Внимание!

Это непроверенный текст книги, полученный с помощью системы оптического распознавания символов (OCR).

Все книги автора

Юрий Фиалков

«В клетке №...»

Издательство «Детская литература» Москва 1969

— Будем начинать...

— Пожалуй, уже время.

— Господа, прошу внимания! Наш уважаемый председатель захворал, и мы попросим Федора Николаевича взять на сегодня, так сказать, бразды...

— А где же Дмитрий Иванович?

— Сейчас, должно быть, в Тверской губернии. Поехал смотреть тамошние сыроварни.

— По такой погоде? И как его на все хватает?

— Так ведь Дмитрий Иванович же, и этим все сказано.

— Надо же, химия, экономика, метеорология... — и туда же... сыроварни!

— Господа, из тридцати девяти членов Русского химического общества, имеющих жительство в Петербурге, здесь собралось двадцать два...

Это произошло в четверг, 6 марта 1869 года, около четырех часов пополудни. В этот день впервые были публично

произнесены слова о законе, который впоследствии будет назван одним из самых общих законов естествознания. Впрочем, само рождение закона произошло восемнадцатью днями раньше —в пасмурный и не по-зимнему сырой петербургский день, который всегда будет благодарно помнить и отмечать наука.

«В этот день Дмитрий Иванович Менделеев должен был по поручению Вольного Экономического Общества отбыть в Новгородскую, Тверскую и Московскую губернии для осмотра артельных сыроварен — здесь требовалось ясное и, как всегда, точное суждение молодого профессора.

Уже выписано проездное свидетельство («Предъявитель сего, ординарный профессор Императорского С.-Петербургского Университета Дмитрий Иванович Менделеев, уволен в отпуск в Новгородскую, Тверскую и Московскую Губернии сроком... »). Уже уложены вещи в добротные, собственной работы чемоданы. Уже дожидается у подъезда вызванный по случаю поездки университетский экипаж.

Но Менделеев с утра затворился в кабинете. Он стоит у конторки и, беспрестанно черкая, пишет что-то на случайно подвернувшемся листке бумаги. При этом он громко, почти в голос, напевает арии из «Гугенотов». Кафедральный служитель Григорий"знает, что это означает: у профессора в разгаре работа, и поэтому, не решаясь напомнить Дмитрию Ивановичу об отъезде, сидит с кучером в комнатке около библиотеки и в неторопливой беседе приканчивает третий самовар.

Вот уже надвигается скорый петербургский вечер, а Дмитрий Иванович все не покидает кабинет. Григорий отпускает кучера и принимается развязывать чемоданы — сегодня профессор, конечно, уже не поедет.

Часы в гостиной бьют шесть.

Григорий, поколебавшись, приотворяет двери и заносит Дмитрию Ивановичу обед. Менделеев, не переставая писать, машет рукой: дескать, поставь и ступай, сейчас, мол, обедать не буду, недосуг.

— Так ведь, Дмитрий Иванович, — укоризненно говорит Григорий, — тут уж и ужинать пора.

— Пора, пора, — говорит Менделеев тоном, не оставляющим сомнений в том, что от конторки он не отойдет.

К ночи Менделеев устало потягивается, с удовлетворением смотрит на лежащий перед ним густо исписанный листок,

Фотография первого наброска таблицы,

ставит дату 18—169

и с аппетитом принимается за холодные щи.

Все черновики, которые Менделеев исписал в этот день, он бережно хранил до самой смерти. Он сразу понял значение сделанного им открытия. Отныне кончается хаос в химии. Нагромождение известных к тому времени элементов предстало в виде системы. Системы простой, бесспорной и убедительной. Как просты, бесспорны и убедительны все великие открытия.

/Менделеев убежден: ученый мир не может ждать даже тех нескольких недель, которые понадобятся на то, чтобы вышла из печати подробная статья, посвященная его системе. Поэтому он помечает на листке: «В типографию, набрать срочно», и только тогда засыпает.

Спустя два-три дня Менделеев рассылает многим русским и зарубежным ученым листок, фотокопия которого и поныне воспроизводится во всех, даже самых кратких учебниках химии (см. стр. 7).

Буквально на следующий же день после открытия системы Менделеев принимается за подробную статью, посвященную найденной закономерности:

«Превратности» — это было именно то слово, которое следовало здесь употребить. Обилие химических элементов, известных к середине XIX века, стало не на шутку тревожить исследователей. Каждый вновь открываемый элемент — а середина XIX века в этом отношении была урожайным периодом— наряду с очевидным выражением восторга встречался

со все более громко звучащими нотками растерянности. Каждый новый пришелец приносил с собою десятки новых проблем и вопросов, а тут еще со старыми проблемами, со старыми вопросами справиться было мудрено.

Не случайно именно в те годы Фарадей, великий Фарадей, с грустью признался: «Было время, когда стремились увеличить число металлов, теперь мы хотим его сократить».

Кто уже тогда не знал бесспорной истины, что наука начинается только тогда, когда появляется классификация явле-

ний, когда появляется система! Вот почему химики с грустью размышляли над тем, что ожидает их, если такая система не будет найдена. Добро, сейчас химических элементов известно около шести десятков. Но ведь количество их беспрестанно увеличивается. Что делать с этим чаянным изобилием тогда?

И вот почему они настойчиво — нет, не то слово — неистово! — пытались отыскать принцип, пользуясь которым можно было бы классифицировать элементы и их соединения.

Делили элементы на две большие группы — металлов и неметаллов. Ну и что? В подгруппе неметаллов оказывались элементы, которые по свойствам совсем не походили друг на друга: газообразный хлор и кристаллический кремний, жидкий бром и аморфная сера. Да и в подгруппе металлов ничуть было не лучше: активный натрий попадал в одну «компанию» с инертным осмием, жидкая ртуть соседствовала с тугоплавким вольфрамом.

Думали одно время, что таким объединяющим свойством будет валентность элемента. Но с этим свойством и вовсе запутались. В самом деле, двухвалентные кальций и никель — что между ними общего? А что может роднить трехвалентные алюминий и сурьму?

Дошло до того, что доклады о принципах классификации химических элементов стали восприниматься учеными с нескрываемым скептицизмом. А профессор Фостер на одном из заседаний Английского химического общества воскликнул:

— Не лучше ли, господа, располагать элементы в алфавитном порядке? Может быть, тут выявится какая-то закономерность!

И до того было всем грустно, что далеко не каждый усмотрел в этом предложении иронию. Потому что тут же последовал чей-то глубокомысленный и деловитый вопрос: какой же язык избрать для системы классификации, предложенной глубокоуважаемым коллегой — английский, немецкий или, быть может, лучше всего будет соответствовать латынь?

Обосновав с предельной бесспорностью положение о том,

что

Менделеев не только нашел то единственное свойство, которое непосредственно связано с природой химического элемента, не только установил согласие и строгий порядок в пестром семействе элементов, не только выстроил их в строгие и стройные группы и периоды.

Нет, он пошел гораздо дальше. Он показал, что элементы, расположенные в порядке увеличения атомного веса, изменяют свои свойства периодично.

Ярко выраженные металлические свойства лития сменяются менее «металличным» бериллием. Следующий в порядке увеличения атомного веса вслед за бериллием бор проявляет металлические свойства совсем в малой степени. Ну, а углерод, кислород и фтор, те уже и вовсе неметаллы. Но зато следующий элемент — натрий-—не только вновь обладает отчетливыми металлическими свойствами, но и — что, пожалуй, самое главное! — очень напоминает по своим свойствам литий. Так же, как магний, который походит на бериллий, так же, как алюминий, который во многом напоминает бор, так же, как кремний, который во многом наследует углероду.

Указав на периодичность свойств химических элементов, Менделеев тем самым дал своему закону особенность, которая должна быть присуща каждому настоящему научному открытию: предсказательность. Закон Менделеева не только объяснял, но и предсказывал. Предсказывал количество и свойства неоткрытых элементов, исправлял и уточнял свойства уже известных элементов.

