Ирина Радунская - Безумные идеи
По следам оловянной чумы
Мы должны знать – мы будем знать.
Давид ГИЛЬБЕРТ
Кто злоумышленник?
Странный случай, происшедший на одном из складов военной амуниции в Петербурге полтора столетия тому назад, можно, пожалуй, считать началом этой истории.
Как и всякий военный склад, этот тоже тщательно охранялся. Тем не менее партия новеньких солдатских шинелей с победоносно поблескивающими оловянными пуговицами была приведена в негодность и представляла печальное зрелище. Шинели были перепачканы каким-то серым, неприятным веществом, а пуговицы исчезли.
Виновник загадочного происшествия так и не был найден, хотя занимались этим вопросом не только следователи, но и Петербургская академия наук. Злодейству оловянной чумы было посвящено не одно ее заседание. Тайна олова долго не давала спать седовласым ученым и чуть не подорвала престиж тогдашней науки.
А затем последовал еще ряд событий, казалось, не связанных между собой.
В начале нашего века, отмеченного целым рядом героических попыток дорисовать карту Земли, к берегам Антарктиды направились экспедиционные корабли Роберта Скотта. Они подходили все ближе и ближе к таинственной земле. Людям становилось все труднее дышать и двигаться. Начались приготовления к высадке, как вдруг путешествие оборвалось самым неожиданным образом. Случилось то, что никогда еще не случалось ни с одним кораблем в мире: развалились баки с горючим. Со швов сыпалась, как штукатурка, оловянная пайка.
Слух об этом происшествии тоже достиг высоких ученых собраний и стал предметом ожесточенных споров, предположений, догадок. Но объяснение в то время так и не было найдено.
Оловянная чума сеяла панику. Она разгуливала по складам, и вместо аккуратных брусочков белого олова в них находили груды грязновато-серого порошкообразного вещества, неведомо откуда взявшегося.
Однако инфекция была разборчива. Она посещала не все склады, а выбирала лишь те, которые сооружались зимой, наспех. Оловянная чума как бы подстерегала момент, когда олово выгружалось на холоде, и набрасывалась на металл.
Странное дело, во всех этих случаях пострадавшим, с которым происходили непонятные метаморфозы, было олово. Но все это было явно не подвластно знаменитым сыщикам из романов с их увлекательными индуктивными и дедуктивными методами, успешно ведущими читателя по пути разгадки.
Тайной оловянной чумы всерьез занялись ученые. Это было не менее увлекательно, чем чтение детективных романов.
Открытый на солнце
До 1868 года его не видел ни один человек. Никто его не знал и о нем ничего не слышал.
Впервые его присутствие было обнаружено на Солнце. Он оставил ярко-желтые следы в солнечном спектре. Их нашли сразу два астронома – француз П. Жансен, которому пришлось для этого совершить путешествие в Индию, и англичанин Н. Локьер, и не думавший покидать Лондон.
Каждый из них тотчас сообщил о необыкновенных следах в Парижскую академию наук. И письма эти пришли в один и тот же день, что немало позабавило академиков. В честь этого удивительного события они даже заказали золотую медаль. Ее украсили портреты Жансена, Локьера и бога Солнца Аполлона, восседающего на колеснице.
Вещество, найденное на Солнце, Локьер назвал именем Солнца – «гелий».
Гелий увидели на расстоянии в 150 миллионов километров от Земли, и он еще долго никого не подпускал к себе на более близкое расстояние. Но прошло 25 лет, и английскому ученому Рэлею удалось запереть его в колбу в собственной лаборатории. Однако ученый вначале даже не подозревал, кто его пленник.
Просто Рэлей хотел восполнить пробел, существовавший в «статистическом ведомстве» химии. Он решил точно измерить удельный вес всех известных химикам газов. Надо было положить конец неразберихе, которая возникла из-за грубых, приближенных измерений.
Рэлей взял самые точные весы и без помех, не торопясь тщательно взвесил водород, потом кислород и занялся азотом, добыв его из воздуха. Веса газов он определил очень точно, вплоть до четвертого знака после запятой. И был вполне доволен своей работой. Но чтобы еще раз убедиться в правильности измерений, Рэлей стал снова мерить веса тех же газов, но добытых другим способом.
Так он проверил удельный вес водорода, кислорода и снова занялся азотом. Но на этот раз добыл его не из воздуха, а из аммиака.
