Юрий Фиалков - Свет невидимого

Да и чего обижаться, когда дело сделано: следуя каждый своим путем, Рэлей и Рамзай выделили по нескольку кубических сантиметров неизвестного газа, оказавшегося, судя по всему, новым химическим элементом.

Открытие нового элемента — всегда непростая задача. Ну, а обнаружение этого диковинного газа, вокруг да около которого ученые, как выясняется, ходили, по меньшей мере, век, но все не замечали, — и вовсе трудное дело. Вот почему Рамзай, выступая в 1897 году с докладом «Неоткрытый газ», форма которого выдавала художественный склад натуры его автора, имел все основания сказать:

«Есть пословица о том, как трудно отыскать иголку в стоге сена; современная наука при помощи подходящих магнитных приспособлений быстро справилась, если бы была назначена хорошая премия, с подобного рода задачей и извлекла бы иголку из стога. Но для нас роль иголки в стогу играл „неизвестный элемент“, характеризуемый к тому же чисто отрицательным свойством — неспособностью к соединению с другими элементами, а „стогом“, в котором приходилось разыскивать иголку, был весь мир».

Однако прошло немного времени, и веселый смех в лаборатории сменился озабоченным и недоуменным шепотом: у нового газа оказалось такое количество странностей и несообразностей, что пришли в уныние даже видавшие виды исследователи.

Впрочем, ни Рэлей, ни Рамзай не знали, что еще много загадок задаст научному миру этот газ — загадок, перед которыми спасует не одно поколение его будущих исследователей.

Нет, речь здесь вовсе не об удивительной химической инертности нового обитателя Периодической системы. Это упорное нежелание вступать во взаимодействие ни с одним из элементов, нежелание, за которое его нарекли аргоном, что значит «недеятельный», было скоро объяснено. Были открыты и другие представители семейства инертных газов — гелий, неон, криптон, ксенон.

Речь здесь о том, что аргон поставил перед Периодической системой и ее творцом загадки, которые при тогдашнем уровне развития физики попросту были неразрешимы.

Но Менделеев искал разгадку со свойственными ему страстностью и упорством. И не находил…

Дважды два — четыре. Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Энергия взаимодействия двух электрических зарядов обратно пропорциональна расстоянию между ними. В Периодической системе Менделеева элементы располагаются в порядке увеличения их атомной массы.

К началу XX века это были одинаковые по непогрешимости истины.

Если хотя бы в одном-единственном треугольнике квадрат гипотенузы оказался больше или меньше суммы квадратов катетов, это означало бы не только несостоятельность теоремы Пифагора — рушилась бы вся система эвклидовой геометрии.

Если хотя бы в одном-единственном случае выяснилось, что закон Кулона не оправдывается, это было бы равнозначно крушению всего учения об электричестве.

Но никто, складывая 2 и 2, не получил 5. Никому не удалось опровергнуть Пифагора. Остался незыблемым закон Кулона. Но вот новичок аргон заставил многих усомниться в правильности закона Менделеева.

Понять, в чем здесь дело, нетрудно. На рисунке — третий и четвертый ряды системы Менделеева. Прикройте клетку № 18, в которой обитает аргон. Именно так, без аргоновой «квартиры», выглядел этот участок менделеевской таблицы до открытия, сделанного английскими физиками. Все четко, все стройно, все упорядоченно: фосфор — сера — хлор — калий. У каждого последующего элемента атомная масса больше, чем у предыдущего.

Теперь откройте клетку № 18, явите взору аргон — и сразу все рушится: и четкость, и стройность, и упорядоченность. Действительно: хлор — 35,5, аргон — 40, калий — 39.

Итак, семь с лишним десятков известных к тому времени химических элементов в общем довольно закономерно укладываются в стройный каркас Периодической системы и лишь новичок аргон ведет себя строптиво.

Можно было бы, правда, поменять аргон и калий местами — так, чтобы за калием — 39 следовал аргон — 40. Но тогда, мягко выражаясь, получилась бы ерунда. Инертный газ аргон попал бы в компанию чрезвычайно активных в химическом отношении щелочных металлов-элементов, на которые аргон не похож ни одним из своих свойств — какое ни выбери. Ну, а калий оказался бы втянутым в компанию, возглавляемую гелием, с которым его ничто, абсолютно ничто не роднит.

Легко представить, сколько огорчений доставил этот «сбой» творцу периодического закона. Но и сами открыватели аргона немало смущены «невежливостью» своего крестника. Может быть, они в чем-то ошибаются? Рэлей и Рамзай согласны предоставить аргон, хотя он пока что очень и очень дефицитен, всем желающим с тем, чтобы данные по атомной массе аргона были проверены и перепроверены.

Но все проверки и перепроверки с неизбежностью показывают одно и то же значение: 40. Проверять и перепроверять же атомную массу калия не имело смысла: давно и с предельной достоверностью было известно, что она равна 39.

Ну, а в те годы, о которых идет речь, методы определения атомных масс химических элементов были разработаны настолько надежно, что различие в одну единицу (40 – 39 = 1) намного превышало возможную ошибку опыта.

Может быть, такая же картина наблюдается и у других инертных газов, открытие которых не запоздало последовать? Нет. Атомная масса неона меньше, чем у следующего за ним натрия. То же у пары криптон — рубидий, и у пары — ксенон — цезий.

В лагере врагов периодического закона началось радостно-злобное оживление. Завистники — а в них Менделеев никогда не ощущал недостатка — громко говорили о скором крахе системы.

Менделеева мало волнуют происки его научных соперников. Он убежден в справедливости своего закона. И поэтому… не верит в правильность определения атомной массы аргона. Даже в восьмом издании знаменитых «Основ химии», выпущенном за год до его смерти, в 1906 году, ученый пишет, что аномалия атомной массы аргона «заставляет полагать, что аргон содержит подмесь другого газа с высокой плотностью».

И как водится, начали возникать различные теории, гипотезы, предположения. Одни невероятнее других. Нередко остроумные, находчивые, но совершенно не согласующиеся с действительностью.

Если переплести все работы, посвященные только этой аномалии аргона, то получилось бы внушительное собрание, отражающее мучительные поиски, догадки, надежды, которым не суждено было сбыться. Но решение не приходило. А тут все явственнее стала вырисовываться еще одна загадка аргона. Она явилась, эта проблема, окруженная свитой теснящих друг друга вопросительных знаков…