Для того чтобы создать Периодическую систему химических элементов, Менделееву понадобился один день. Один день — и вся жизнь.

Потому что потребовался изнурительный труд, чтобы свести воедино все известные к тому времени сведения об элементах.

Потому что необходимо было провести кропотливую и утомительную работу по отбору достоверных фактов из вороха описаний часто противоречивых опытов и не всегда согласующихся друг с другом наблюдений.

Потому что все последующие годы, до того дня, когда перестало биться его сердце, Менделеев неутомимо шлифовал Периодическую систему.

Потому что ему пришлось выдержать нападки десятков и сотен ретроградов всяческих мастей и рангов.

Потому что он привык каждое сколь-нибудь существенное открытие в химии измерять мерой Периодического закона.

Бессмысленно гадать, как это нередко делают, родилось бы то или иное открытие, не будь закона Менделеева. Но несомненно: без закона Менделеева открытие неизвестных еще химических элементов не произошло бы с такой еще и сегодня поражающей воображение быстротой. И невозможно было бы разобраться в хаосе открытых на рубеже столетий радиоактивных элементов. И ядерная физика не числила бы за собой тех славных побед, которые украшают эту науку сегодня. И не вошла бы в число точных наук геология. И нельзя было бы разобраться в сложных вопросах происхождения звезд.

Подавляющее большинство ученых приняли закон Менделеева безоговорочно. И не только приняли, но и взяли на вооружение.

Но утверждение Периодической системы и закона Менделеева вовсе не было победным и триумфальным. Этот закон, особенно в первые десятилетия после рождения, подстерегали тяжелые испытания, иногда настолько тяжелые, что, казалось, еще немного, и закон будет опровергнут. Так было, когда потребовалось отыскать в менделеевской таблице место для редкоземельных элементов. Так было, когда открыли явление самопроизвольного превращения элементов—-радиоактивность и радиоактивные элементы. Так было, когда появилось новое семейство инертных газов.

Но в конце концов из каждого такого испытания закон Менделеева выходил еще более окрепшим, еще более обоснованным.

Да, закон Менделеева — это основной закон химии. Но книга эта посвящена не только химии. И даже не столько ей. Потому что приложения закона Менделеева беспредельны.

Физика и астрономия, геология и геохимия, астрофизика и астрохимия, биохимия и биофизика и, конечно же, сама химия — все эти науки испытали определяющее влияние Периодической системы элементов, все они обязаны ему своими свершениями.

Читатель увидит, что открытие Менделеева — это не только система, которая показала взаимосвязь всех химических элементов, объяснила закономерности изменения их свойств, предсказала свойства неоткрытых еще элементов, но что это

СИСТЕМА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛИЛА СОСТАВИТЬ ПОЛНУЮ ХИМИЧЕСКУЮ КАРТИНУ ОКРУЖАЮЩЕГО НАС МИРА;

СИСТЕМА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛИЛА ОБЪЯСНИТЬ, КАК ОДИН ЭЛЕМЕНТ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ДРУГОЙ, И КОТОРАЯ ДАЛА ВОЗМОЖНОСТЬ РАЗРАБОТАТЬ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, НЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ В ПРИРОДЕ;

СИСТЕМА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛИЛА ОБЪЯСНИТЬ, ЧТО ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НЕ ЕСТЬ ЧТО-ТО ЗАСТЫВШЕЕ И НЕИЗМЕННОЕ, ЧТО В МНОГООБРАЗНОМ МИРЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦАРИТ БЕСПРЕРЫВНОЕ ДВИЖЕНИЕ, ТАКОЕ ЖЕ БУРНОЕ И ТАКОЕ ЖЕ БЕСКОНЕЧНОЕ, КАК И ВО ВСЕМ ОКРУЖАЮЩЕМ НАС МИРЕ;

СИСТЕМА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛИЛА ОПРЕДЕЛИТЬ, СКОЛЬКО ЛЕТ СУЩЕСТВУЕТ НАША ПЛАНЕТА, НАША СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА, НАША ГАЛАКТИКА, НАША ВСЕЛЕННАЯ;

СИСТЕМА, КОТОРАЯ ПОЗВОЛИЛА ДОКАЗАТЬ, ЧТО ВСЕЛЕННАЯ ВЕЧНА, ЧТО В НЕЙ ЕСТЬ ТОЛЬКО ОБНОВЛЕНИЕ И ВЕЧНАЯ МОЛОДОСТЬ.

...система, которая позволила составить полную химическую картину окружающего нас мира...

КАРТА ХИМИИ

Тольно увидев не успевшие еще пожелтеть страницы шурнала, где Дмитрием Ивановичем Менделеевым было опублиновано первое сообщение о Периодической системе элементов, понимаешь, что это открытие произошло, в сущности, не тан давно. Действительно, вен — срон не таной ум большой, если измерять его, правда, годами, а не теми событиями, ноторые произошли в науне со времени появления занона Менделеева.

Поговорим о романтике, о романтике неизвестного, романтике открытия.

Отправляется географическая экспедиция. Воображение рисует «белые пятна» на карте, неведомые горные вершины, таинственные племена туземцев, хищных зверей, опасности и приключения, приключения, приключения...

Собираются в путь ботаники. Придирчиво рассматривают они свое мудреное снаряжение. Каждая травинка, каждый цветок должны быть тщательно рассмотрены под микроскопом, должны быть описаны со скрупулезной дотошностью опытного нотариуса. Ботаникам предстоит открыть новые растения, целебные травы, неизвестные дотоле деревья.

Готовятся к отъезду и непоседы геологи. У этих впереди не увеселительная прогулка! Неделями, а быть может, и месяцами должны будут они пробираться неведомыми дорогами, заросшими тропами, а то и вовсе по бездорожью к месторождениям полезных ископаемых. Трудно не позавидовать геологам. Ведь даже путевой дневник экспедиции, куда вносятся лишь самые скупые сведения о ходе работы в исследовательской партии, читается зачастую увлекательнее, чем приключенческий роман.

Снаряжаются и океановеды. Они имеют все основания быть самыми сосредоточенными и озабоченными. Каждый из них втайне надеется вытащить со дяа океанского невероятное чудовище. Ведь морские глубины таят в себе много неожиданного.

Есть отрасли науки, где исследователям необходимо ежедневно преодолевать большие трудности, где требуется умение концентрировать всю свою волю, все способности, умение бесстрашно—-в буквальном смысле этого слова—-преодолевать любые препятствия.

Не сомневаюсь, что если бы я причислил сюда химиков, то многих это попросту развеселило.

«Тоже нашел романтиков! — смеясь, скажут они. — Сидят в лабораториях, переливают из одной склянки в другую, а возвращаясь с работы, кутаются поплотнее в шарф, чтобы ненароком насморк не схватить».

И вот теперь, отсмеявшись, самое время поговорить серьезно, поговорить о романтике химических исследований.

Я, химик, не завидую географам. Пожалуй, на географической карте уже не осталось «белых пятен». Даже горные кряжи далекой от всех Антарктиды нанесли на карту неутомимые исследователи.

Да и есть ли теперь недоступные места на нашей планете, если в любой район земного шара можно прилететь за 15—20 часов, ну самое большее за сутки? Имеются, конечно, районы, которые требуют более подробного изучения. Но «белых пятен» нет!

Что и говорить, интересна работа ботаников! Но много ли новых открытий ждет их? Сотни тысяч растений известны науке. И в наши дни любое новое растение является событием чрезвычайной важности. Составлены подробнейшие толстые атласы, в которых зарисованы все известные растения и описаны их особенности. На этих картах почти нет «белых пятен».

Почти то же самое я мог бы сказать и о геологах и даже об океановедах (да, да: ведь уже найдено самое глубокое место в Мировом океане!). Но к чему нам обижать эти профессии? Напротив, они заслуживают глубокого уважения. Сегодня химики «на равной ноге» могут разговаривать с географами, ботаниками, геологами и представителями других профессий, считающихся безусловно романтическими. Трудности?— их всегда было предостаточно; опасности? — к сожалению, не меньше чем у геологов и географов; романтика? — об этом уже было говорено. Вот разве только «белых пятен» на карте химии во много раз больше, чем на картах географических, ботанических, океанологических и иных «романтических» наук.