И тут работа застопорилась. Литр азота, добытого из аммиака, почему-то был легче, чем литр азота из воздуха! Меньше на пустяк, не хватало каких-то 6 миллиграммов. Но тем не менее, эта разница заставила Рэлея потрудиться. Сколько ни повторял он взвешивание, литр азота не тянул на положенный вес. Ничтожный, блошиный вес не давал исследователю сдвинуться с места.
Рэлей был не таким ученым, который может отмахнуться от факта.
Он начал добывать азот из самых различных химических соединений и каждый раз заново его взвешивать. И удивительно – веса всех азотов совпадали с весом азота, добытого из аммиака, но не из воздуха. Воздушный азот был самым тяжелым!
В это на первый взгляд ничтожное дело включился еще один известный ученый – Рамзай, у которого, надо думать, были дела и поважнее. Но и он не мог оставить такой факт без внимания. Рамзай тоже стал взвешивать азот.
Как одержимые Рэлей и Рамзай перегоняли газы из одной колбы в другую, очищали, взвешивали... Им было недосуг ни пообедать, ни поговорить. Они не выходили из своих лабораторий, а вечерами обменивались письмами.
И вот оба разными путями пришли к одному и тому же выводу: выделенный из воздуха азот не является азотом. Вернее, это не просто азот. К нему явно примешан другой, неизвестный газ. Но какой?
Потянулись месяцы опытов и раздумий. Но в конце концов в пробирке с «чистым» азотом ученые нашли... солнечное вещество. Но прежде чем они настигли его, в «воздушном азоте» был обнаружен сначала аргон, затем криптон – дотоле неизвестные газы, – а потом уж и гелий.
К этому времени гелий был выделен и из минерала клевеита. Так солнечное вещество спустилось на Землю.
И на нашей планете его оказалось так много, что просто поразительно, почему же о нем ничего не знали химики. А узнав, почему так долго гонялись за ним?
Рамзай с присущим ему юмором сказал как-то: – Поиски гелия напоминают мне поиски очков, которые старый профессор ищет на ковре, на столе, под газетами и находит, наконец, у себя на носу.
Так люди впервые услышали о гелии, показания которого пролили впоследствии свет на тайну оловянной чумы.
Двуликий газ
Гелий оказался газом без запаха и цвета, неспособным соединяться ни с каким другим элементом; самым легким элементом из семейства инертных газов. Казалось, это скромный труженик с покладистым характером; им наполняли дирижабли, применяли его и в металлургии и в медицине. Но, на первый взгляд ничем особенным не примечательный, газ имел и второе лицо.
Странности начались тотчас, как гелий охладили. Ученые привыкли к тому, что в таких случаях газы густеют и уплотняются, превращаясь сначала в жидкость, а потом замерзая в твердое кристаллическое тело.
Было хорошо известно, что кислород сжижается при минус 183 градусах Цельсия, азот при минус 196 градусах, водород около минус 253 градусов. Но гелий повел себя совершенно иначе.
Многие пробовали его охлаждать. Была уже пройдена «точка кислорода», и «точка азота», и «точка водорода», а гелий не собирался сжижаться. Он упорно оставался газом.
Только в 1908 году голландскому физику Г. Каммерлинг-Оннесу удалось сделать, казалось, невероятное: он заставил гелий превратиться в жидкость. И случилось это при температуре минус 269 градусов Цельсия! Такой низкой температуры человек не получал еще никогда.
При такой температуре все другие газы становились твердыми, как кусок льда. А гелий превращался в прозрачную жидкость, напоминающую газированную воду.
Но эта безобидная на вид жидкость была в семьдесят пять раз холоднее ледяной воды!
Кристаллизоваться же гелий не хотел даже вблизи абсолютного нуля – при минус 273 градусах Цельсия, самой низкой температуре, которая только возможна в природе. Этим он бросал вызов всей классической физике, провозглашавшей, что всякое движение при абсолютном нуле прекращается. Все должно замерзнуть! А поскольку гелий оставался жидким, значит его атомы все-таки двигались, они не подчинялись закону «вечного покоя».
Несмотря на то, что в 1926 году голландец В. Кеезом справился с гелием и заставил его затвердеть, призвав на помощь морозу высокое давление, зерно сомнения было посеяно. Гелий стал одним из свидетелей против классической физики. С помощью известных законов физика не могла объяснить его поведения.