменс передал американской Assay Office[49] в Нью-Йорке мексиканский доллар с просьбой проверить, есть ли в нем золото. Результат был отрицательным. Спустя некоторое время Эмменс дал исследовать четыре мексиканских доллара, предварительно отделив от каждого половинки. Их анализ также дал отрицательный результат. Золото не было обнаружено. Оставшиеся половинки долларов Эмменс подверг специальному процессу в своей лаборатории. Теперь они содержали, по осторожному высказыванию доктора Эмменса, кроме серебра еще металл, который по всем испытаниям соответствовал золоту. В результате он был скуплен пробирной палатой как золото.
10 000 долларов тому, кто найдет ошибку
Сэр Вильям Крукс последовал совету американца. Он измельчил мексиканский доллар, поместил 13 г полученных серебряных опилок в стальной цилиндр и с помощью остроумного механизма ударял по ним поршнем с частотой один раз в секунду. Цилиндр он охлаждал сухим льдом. После этого Крукс обнародовал ожидавшийся с нетерпением результат: небольшое увеличение содержания золота -- с 0,062 до 0,075 %. Величины были не слишком обнадеживающими и, по-видимому, лежали в пределах ошибки определения. Крукс дал понять, что от этого не разбогатеешь.
Однако Эмменс продолжал быть оптимистом: все же содержание золота, подсчитал он из опыта Крукса, возросло на 21 %. Нужно только давить на серебро до тех пор, пока не возникнут большие количества золота. Крукс отказался от этого и обратился к анализу нового элемента -- аргентаурума. Здесь был также уничтожающий результат: как сообщил Вильям Крукс в начале сентября 1897 года в "Кемикл ньюс", спектральное исследование образца аргентаурума показало, что в нем содержатся только золото, серебро и немного меди. В спектре не было других линий, а также не было новых линий какого-либо неизвестного элемента.
Такие малоутешительные научные результаты не удержали Стивена Эмменса от дальнейшего производства золота. Из скромной лаборатории аргентаурума образуется синдикат, расположенный в одном из лучших зданий Бродвея. Чтобы компанию не заподозрили лишь в производстве золота, Эмменсу пришел в голову новый коммерческий трюк. Появились объявления о том, что синдикат "Аргентаурум" желает содействовать прогрессу науки. Он учреждает премию в 500 долларов за самый подробный литературный обзор, касающийся единства материи и теоретической возможности получать золото из так называемых элементов. Далее, синдикат выделяет еще 500 долларов для разъяснения проблемы, почему плотность и свойства твердой материи изменяются при сжатии и охлаждении. Чтобы раздуть известность Эмменса, возникло даже "научное общество". Это исследовательское общество предполагало также выпускать золотые медали -- конечно, медали из аргентаурума -- как награду за научные работы.
Помимо того, Эмменс хотел поднять свой престиж с помощью собственных научных публикаций. Из ряда его статей об аргентауруме получилась целая книга, первый том которой он посвятил гравитации. Во введении к ней подчеркивается основательность автора: "Мы предлагаем 10 000 долларов тому, кто найдет научную ошибку в этой книге". Человеку таких качеств следовало просто-напросто верить, что к тому же он умеет делать золото!
Расходы на пропаганду, которые делал Эмменс, носили частично рекламный характер; это поразительно, однако вполне типично для общества, в котором он жил. Даже в этой специальной области царила конкуренция: 7 мая 1897 года Эдвард Брайс из Чикаго подал заявку на патент. Он предлагал изготовлять золото и серебро из свинца, олова и сурьмы, то есть использовал значительно более дешевое "сырье" по сравнению с Эмменсом. Дважды патентное бюро США отвергало притязания мистера Брайса. Однако оскорбленный изобретатель сумел защититься с помощью своих адвокатов и в конце концов добился разрешения провести пробные испытания на нью-йоркском монетном дворе. Естественно, что общественность принимала живое участие в этих событиях. Вероятно, и Эмменса волновал вопрос об исходе этого алхимического спектакля. Опыты лично контролировал директор монетного двора Престон. Брайс работал с тремя фунтами сурьмы, двумя фунтами серы, фунтом железа и небольшим количеством порошкообразного угля. Судя по рецептуре, такой опыт мог проводиться на 500 лет раньше. А результат? Комиссия кратко констатировала, что минимальный успех получен лишь в том случае, когда используется продажная сурьма, содержащая следы золота. С чистым сырьем эффект равен нулю.
Результат предприятия был весьма насмешливо отмечен американской прессой. Однако неудача "коллеги", по-видимому, мало затронула Эмменса. Он невозмутимо продолжал дальше ковать золото из серебра и унцию за унцией продавать государственной казне. До конца 1897 года это составило 24 золотых слитка весом всего в 17 кг. В 1898 году он должен был дать еще 10 кг. Общественность Америки была раздражена деятельностью доктора Эмменса. Наконец пресса вновь ухватилась за этот факт. В феврале 1899 года газета "Нью-Йорк геральд" в резкой статье поставила несколько вопросов: "Не является ли доктор Эмменс современным Розенкрейцером? Этот человек делает золото и продает его казне Соединенных Штатов! Может ли доктор Эмменс показать комиссии из сограждан тот процесс, с помощью которого он делает золото из мексиканских долларов?"
И Эмменс принял вызов, он не хотел, чтобы его сочли последователем тайного алхимического союза Розенкрейцеров или, на худой конец, просто алхимиком. Он объявил, что на глазах у именитых членов американского общества собирается превратить в золото 100 000 унций монетного серебра. Это соответствовало 3110 кг!