«Позвольте, какая же в химии может быть карта?» — спросит читатель. Оказывается, что есть такая карта — карта, без которой невозможно продвижение по извилистым и ухабистым дорогам современной химии. Эта карта — Периодическая система Д. И. Менделеева. А по количеству «белых пятен» она намного превосходит любую, даже самую подробную карту нашей планеты.

Для географов времена путешествий наобум: по принципу авось что-нибудь встретится, может быть, на что-либо интересное натолкнемся — прошли еще лет четыреста назад. Уже тогда люди научились более или менее правильно ориентироваться в своих передвижениях по планете, узнали расположение главнейших материков и морей. Иное положение было в химии. Там ученые «путешествовали» без карт еще какую-нибудь сотню лет назад.

Ощущение «давности» закона Менделеева присуще, наверное, каждому химику. Это понятно, так как большинство крупнейших научных обобщений в химии возникло лишь после создания Периодического закона. Они просто не могли возникнуть раньше. Потому что именно благодаря этому закону химики, так же как и географы, получили свою карту.

Посудите сами: мог ли даже самый отчаянный капитан проплыть без карты из Мурманска, скажем, в Сан-Франциско? А ведь химики до открытия Менделеева были еще в более трудном положении, чем этот капитан. Они не только не имели карты — они не знали, куда вообще следует «плыть», в каком направлении вести исследования, чтобы достичь необходимых результатов. Действительно, посмотрим, как развивались представления химиков об их химическом мире.

В древности люди применяли в своей практической деятельности соединения всего девятнадцати элементов. Но это применение было, так сказать, несознательное. Если на минуту предположить, что мы имели бы возможность задать какому-нибудь древнеримскому ученому вопрос, сколько, выражаясь по-нашему, химических элементов ему известно, то он, морща лоб и загибая пальцы, вряд ли смог бы перечислить более шести наименований: золото, медь, серебро, олово, свинец, сера. Вот, пожалуй, и все. Остальные элементы применялись не в чистом виде, а в соединениях, и о них, естественно, наш воображаемый древнеримский собеседник ничего знать не мог. Как видим, химический мир для древних был так же ограничен, как и их познания о мире географическом.

К сожалению, расширение человеком химических владений шло гораздо медленнее, чем развитие географии.

Марко Поло добрался до Пекина и описал уже совсем далекие владения Хана Хубилая, но современные ему ученые прибавили к шести античным элементам всего еще столько же. Итого двенадцать элементов. Это в XIII—XIV веках. А ведь совсем «незадолго» до этого, в VIII—IX веках, была популярной следующая алхимическая песня-заклинание:

... Семь металлов создал свет По числу семи планет.. .

В последующие века темпы открытия новых элементов не стали более быстрыми. К 1800 году науке был известен тридцать один химический элемент. К середине прошлого столетия любой достаточно эрудированный ученый мог уже перечислить названия шестидесяти известных к тому времени химических элементов.

Казалось бы, темпы удовлетворительные. Внешне — да. А если вглядеться попристальнее в историю химических элементов, открытых в первой половине прошлого века, то взору представятся моря «невидимых миру слез».

До середины прошлого века, а точнее, до 1869 года исследователь, поставивший перед собой задачу открыть новый химический элемент, в какой-то степени походил на известную сказочную царевну, которая отваживала претендентов на ее руку и батюшкин престол, капризно заявляя:

«Пойди туда —не знаю куда, принеси то—не знаю что...»

В самом деле, как в те времена происходило открытие нового химического элемента? Слепая удача? Не всегда. Бывало, что исследователь, проведя анализ какого-то минерала, обращал внимание на то, что сумма процентного содержания элементов в образце меньше ста. «Ага, — решал он, — здесь что-то не так, видимо, недостающие проценты приходятся на долю неведомого элемента, который я, не зная его свойств, пропустил».

Перспектива отыскать новый элемент всегда так воодушевляла химиков, что исследователь мигом стаскивал салфетку— если мысль посещала его за жаркйм — либо натягивал поверх шлафрока сюртук — если удачная мысль посещала его в постели — и в таком непрезентабельном виде являлся в лабораторию. Там он лихорадочно принимался за повторные и еще более тщательные анализы и в большинстве случаев. .. ничего не находил.

Почему? Да потому, что причин несовпадения суммы элементов в анализируемом образце со ста процентами может быть очень много. И неизбежные ошибки эксперимента, и кусочек штукатурки, ненароком попавший в колбу, и неправильно приготовленные растворы, и неисправные весы, и нерадивый помощник...

Вот почему волнующая мысль о новом химическом элементе в те годы посещала многих химиков, занимавшихся анализом горных пород и минералов. А удача пришла всего к немногим. К Берцеллиусу, к Мозандеру да к Клеве. А остальные? Остальные подавляли тяжелые вздохи разочарования. И не могла им помочь мысль, которая десятилетиями спустя тешила их коллег-неудачников на этом же поприще, что, дескать, не у одного меня не вышло, и другие на этом деле обожглись: ученые первой половины XIX века еще не знали, что проблема поиска новых химических элементов — одна из самых сложных задач, которые предстояло решить естествоиспытателям.

Итак, не всегда открытие элементов было результатом слепой удачи. Не всегда, но, будем откровенны, очень часто. Хотя бы так, как это произошло с открытием йода.

Владелец небольшого заводика по получению селитры из морских водорослей господин Куртуа в один из прекрасных (конечно же, прекрасных!) дней 1811 года, проходя по сараю, где лежала зола, полученная от сожжения водорослей, заметил высокомерно расхаживающего между чанами с золой кота. По-видимому, именно это высокомерие привело мосье Куртуа в негодование — не мог же он заподозрить кота в покушении на продукцию селитряного завода (и в начале XIX века коты предпочитали селитре сметану и петушиные потрошки), — и он, размахивая руками и издавая негодующие крики, кинулся к наглому гостю. Кот, презрительно фыркнув, с неожиданной для его степенности быстротой кинулся наутек. Но при этом шкодливый пришелец опрокинул склянку с серной кислотой. Кислота полилась на золу, которая тотчас же зашипела. И с этого все началось.

Сарай наполнился дымом фиолетовой раскраски и такого причудливого и ни на что не похожего запаха, что мосье Кур-туа тотчас же забыл о наглом коте. Повторить опыт по действию серной кислоты на золу (на этот раз без помощи кота) оказалось делом одной минуты. Едкие фиолетовые пары показались снова.

Оказалось, что эти пары осаждаются на холодной поверхности в виде маленьких блестящих кристалликов. Сейчас уже трудно установить, какими путями эти кристаллики попали к знаменитым химикам Гей-Люссаку и Дэви. Но именно они доказали, что фиолетовые кристаллики — это новый элемент, который получил название йода. И хотя химическое исследование нового элемента принадлежит Гей-Люссаку и Дэви, история химии всегда сохранит благодарную память о бездомном коте, забредшем на склад мосье Куртуа. (Откуда взялся йод в золе мы теперь знаем хорошо: почти все водоросли обладают способностью усваивать этот элемент, который в морской воде содержится в сравнительно больших количествах.)

Надеюсь, что читатель оценил ту дозу иронии, которая была вложена в рассказ об открытии йода. Потому что об удачливости в науке надо говорить с большой осторожностью. Удача посещает только терпеливых и внимательных. И конечно, талантливых. Без этих качеств в науке еще никто ничего не добивался. А если встать на другую точку зрения, то можно и впрямь уверовать в легенду о ньютоновом яблоке и прийти, пожалуй, к мысли, что если бы великий английский ученый сидел не под яблоней, а под кленом, закон всемирного тяготения не был бы открыт. Вот почему, кто знает, как и когда был бы открыт йод, не будь промышленник Куртуа наблюдателен и пытлив.

