Хью Олдерси-Уильямс - Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Я шел по широкой главной улице городка, плавно загибавшейся, подобно траектории маятника. В обоих ее концах открывались необъятные просторы в направлении высоких гор, покрытых снежными шапками. Чуть выше полосы лесов в горах обнажалась вся их древняя геология. Здания, выстроившиеся вдоль улицы – кафе-мороженое, универсам, несколько мастерских – демонстрировали разнообразие украшений из кирпича и штукатурки в викторианском стиле с нависающими над всем этим причудливыми деревянными карнизами. На некоторых зданиях до сих пор сохранилась дата постройки, одна и та же на всех – 1896 г. Город, выросший на пустом месте в течение одного года, город, в котором с тех пор не было практически никаких сколько-нибудь значимых событий. Нетрудно представить безумное возбуждение золотой лихорадки, за один день сделавшее здешние места знаменитыми; потом, по ее окончании, они столь же быстро были преданы полному забвению. В здании с вывеской «Торговый центр Фрего» висело объявление, предлагавшее «бесплатные образцы золотой руды». Оно подтверждало мой главный вывод: «золотые» дни золотых приисков далеко позади. (Люди и сейчас продолжают искать легкого богатства – совсем недавно городок попытался восстановить свою прежнюю притягательность с помощью открытия легальных казино.)

В мифологии золото часто связано с водой. Фригийский царь Мидас смывает с себя проклятие «золотого прикосновения» в водах реки Сардис, а история о золотом руне берет начало с того момента, когда руно помещают в реку, чтобы поймать на него частички драгоценного металла. Неудивительно, что и ученые ведут свой поиск в воде.

Шведский химик Сванте Аррениус, первый директор Нобелевского института, совершил множество открытий в разных областях. Помимо всего прочего, он предвидел возникновение парникового эффекта в земной атмосфере. Большая часть его исследований была посвящена изучению электропроводимости растворов. В ходе названных исследований в 1903 г. он сумел установить количество золота, растворенного в морской воде. По его подсчетам концентрация золота составляет шесть миллиграммов на тонну морской воды. При таком его содержании общее количество золота в морской воде должно составить восемь миллиардов тонн. Мировое же его производство на 1903 г. ограничивалось всего несколькими сотнями тонн.

В мае 1920 г. немецкий друг Аррениуса Фриц Габер приехал в Стокгольм, где ему должны были вручить Нобелевскую премию, присужденную еще в 1918 г.; Первая мировая война помешала своевременному вручению. Премию он получил за открытие способов искусственного синтеза аммиака из атмосферного азота, которое способствовало активному развитию как производства удобрений, так и взрывчатых веществ. Ученые много времени проводили в дискуссиях. Через несколько дней после возвращения Габера в Германию страны-победительницы объявили свои условия мира: его стране надлежало выплатить 269 миллиардов золотых марок в качестве репараций. И он решил помочь ей сделать это средствами науки.

Габеру, конечно же, была хорошо известна легенда о золоте Рейна. В опере «Золото Рейна», первой из вагнеровского цикла «Кольцо Нибелунгов», на речном дне в солнечных лучах сверкает золото, охраняемое тремя девами Рейна. Карлик Альберих следит за девами, но решает, что золото важнее любви, они же нашептывают ему секрет, что кольцо, изготовленное из рейнского золота, даст его обладателю безграничную силу. Следуя Плинию и великому немецкому металлургу Агриколе, Вагнер стремится доказать, что сам по себе металл совершенно безобиден и только вещи, изготовленные из него людьми, наделены растлевающей силой. Как поясняет его точку зрения Джордж Бернард Шоу в «Идеальном вагнерианце», очерке, посвященном вагнеровскому циклу, девы Рейна ценят золото, исходя «из совершенно некоммерческих соображений, исключительно за его природную красоту и совершенство». Только человек обладает способностью изготовить кольцо из золота, что и делает увлеченный их песнями корыстный Альберих. На протяжении следующих трех опер тетралогии кольцо продают, похищают, за него бьются и гибнут, а тем временем оно каждому своему владельцу приносит обещанное несчастье, пока в конце концов вновь не возвращается на дно реки. И по-видимому, неслучайно то, что Вагнер писал либретто цикла во времена первой большой золотой лихорадки, а Шоу воспользовался клондайкской золотой лихорадкой 1898 г. в качестве иллюстрации для своего очерка.

Проклятие пало и на Габера, хотя заметно это стало не сразу. Он начал работу над проектом с того, что заказал образцы морской воды со всего мира, которые и стали привозить в его берлинскую лабораторию. Химический анализ подтвердил данные Аррениуса. Затем при поддержке ряда промышленников он снарядил судно и отправился на нем в 1923 г. в путешествие. Однако и в ходе первого, трансатлантического, плавания, и в дальнейшем, когда он бороздил другие океаны, его первоначальные выводы стали подвергаться все большим сомнениям – с каждым разом ему удавалось получать все меньше и меньше драгоценного металла из морской воды. В отчаянии он пришел к выводу – как ныне считается, ошибочному – что в морской воде присутствует очень небольшое количество золота, которого не хватит даже на то, чтобы покрыть грандиозные расходы по его выделению из нее.

Современные оценки содержания золота в морской воде несколько более оптимистичны. Считается, что его в три раза больше того уровня, который Габер рассматривал как минимальный для эффективности дальнейших исследований. Содержание золота оценивается в 20 миллиграммов на тонну. В принципе, в мировом океане может содержаться золота на 300 миллионов миллионов фунтов, исходя из нынешних цен на него, или, в несколько другой «валюте», ценой в 400 миллионов Кейт Мосс. Но даже при таком, значительно более высоком содержании, по мнению Ричарда Херрингтона, «стоимость его извлечения из воды слишком высока, чтобы в данный момент можно было бы всерьез рассматривать реализацию данной идеи в промышленном масштабе». Однако, отмечает он далее, золото на самом деле есть в Рейне, и «его производство в лучшие годы достигало 15 килограммов».

Необычность присутствия растворенного золота в воде успешно использовалась, по крайней мере, в нескольких довольно примечательных случаях. В 1933 г. преследование нацистами немецких ученых еврейского происхождения заставило многих из них эмигрировать и искать пристанища в зарубежных исследовательских центрах. Два нобелевских лауреата по физике, Макс фон Лауэ, получивший премию в 1914 г. за открытие дифракции рентгеновских лучей, и Джеймс Франк, которому премия была присуждена в 1925 г. за экспериментальное подтверждение квантовой структуры энергии, передали свои медали на хранение Нильсу Бору в Институт теоретической физики в Копенгагене. К тому времени, когда в апреле 1940 г. немецкая армия вошла в Данию, Бор уже пожертвовал свою нобелевскую медаль в помощь пострадавшим от военных действий, но ему необходимо было скрыть медали немецких коллег, так как обнаружение их у него в лаборатории еще больше скомпрометировало бы ученых, уже и без того дискредитированных в глазах нацистов. На медалях значились имена лауреатов, а так как они были изготовлены из золота, вывоз их из Германии считался серьезным нарушением закона.