Однако до великого смотра дело не дошло. Требуемая комиссия не собралась. Директор нью-йоркского государственного монетного двора категорически отказался участвовать в таком спектакле Другой выдающийся современник, изобретатель Николай Тесла, так же не хотел ничего слышать об алхимике.
Постепенно это происшествие забылось, тем более, что Эмменс прекратил производство золота так же внезапно, как и начал его. Вскоре поползли слухи -- полиция якобы занялась доктором Эмменсом. Быть может, такие сообщения были беспочвенными, Одно только известно -- в деле Эмменса произошел неожиданный поворот: получено было объяснение производству золота, налаженному Эмменсом. Люди, обладавшие криминалистическим чутьем, спрашивали себя: каков источник золота доктора Эмменса? Однако об этом позднее. Во всяком случае элемент аргентаурум не получил доступа в периодическую систему элементов. Само собой разумеется, что при дальнейшей разработке системы, пространства между серебром и золотом не оказалось. Следовательно, не надо было открывать в этом месте неизвестный элемент. В научном смысле это был смертный приговор аргентауруму доктора Эмменса.
Глава 3
РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Невидимые лучи
Поскольку из всех элементов уран обладает самой большой атомной массой, Д. И. Менделеев поставил его на последнее место в периодической системе. Между висмутом, которым заканчивался ряд известных тяжелых металлов, и ураном находилось семь свободных клеток, прерванных только элементом торием. Семь свободных мест -- это означало семь химических элементов, которые еще предстояло открыть. На Земле они могли находиться только в виде следов, ибо еще ни одному исследователю не удалось выделить хотя бы несколько миллиграммов вещества, которое можно было бы приписать элементу последних двух рядов. Эти редкие элементы, видимо, нельзя было обнаружить традиционными методами. Постепенно такое убеждение укоренилось.
Многие исследователи в глубине души верили, что благодаря успехам науки однажды будет приоткрыта завеса существования этих самых тяжелых, элементов. Как известно, в свое время, когда стали использовать электрический ток для электролиза неорганических соединений, неожиданно получили целый ряд новых элементов. Такие методы, как спектральный анализ и фракционная перегонка сжиженного воздуха, также привели к обнаружению ряда новых химических элементов. Следовательно, нужно было подождать, пока с прогрессом науки не откроется новый процесс для обнаружения и выделения самых тяжелых элементов на Земле.
8 ноября 1895 года стало памятной датой в истории естествознания. В этот день физик Конрад Рентген в своей лаборатории в Вюрцбурге проводил опыты с катодными лучами, возникающими при электрическом разряде в разреженных газах. Многие исследователи в то время проводили такие эксперименты, с тем, чтобы выяснить природу этого излучения. Рентген, как обычно, работал в затемненном помещении. Он был поражен, заметив, что несколько кристаллов цианоплатината бария, случайно находившиеся на лабораторном столе, довольно далеко от разрядной трубки, стали ярко светиться. Значит, эти кристаллы попали в зону какого-то невидимого излучения. Иначе нельзя было объяснить замеченное явление. Как вскоре установит сам исследователь, это был "новый вид излучения" -- таково заглавие его статьи от 28 декабря 1895 года,-- которое образуется вторично из катодных лучей. Излучение это обладало рядом примечательных свойств, Через вещества оно проходило, по-видимому, без помех. Когда Рентген случайно положил руку на трубку, он увидел на экране свои кости. Это было невиданное в физике явление! Эти загадочные Х-лучи, позднее названные рентгеновскими -по имени их первооткрывателя, привлекли к себе внимание всей научной общественности. Исследователи всего мира напряженно пытались разгадать те загадки, которые им задали таинственные катодные и рентгеновские лучи.
Дж. Дж. Томсон из Кембриджского университета (Великобритания), первая величина в физике, в 1897 году смог доказать, что катодные лучи состоят из бесчисленного множества маленьких отрицательно заряженных частичек. Позднее за ними закрепилось название электроны. Томсон установил, что эти заряженные частички движутся с огромной скоростью. Больше всего поразил тот факт, что масса электрона примерно в две тысячи раз меньше массы самого легкого атома -- водорода. До этого времени полагали, что атом является мельчайшим кирпичиком материи. Ученым недостаточно было открыть магические Х-лучи. Они старательно искали другие невидимые лучи, которые исследователи до той поры еще не смогли заметить. В Париже физик Анри Беккерель работал с препаратами урана. На них он думал изучить флуоресценцию солей урана после их облучения светом; Беккерель стремился ответить на вопрос, не является ли флуоресценция тоже новым видом излучения. Однако случайное открытие дало совершенно иное направление его исследованиям.
Свой решающий эксперимент французский ученый назначил на 1 марта 1896 года. Для большей достоверности он предварительно проявил одну из фотопластинок, которые лежали в ящике вместе с солью урана. Беккерель был поражен, когда увидел, что уже на верхней пластинке было явное почернение, как раз на том месте, где лежал препарат урана. Откуда такое "засвечивание"? В ящике было абсолютно темно. Можно было найти только одно объяснение: фотопластинка почернела от излучения соли урана; очевидно, такое излучение должно наблюдаться и без предварительного освещения соли. На следующий же день физик ознакомил со своим удивительным открытием Парижскую академию наук. В качестве доказательства он представил одну из своих "радиографий".