Но как бы то ни было, к середине прошлого века число известных элементов было доведено до шестидесяти трех. Но сколько их должно быть всего? Сто? Двести? Или, быть может, искать новые элементы уже нет смысла, потому что все они открыты? Кто мог это сказать?

Сказал это Дмитрий Иванович Менделеев.

На первый взгляд таблица, разосланная Менделеевым 1 марта 1869 года многим ученым, не имеет ничего общего с современной таблицей химических элементов. Но присмотритесь внимательнее. То же расположение групп и периодов, что и в современной таблице. Различие лишь в том, что сейчас группы химических элементов располагают горизонтально, а периоды — вертикально. Но понятно, что различие это не принципиальное.

Впрочем, имеются различия и посущественнее. Непонятно, какое место занимает в системе водород. Да, тогда, в первые дни существования своего закона, Менделеев не решился объединить легчайший газ водород с очень-очень «металлическими» щелочными металлами. Но разве сегодня относительно положения водорода в Периодической системе среди химиков наблюдается единодушие? Пусть читатель, заинтересовавшийся этим вопросом, даст себе труд "перелистать книги, где приводятся таблицы Периодического закона. В старых, добротных учебниках водород стоит на привычном нам месте — в первой группе, подгруппе щелочных металлов. Но в последнее время все чаще появляются таблицы, где водород располагается в VII группе, в семействе галогенов. Имеются и «осторожные» таблицы, где водород одновременно стоит и в I и в VII группах. Но не редкость встретить и таблицу, где водород вообще вынесен в отдельный период.

Мне бы сейчас очень не хотелось вдаваться в очень специальный спор относительно того, где должен стоять водород. Да с какой бы степени аргументированности я бы не высказал свое мнение, это будет еще одно, всего одно, мнение среди десятков других.

Заметит читатель и некоторые различия в написании символов химических элементов: Р1 вместо Рс1 для палладия, Иг вместо 1Л для урана. Заметит и вовсе не понятный символ — Э1, но что это за элемент «дидим», читатель поймет, когда в этой главе доберется до раздела, посвященного редкоземельным элементам.

Но основное, на что следует обратить внимание, это вопросительные знаки.

Очень редко в истории науки вопросительные знаки были столь выразительны и несли столь большую смысловую нагрузку!

Нет, я не собираюсь сейчас пересказывать подробно описанную в школьном учебнике химии историю открытия элемента германия (вопросительный знак за кремнием), ни историю открытия галлия (вопросительный знак за алюминием). Все хорошо знают, как блестяще подтвердились предсказания Менделеева относительно свойств «экакремния» и «экаалю-миния».

Здесь речь о другом. Менделеев точно предсказал, сколько элементов должно быть открыто (для этого, конечно^ надо было предположить, что не может быть в природе элементов с атомным весом большим, чем у урана. Но, как мы знаем, и это предположение Менделеева оправдалось, подобно иным его предположениям, с блеском). Но и это не главное. Пользуясь таблицей Менделеева, можно было с большой долей уверенности предположить, где следует искать эти неоткрытые элементы.

Существует, в общем-то, довольно понятный закон геологии, вернее, геохимии, гласящий, что элементы, обладающие сходными химическими свойствами, имеют сходную геологическую судьбу. Что такое «геологическая судьба», по-видимому, пояснять не следует. Это одни и те же месторождения, одни и те же минералы, близкие способы выделения и концентрирования.

Словом, «капитаны» химических исследований теперь уже не должны были плыть наобум за «не знаю что», а, пользуясь дарованной им Менделеевым лоцией, уверенно и счастливо приводить свои «корабли» в нужное место. Вот почему за годы, последовавшие после открытия Менделеева, перечень химических элементов, известных науке, расширился едва ли не вдвое.

Где-то я видел географическую карту, на которой отмечалась степень изученности тех или иных областей нашей планеты. Хорошо изученные области, вроде Подмосковья, были окрашены в темно-зеленую краску. Но таких областей было немного. Районы, изученные меньше, были окрашены светло-зеленой краской. Этой краской было покрыто большинство суши земли. Плохо изученные области были окрашены в желтую краску. Желтых пятен было немного: Гималаи, Гренландия, бразильские тропики — вот, пожалуй, и все. И лишь одна Антарктида была обозначена белой краской. Только вдоль берегов этого материка вилась тоненькая полоска желтой краски. Впрочем, это было несколько лет назад. Теперь, после того как ученые многих стран занялись изучением этого материка, Антарктида безусловно «заслужила» право по крайней мере на желтую краску.

А что, если попробовать разукрасить подобным образом таблицу Менделеева? Картина получится совсем иная. Густозеленой краски на ней не будет вовсе. Немного будет и свет-ло-зеленых клеток: это элементы кислород, сера, хлор, желе-

зо, кремний, калий, натрий. Вот, пожалуй, и все. Зато желтых клеток будет столько, что, если отойти на несколько шагов и взглянуть на таблицу, она будет походить на канареечное оперение.

Да, большинство элементов Периодической системы изучено довольно плохо. Более того, мы можем заметить немало клеток, контуры которых, подобно Антарктиде на географической карте, очерчены желтой краской — это малоизвестные элементы.

Здесь уместно вспомнить об одном многотомном справочном издании. Это так называемый справочник Гмелина. В справочнике собраны сведения о всех химических элементах и их неорганических соединениях. Это, конечно, не справочник в обычном смысле этого слова. Его не положить в карман. Даже в портфель он не вместится. Удивляться этому не приходится: справочник состоит почти из сотни книг. Каждому элементу посвящен отдельный том. Глядя на корешки этих томов, можно точно представить себе, что или, вернее, сколько нам известно о том или ином элементе. Одни тома настолько объемисты, что их приходится с трудом снимать с полки, другие походят на тонкую ученическую тетрадку.

Как видим, «Антарктид» на химической карте много больше, чем на карте Земли. Да, есть куда направить свои корабли капитанам химических исследований!

„ДОМ" С „ЧУЛАНОМ"

Навычен в этом заголовке больше, чем слов. Нонечно, это не более, чем метафора, которая, льщу себя надеждой, не понашется здесь нарочитой.

Итак, химические элементы, известные нам, изучены далеко не в равной степени. И сразу же после этой фразы всплывает вопрос: почему химические элементы изучены по-разному? Почему некоторым элементам посвящены многотомные издания, а сведения о других могут уместиться в десяти— пятнадцати строках книги среднего формата? Почему?

Уверен, что многие читатели уже приготовили свое «потому». Послушаем их.

«Потому, — скажут они, — что химические элементы были открыты в разное время. Конечно же, железо, которое было известно людям с незапамятных времен, должно быть изуче-

но лучше, чем, например, гафний, открытый несколько десятилетий назад».

Ответ этот будет правильным лишь до некоторой степени. Если посмотреть на таблицу, в которой приведены годы открытий химических элементов, то сомнительность этого пояснения станет очевидной. В самом деле, элемент иттрий, например, стал известен еще в XVIII веке. А между тем этот элемент изучен гораздо хуже, чем открытый в XIX веке магний или натрий. Тантал был обнаружен на одиннадцать лет раньше йода — в 1800 году. Степень же изученности этих двух элементов не может быть даже сравнима. В то время как о свойствах йода и его соединений написано множество книг, все сведения о тантале составили бы в лучшем случае одну брошюру.

В перерыве одного из химических совещаний, происходившего несколько лет назад, мое внимание привлек оживленный разговор. Несколько немолодых и очень уважаемых ученых, перебивая друг друга, обсуждали что-то, ведя торопливый подсчет на оборотных сторонах программок совещания. На этот раз их увлекли не научные проблемы. Оказывается, речь шла о том, соединения скольких химических элементов видел за свою жизнь каждый из них.

Первенство в этом необычном соревновании занял один профессор, который в разное время своей деятельности держал в руках соединения шестидесяти элементов. Символами этих элементов была густо исписана программа, а по лицам собеседников можно было заметить, что они считают это число более чем внушительным.

Шестьдесят элементов... Но ведь это всего чуть больше половины известных нам «кирпичиков» материального мира. Неужели человек, всю свою жизнь посвятивший химии, и тот не видел соединений всех элементов?!

И вот тут мы подходим к истинной причине того, почему химические элементы изучены в различной степени.

Все дело, оказывается, в том, в каком количестве находятся элементы в земной коре (под корой в данном случае понимают литосферу — материки, гидросферу — океаны, моря, реки и атмосферу — воздушную оболочку нашей планеты).

Вообразим многоэтажный дом, населенный химическими элементами. Каждый элемент занимает в нем площадь сообразно содержанию его в земной оболочке.

Какая картина представится нам?

Почти половину этого дома будет занимать кислород. На его долю придется 47,2% всей жилой площади. Именно такова доля кислорода в весе земной коры. Больше четверти помещений нашего воображаемого здания принадлежит кремнию: 27,6% веса земной коры приходится на долю этого элемента.

Итак, три четверти помещений занято двумя «капиталистами»— кремнием и кислородом. И всего одна четверть приходится на прочие химические элементы, вместе взятые.

Но и эта четверть распределена «несправедливо»: 8,8% веса земной коры приходится на алюминий, 5% —на железо, 3,6%—на кальций. По сути, земная кора состоит из восьми элементов-гигантов — тех элементов, содержание которых выражается числом, большим одного процента (помимо перечисленных, это натрий, калий и магний). А остальные 81 элемент размещаются всего на 0,4% жилой площади этого дома, который как бы воплощает «несправедливость» природы. Да, по сути, большинство элементов Периодической системы ютится в тесном чулане дома, основная площадь которого занята восемью элементами-гигантами.

Итак, причина различной изученности химических элементов как будто проясняется: неодинаковое содержание их в земной коре. Те элементы, которые занимают более просторные квартиры в нашем доме, известны лучше, а с «чердачными» жителями мы знакомы менее коротко.

Вот и все. Ответ ясен, и нечего здесь больше об этом говорить.

Что и говорить, вывод, конечно, верный. Верный, но... Утверждают, что вся наука состоит в основном из «но». Это, разумеется, не более чем шутка. Однако такое «но» имеется и в нашем случае.

Посмотрим на таблицу содержания элементов в земной коре более внимательно. Вот хотя бы элемент скандий, по-видимому, очень редкий элемент. Мало кто из химиков может похвалиться, что видел соединения скандия. Действительно, содержание его в земной коре очень мало: всего шесть десятитысячных долей процента. Соседним по списку в таблице является серебро. Разумеется, это тоже довольно редкий металл, но, конечно, не такой, как скандий. Это очевидно каждому. Ведь все согласятся, что с серебром в быту приходится иметь дело довольно часто. Наверное, не найдется ни одного дома, где не было бы серебряной ложечки или хотя бы самой ничтожной безделушки из серебра. Наконец, уж наверное, у каждого человека имеются фотографии. А ведь поверхность любой фотобумаги покрыта соединениями серебра.

Оказывается, что содержание серебра в земной коре составляет одну стотысячную процента — в шестьдесят раз меньше, чем скандия.

Элемент галлий и сейчас принадлежит к числу самых редких элементов. Только в последние годы соединения галлия получили некоторую известность как полупроводники. Впрочем, если быть откровенным, то многие специалисты по полупроводниковой технике об этих соединениях слышали, но не видели их. Но таблица содержания элементов неопровержимо свидетельствует, что галлия в земной коре находится в двести (200!) раз больше, чем обычной и всем хорошо известной ртути.

Полупроводниковый элемент германий сейчас известен всем. О редкостности этого элемента говорят и пишут повсеместно. А ведь германия в природе в двадцать раз больше, чем обычного и совсем недорогого йода.

По-видимому, примеров достаточно. И так ясно, что редкостность элемента и его содержание в земной коре — понятия далеко не тождественные. Большое значение имеет еще доступность элемента.

Одни элементы земной коры находятся в концентрированном состоянии — в рудах или в виде постоянной примеси к каким-либо минералам. Другие находятся, образно говоря, в «размазанном», или, как предпочитают выражаться геохимики, «рассеянном» состоянии. Олово и иттрий содержатся в земной коре приблизительно в одинаковом количестве. Но в то время как для олова известны месторождения минерала каситерита, иттрий не имеет своих руд, а встречается в виде крайне незначительных примесей к самым разнообразным минералам. В этом и заключается настоящая причина того, что иттрий изучен много хуже, чем олово.

Теперь ясно, что подавляющее большинство химических элементов встречается в земной оболочке в чрезвычайно малых количествах. Чтобы выделить соединения многих из этих элементов, приходится прибегать к очень трудоемким операциям, к различного рода ухищрениям.

СРЫТЫЙ ДВОР

Я понимаю, что снольно бы восклицательных знанов я ни порасставлял, рас-сназывая о редких и ,,рассеянных" элементах, все равно рассказ будет в значительной мере бездоказательным. И я подумал, не лучше ли вместо этого, а, вернее, в добавление, познакомить читателя с историей, которая произошла в одном из исследовательских институтов и завершилась, н счастью, благополучно.

В каждом научном учреждении есть несколько сейфов, где хранятся приборы из платины, соли золота и многое другое, о чем бухгалтеры придирчиво требуют отчетов у заве-

дующих лабораториями. Были такие сейфы и в том институте, о котором сейчас пойдет речь. На один из сейфов сотрудники неизменно поглядывали с особым уважением. Еще бы! В нем хранилось четверть грамма радия — количество непомерно большое, учитывая редкостность этого металла и его дороговизну (рассказывают, что главбух, прежде чем подписать счет на приобретение радия, опустошил два тюбика валидола).

Всем интересующимся охотно поясняли, что радий в сейфе хранится не в виде металла, а в виде азотнокислой соли, растворенной в некотором количестве воды. Раствор, разумеется, был помещен в толстый сосуд из свинца, который задерживает испускаемые радием лучи. Радий настолько был необходим для проведения различных научных исследований, что сотрудники института записывались у заведующего лабораторией в очередь, с нетерпением ожидая того дня, когда им можно будет приступить к опытам.

Несчастье произошло тогда, когда институт переезжал в новое, специально выстроенное для него здание. Все сотрудники были охвачены суетой переезда. Они торопливо упаковывали в плохо пригнанную тару научную аппаратуру; сбивая пальцы, выпрямляли искривленные гвозди; не совсем умело помогали грузчикам. Всем хотелось поскорее развернуть работу в новом здании.

Только этой суматохой можно объяснить (но не оправдать!), что заведующий лабораторией, выйдя из комнаты добывать очередную партию вечно дефицитных гвоздей, оставил сейф открытым.. Ведь он шел «всего на одну минутку»! Одна минутка, конечно, затянулась на десять, и за эти минуты все произошло.

В комнату вошел один из грузчиков. Почти все ящики были вынесены. Лишь в углу стояли два больших тюка, ухватить которые ему одному было не под силу. Чтобы не терять времени зря, груз-

чик решил снести вниз металлический цилиндр, который он заметил в распахнутом сейфе. Цилиндр оказался довольно тяжелым. В нем что-то переливалось. Грузчик отвинтил крышку и увидел, что в цилиндр налита какая-то жидкость. «Должно быть, спирт», — с уважением подумал он. Но жидкость ничем не пахла и, вернее всего, по наметанному глазу грузчика, который в этих делах разбирался тонко, была водой.

Когда заведующий лабораторией впоследствии представлял себе, что произошло в последующие полминуты, он жмурился и тряс головой, как будто бы ему лили за шиворот ледяную воду.

За эти полминуты грузчик, сообразив, что незачем перевозить в новое здание обычную воду, быстро подошел к окну и вылил содержимое цилиндра во двор института. Затем он завинтил крышку и неторопливо понес цилиндр вниз, в машину. Спустя полчаса, грузчик клялся всеми известными ему клятвами, что он отродясь не слыхивал ни про какой радий и вообще он был уверен, что выливает воду.

По отчаянному звонку заместителя директора института начальник районного отделения милиции выслал наряд. Хотя, честно говоря, даже после благополучного завершения этой истории он так и не понял, какая была нужда выставлять над двумя хилыми цветочными клумбами охрану из четырех сержантов. И не помяни замдиректора о миллионах, которые якобы стоит крупинка металла, растворенная в свинцовом цилиндре, наряда бы он, конечно, не выслал.

Спустя два дня во дворе института появились экскаваторы. Весь двор был срыт, и грунт был отправлен на завод по переработке радиевых руд. Руководители необычных «спасательных» работ дорожили каждой крупинкой этой невзрачной глинистой почвы. Еще бы содержание радия в ней во много раз превышало содержание этого металла в самых богатых радиевых рудах, если вообще можно отнести термин «руда» к породе, на одну тонну которой едва приходится одна миллионная доля грамма радия.

Я решил рассказать эту историю, чтобы читатель на «живом примере» мог представить, что такое рассеянный элемент и каким трудом давались химикам сведения о таких элементах. А поскольку редких элементов большинство, то не будет преувеличением сказать, что пополнение наших сведений о свойствах обитателей Периодической системы элементов очень походило на работу обогатителей, «вытягивающих» из радиевой руды крупицы драгоценного металла.

Итак, много обстоятельств определяют степень изученности того или иного элемента, но важнейшие среди них — это содержание и форма нахождения элемента в земной коре.

Да, мы многое знаем о свойствах химических элементов и их соединений. Но гораздо большего мы не знаем. Это и дало мне основание назвать «карту химии» картой «химической Антарктиды». И вот сейчас мы предпримем путешествие по просторам «химической Антарктиды». Конечно же, посетить все интересные места мы не сможем. Но даже некоторые области «карты химии» покажут, сколько интересного можно найти в стране химии, как, впрочем, и в любой другой неизведанной области человеческого знания.

С НЕГО НАЧИНАЕТСЯ НАЧАЛО...

Мы начнем с начала Периодической системы. С водорода? Нет, мы начнем с элемента, который, собственно говоря, еще не элемент. А если выражаться без мнимой загадочности, мы рассмотрим проблему: с какого элемента долтна начинаться Периодическая система элементов?

— Смешной вопрос! — скажут многие.

И мне нечего будет им возразить. Потому, что, казалось бы, никаких сомнений в том, что Периодическая система начинается с водорода, быть не может.

Действительно, водород, по-видимому, законно стоит на самом левом краю шеренги химических элементов, выстроившихся в Периодической системе строго по ранжиру — в порядке увеличения их атомного номера. Атомный, или порядковый, номер совпадает с числом протонов, находящихся в ядре. Минимальное число протонов, естественно, равно 1. В самом деле, не может же быть в ядре половины протона! И 1 —это именно порядковый номер водорода. Неужели в Периодической системе может быть элемент со званием, меньшим, чем у рядового — водорода?

Похоже, что вопрос риторический. Конечно, не может...

Но почему же тогда вот уже полвека ведется спор о том, какой элемент должен открывать Периодическую систему? И есть ли тут предмет для спора?

Как ни удивительно, но есть. Мы забыли, что числовой ряд начинается не с единицы, а с нуля.

— С нуля? Ну и что? — вправе спросить читатель. — Какое отношение может иметь нуль к проблеме химических элементов? Нуль — он нуль и есть. Нуль протонов — значит нуль электронов. А коль скоро нет ни протонов, ни электронов, то нет никакого элемента, нет даже «неосязаемого чувства звука».

Сколько оригинальных идей в науке было похоронено только потому, что они оказывались непривычными для большинства. Учтем этот поучительный исторический опыт и не будем встречать в штыки любую идею, какой бы невероятной она вначале ни казалась. Все требует спокойного и обстоятельного обсуждения.

Итак, речь идет об элементе с нулевым зарядом ядра. Таким элементом предложено считать нейтрон. И я готов защищать это положение от возражений возможных оппонентов,

— Какой же это элемент без заряда ядра? — вступит в спор оппонент.

— Почему же без заряда! — возражаю я. — Ведь нуль — это тоже число. Элемент, но с нулевым зарядом ядра.

—- Ядро без электронов?! А без электронов какой же это химический элемент?

— Действительно, у «нулевого» элемента, нейтрона, нет и не может быть электронов. Но разве мы отказываем однозарядному иону (катиону) водорода Н+ в праве называться ионом элемента (элемента!) только потому, что он потерял все из электронов?

— Какими же тогда химическими свойствами должен обладать химический элемент нейтрон? Ведь он не может ни отдавать, ни принимать электронов— следовательно, никаких химических свойств у него не будет.

— Но гелий, и неон, и аргон — словом, все инертные газы, которые в Периодической системе располагаются в «нулевой» группе, тоже не отдают и не принимают электронов и в этом смысле тоже не проявляют никаких

химических свойств. Что же, они тоже не элементы?

Думаю, что, дискутируя подобным образом, можно убедить самого недоверчивого оппонента. А если и останутся два-три скептика, то тут, по-видимому, ничего не поделаешь.

Итак, в настоящее время имеются все предпосылки начинать Периодическую систему элементов с «нулевого» элемента нейтрона, который сам по себе помещается в «нулевой» группе, группе инертных газов.

Есть еще одно свойство, которое сближает нейтрон с обычными химическими элементами. Оказывается, изолированный нейтрон проявляет радиоактивные свойства. С периодом полураспада около двенадцати минут он распадается на протон и электрон. Нетрудно увидеть, что при этом образуется атом водорода.

Итак, все как у обычных элементов — и прочное положение в Периодической системе, своя клетка, свои свойства, «своя судьба»... И даже радиоактивность. Чем же не элемент?

Да, не будем встречать в штыки любую идею, какой бы невероятной она ни казалась...

РЕКОРДСМЕН

В длинной шеренге металлов Периодической системы этот металл стоит с самого нраю, тан сназать на левом фланге. Но, поталуй, редко ногда пого-ворна „мал, да удал" была столь те уместна, нан по отношению н металлу

литию.

Если бы мне пришлось делать мультипликационный фильм о химических элементах, я бы обязательно сочинил смешную, но поучительную историю о том, как элементы устроили спортивные состязания. Мы бы увидели, как «сражается» с элементами чрезвычайно активный фтор. Очень весело можно было бы обыграть неповоротливость лентяев— инертных газов. Вихрем носился бы по полю маленький и юркий водород. Истекала бы тяжелыми слезами плакса ртуть. Увесисто ступая, ходил бы тяжеловес уран.

Почти наверняка первое место в этом соревновании по числу рекордов занял бы элемент литий.

Этот элемент обладает самым меньшим атомным весом среди всех известных нам металлов. Да и то сказать: ведь только два элемента Периодической системы — газы водород и гелий — имеют атомные веса меньше, чем у лития. Вторым рекордом лития является его плотность. Она в пятнадцать раз меньше, чем у железа, и вдвое меньше, чем у дерева. Суда, сделанные из лития, обладали бы исключительной грузоподъемностью... если бы только этот металл не соединялся энергично с водой. Автомобиль из лития смогли бы свободно поднять два подростка... если бы только металлический литий не соединялся энергично с кислородом и азотом воздуха. Третье «достижение» лития — громадное различие между температурами плавления и кипения: почти 1200° (сравните эту цифру с аналогичной величиной для воды, где она равна всего 100°). В-четвертых, литий обладает феноменальной особенностью — он может непосредственно соединяться со многими элементами, в том числе даже с таким «гордецом», как азот. В-пятых...

Впрочем, перечисленного будет достаточно, чтобы можно было признать за литием право занимать во всех отношениях выдающееся место среди других элементов Периодической системы.

Но тем более скромной представляется роль, которую до самого недавнего времени играл литий и его соединения в промышленности.

Причина «прохладного» отношения промышленности к литию лежала в малой изученности свойств этого достаточно редкого элемента. Впрочем, сейчас литий может считать себя вознагражденным с избытком.

Никто, разумеется, не пытался подсчитать, о каком химическом соединении сейчас больше всего пишут в научных журналах. Да и что полезного может дать этот утомительный и Кропотливый подсчет? Но если бы все же такая работа была проведена, то я не сомневаюсь, что первое место занял бы гидрид 1 лития.

Давно было известно, что литий может соединяться с водородом, образуя соединение, называемое гидридом лития. Это соединение интересно тем, что один килограмм его, брошенный в воду, выделяет при реакции с нею 2500 литров водорода. Мысль об этом веществе тешила конструкторов дирижаблей в те уже далекие годы, когда воздушные корабли заполняли водородом!

Но кто мог еще несколько лет назад предполагать, что гидрид лития станет самым мощным из всех когда-либо известных людям взрывчатых веществ? И, уж наверное, никто не смог бы предсказать, что с помощью этого простого химического соединения ученые смогут воссоздать на Земле процессы, которые до этого времени протекали лишь на Солнце.

Собственно, речь идет не о гидриде, а о дейтериде лития: соединения лития с тяжелым изотопом водорода — дейтерием.

Однако с химической точки зрения разницы между этими веществами нет никакой. Дейтерид лития является основой заряда водородных бомб. При срабатывании уранового или плутониевого запала возникает высокая температура, под действием которой начинается ядерная реакция. Литий и дейтерий, соединяясь друг с другом, превращаются в элемент гелий. При этом высвобождается колоссальное количество энергии.

Однако литий в настоящее время находит и немаловажное «земное» применение. Здесь надо назвать новую отрасль металлургии — металлургию лития.

Если добавить к магнию 10% лития, то получившийся сплав будет прочнее и, главное, легче, чем магний. А ведь удельный вес магния гораздо меньший, чем у большинства металлов. Добавка незначительных количеств лития к различным сплавам зачастую неузнаваемо изменяет их свойства.

Так, известный сплав склерон, основу которого составляет алюминий, содержит всего 0,1% лития. Но без этой одной десятой процента он сразу потеряет и свою прочность, и свою твердость — те свойства, которыми он заслуженно славится.

Благодаря малому удельному весу и сопротивляемости высоким температурам сплавы лития с алюминием могут очень пригодиться авиаконструкторам, проектирующим самолеты будущего.

В последнее время появились интересные исследования по использованию лития в качестве горючего. Если литий в распыленном состоянии ввести в струю воздуха или кислорода, то при сгорании его выделяется громадное количество тепла.

Литиевые соли стеариновой и пальмитиновой кислот, как выяснилось, являются отличными смазочными материалами. Эти смазки сохраняют свои свойства и при пятидесятиградусном морозе, и при нагревании до 150°.

Можно было бы перечислить еще много отраслей техники и промышленности, где литий нашел свое применение.

Однако еще больше имеется среди них тех, которые ждут внедрения этого замечательного металла. Вот почему литий с полным правом называют металлом будущего.

Впрочем, все те металлы, о которых мы поведем разговор, в большей или меньшей степени являются металлами будущего, как это мы увидим на примере «героя» следующего раздела.

МЕТАЛЛ ДРАГОЦЕННОСТЕЙ

Сосед лития по Периодической системе — обитатель клетки N° 4 — достоин отдельного рассказа не в меньшей степени, чем его младший собрат. И очень досадно, что, по понятным причинам, рассказ этот будет не таким пространным, как это хотелось бы автору.

Сейчас уже никто не может сказать, что побудило французского ученого Вокелена в бурное для Франции время конца XVIII столетия заняться химическими экспериментами. Вероятно, причиной всего были деньги. Почтенный мосье Вокелен не думал добывать деньги нечестным путем. Он отнюдь не жаждал лавров известного подделывателя бриллиантов графа Сен-Жермена, о похождениях которого столько говорили при дворе последнего Людовика. Однако если уж заниматься химией, то почему бы не исследовать свойства и состав замечательного драгоценного камня изумруда, за который придворные толстосумы платили много больше, чем за алмазы чистой воды.

К сожалению, эксперименты над изумрудами скоро пришлось оставить: то ли опыты не удавались, то ли госпожа Вокелен отнеслась с большим осуждением к разорительным для семьи экспериментам своего супруга. Однако все же некоторые результаты были. Из изумруда Вокелен выделил сероватую массу, которую из-за ее сладковатого вкуса он назвал «сладкой землей», или глициной, от слова «гликос»— «сладкий». «Землями» же тогда химики называли большинство окислов. Произошло это в 1798 году.

Ровно через двадцать лет из глицины был выделен серый блестящий металл, получивший название глициния. Несколько позже харьковский профессор Ф. И. Гизе предложил назвать этот элемент бериллием. Название привилось. Так в списке химических элементов появилось еще одно наименование.

Но даже сорок лет спустя свойства бериллия были изучены еще настолько плохо, что Д. И. Менделеев долго

колебался, не зная, в какую клетку поместить этот элемент. И если бы не гениальная интуиция великого химика, бериллий долго бы слонялся по Периодической системе, пока обрел положенную ему квартиру 4.

«Биография» бериллия в высшей степени необычайна. Не менее оригинальна и его «анкета».

Год рождения в ней обозначен 1798. Год поступления на работу— 1932. Именно в этом году в промышленности были применены некоторые сплавы бериллия. Но, подобно Илье Муромцу, который «тридцать три года сидел сиднем» и только потом развернулся во всю свою богатырскую силу, бериллий сразу же после поступления на службу человеку начал показывать чудеса.

Да, на долю бериллия в земной коре приходится лишь несколько десятитысячных долей процента. Но эти десятитысячные стоят того, чтобы за ними поохотиться.

Удельный вес бериллия несколько выше, чем у его соседа по Периодической системе — лития. Но все же он значительно меньше, чем у многих остальных металлов. Если же принимать во внимание только те металлы, которые в свободном состоянии устойчивы к действию воздуха, то бериллий занимает в этом списке место № 1. Хотя прочность бериллия меньше, чем стали, но разница в удельных весах между ними столь велика, что конструкция из бериллия будет во много раз прочнее, чем такого же веса сооружение из стали.

Известно, что самой большой заботой всех авиаконструкторов является снижение веса деталей самолета. Иногда они сидят месяцами и мучительно решают задачу, каким образом снизить вес машины хотя бы на несколько килограммов. Приходится накапливать эти килограммы буквально по граммам: в одном месте убирают винтик, в другом иначе планируют соединение, в третьем заменяют металлические детали на пластмассовые.

Применение бериллия в самом ближайшем будущем освободит конструкторов от этих тягостных поисков. Уже до-

статочно подробно исследованы сплавы бериллия с магнием и алюминием, и можно уверенно сказать, что эти сплавы свершат в самолетостроении такой же переворот, какой произвело применение алюминия. Несложные расчеты показывают, что дальность полета самолета, сконструированного на основе бериллиевых сплавов, больше дальности полета машины, изготовленной на основе алюминия.

Уже это одно свойство бериллия ярко показывает, что редкими элементами следует заниматься с большей настойчивостью, так как сулят они фантастически много. А то, что их мало по сравнению с элементами-гигантами, не помеха. Ведь на то и существует химия.

И химики оправдали надежды, возложенные на них. В настоящее время разработано несколько вариантов получения недорогого бериллия даже из самого бедного сырья.

Впрочем, поиски новых методов получения бериллия и изыскание источников сырья ведутся все нарастающими темпами. Дело в том, что этот металл завоевывает все большее число отраслей техники и промышленности.

Вот новое слово, которого не было в химическом и техническом словаре десяток лет назад: бериллизация. А скоро это слово станет таким же обычным, как «прокатка», «закалка» или им подобные. При бериллизации стальную деталь, нагретую до высокой температуры, помещают в порошок бериллия. Бериллий при этом в очень незначительном количестве проникает в поверхностный слой металла, и изделие оказывается окруженным как бы броней из бериллиевого сплава. Да, именно броней, я не оговорился. Обработанная деталь резко увеличивает свою прочность и твердость.

Бериллизованные изделия работают во много раз дольше, чем стальные. Самое интересное, что бериллия на эту операцию идет ничтожно мало. При правильной работе можно бериллизовать одним килограммом его сотни, а иногда и тысячи самых различных деталей.

Буквально каждый месяц приносит новые сведения о замечательных свойствах бериллиевых сплавов. Оказывается, достаточно добавить к меди всего 2% бериллия, и образующийся сплав становится тверже нержавеющей стали. Добавка бериллия придает сплавам еще одно важное свойство — сопротивление к «усталости». Металлические изделия тоже могут уставать (самая лучшая стальная пружина, например, не может выдержать больше миллиона сжатий). Пружины

из бериллиевой бронзы — сплава бериллия с медью — способны выдержать в двадцать пять раз больше сжатий.

Незаменимый сейчас стал бериллий в рентгеноскопии для производства рентгеновских трубок. Бериллий для рентгеновских лучей все равно что самое прозрачное стекло для света. Почти все металлы задерживают рентгеновское излучение, бериллий же «прозрачен» для этих лучей.

Да, бурные дни наступили у недавно почти безработного обитателя клетки № 4 бериллия — металла, который сейчас переживает свое второе рождение, рождение для славных дел.

ПЯТНАДЦАТЬ, КАК ОДИН

Сейчас пойдет речь об одном из самых необычных участнов таблицы Менделеева. Действительно, 15 элементов в одной нлетне! 15 элементов — целых 15!— занимают одну „нвартиру" в третьей группе Периодической системы

элементов. И отлично в ней ушиваются. Но не только потому эти элементы могут быть названы необычными. Необычно у них все! И история их открытия, и поразительная схожесть свойств, и совместное нахождение в природе, и их название „редкоземельные", и даже рассказ о том, нан эти элементы обрели свое законное место в Периодической системе.

Подробный рассказ об истории открытия элементов, занимающих в Периодической системе места от № 57 по № 71, был бы подобен «Одиссее». И, уж наверное, этот рассказ был бы не менее драматичен, чем приключения древнегреческого героя. Даже вкратце пересказанная история открытия и изучения этих элементов позволяет ясно представить, что пришлось пережить химикам, пока в Периодической системе между лантаном (№ 57) и лютецием (№ 71) воцарился относительный порядок.

Летом 1787 года лейтенант шведской армии Карл Арре-ниус (не следует путать его с гениальным соотечественником, создателем теории электролитической диссоциации Сванте Аррениусом, который родился 72 года спустя) посвятил свой летний отпуск, который он проводил в местечке Иттербю неподалеку от Стокгольма, научным трудам. Король Густав III всячески заигрывал с офицерами и поощрял занятия наукой, которая в те времена входила в Швеции в моду. Впрочем, офицерство более интересовалось астрологией,

белой, черной и прочими магиями. Между прочим, эту атмосферу двора Густава III очень хорошо передал Верди в опере «Бал-маскарад».

Надо отдать должное Карлу Аррениусу — в Ит-тербю он разыскивал не травы для очередного волшебного зелья и не клады викингов; цель его была куда более скромной: он надеялся пополнить свою минералогическую коллекцию. Именно там Аррениус обнаружил черный как уголь, но очень тяжелый минерал.

Спустя семь лет образец минерала аопадает финскому химику Гадо-лину. Тщательно проанализировав образец, он обнаружил там неизвестную «землю» (землями в то время называли окислы металлов; надо, впрочем, заметить, что далеко не всегда ученые представляли, что «земли» — это соединения металлов с кислородом). По месту находки Гадолин называет эту землю «иттрие-вой».

Неторопливо развивалась наука в те времена! Проходит еще почти десять лет, и знаменитый шведский химик Якоб Берцелиус устанавливает,

что в другом минерале содержится «земля», очень похожая на иттриевую, но все же в чем-то отличающаяся от нее. Бер-целиус называет эту землю «цериевой».

Из этих двух «зернышек» и начало развиваться пышное дерево, которое расцвело затем целым соцветием редкоземельных элементов.

Дальнейшие исследования новых «земель» вызывали вначале некоторое недоумение химиков, недоумение, которое очень скоро перешло в нескрываемое раздражение.

Один из главных законов научного исследования — воспроизводимость результатов. Если изучается какое-то определенное соединение, то независимо от места, где производится эта работа, независимо от того, где были получены реактивы, независимо от настроения и темперамента исследователя должны получаться одни и те же результаты.

Со всеми остальными соединениями, которые к тому времени сумели открыть химики, так оно, в общем, и получалось. Брали ли для исследования мрамор из Парос в Греции, или из Каррар в Апеннинах, или из Тагила па Урале; обрабатывали ли его соляной кислотой, изготовленной мистером Оггом в Бирмингеме, или соляной кислотой, полученной на заводе герра Крафта в Дрездене; проводил ли опыты шумный и суетливый синьор Пинетти из Турина или молчаливый и медлительный датчанин Христиансен из Копенгагена — всюду и всегда получался хлористый кальций с одинаковыми свойствами: и в Турине, и в Копенгагене, и в любой другой лаборатории.

Но при исследовании иттриевой и цериевой «земель» все было не так. Каждый ученый, изучавший эти вещества, получал результаты, которые никак не согласовывались с данными, полученными предыдущими исследователями.

Первым, кто сумел догадаться, в чем здесь дело, был химик Мосандер. Он обнаружил, что цериевая «земля» представляет собою смесь окислов двух элементов — собственно церия и второго, который он назвал лантаном, что означает «скрытый». Пусть кто-нибудь скажет, что у Мосандера не было оснований так окрестить новый элемент!

Проходит еще несколько лет, и в 1841 году тот же Мосандер приходит к выводу: то, что он принимал за один элемент лантан, в действительности представляет собою смесь двух элементов — лантана и нового элемента, который получил название дидим — «близнец».

И на этот раз Мосандер имел все основания так назвать новый элемент. Подобно тому, как лантан был похож на церий, дндим походил всеми химическими и физическими свойствами на лантан. Итак, уже три элемента, в высшей степени похожие друг на друга.

Впрочем, напрасно бы стал читатель искать сегодня в таблице Менделеева элемент дидим. Спустя лет сорок было установлено: то, что Мосандер считал дидимом, в действительности представляет собою смесь двух элементов, названных празеодимом и неодимом. Впрочем, еще раньше Лекок де Баубодран выделил из дидима элемент, названный самарием. Но и самарий оказался не индивидуальным элементом, из него были выделены похожие друг на друга гадолиний и европий.

Как говорят, веселое получается дело. Из одного-един-ственного церия «вылупился» на свет целый выводок — семь элементов, поразительно похожих друг на друга.

Не осталась в долгу и иттриевая «земля». Иттрий последовательно «породил» элементы: эрбий, тербий, гольмий, тулий, диспрозий и лютеций.

А теперь я попрошу читателя потренировать свое воображение. Представьте себе середину прошлого столетия. И тогда вы увидите: во-первых, еще не все элементы, которые в будущем будут названы редкоземельными, открыты; во-вторых, совершенно неизвестно, сколько же этих похожих друг на друга элементов должно быть всего; в-третьих, химические свойства их определены более чем приблизительно: неизвестны точно степени окисления (валентность), неизвестен состав солей, неизвестна степень чистоты уже выделенных соединений, неизвестен, наконец, точный атомный вес каждого из них и, что уж совсем плохо, неизвестно, когда это станет известно; в-четвертых... Впрочем, много пришлось бы здесь перечислять и в-четвертых, и в-десятых, и в-двадцать пятых, каждый раз повторяя «неизвестно», потому что в то время (да и значительно позже) химикам редко, очень редко приходилось сталкиваться с проблемой, более замысловатой, более запутанной и более безысходной, что ли, чем проблема элементов-близнецов.

Только представив все это, можно оценить всю сложность проблемы, которую предстояло решить Менделееву. Отправным пунктом, который Менделеев положил в основу «конструирования» своей системы, был, как известно, атомный вес. Но недалеко бы ушел Менделеев, если бы полагался только на эту характеристику!

В широкоизвестном нашим ученым «Справочнике химика» есть поучительная таблица, которая называется «Изменения в атомных весах элементов по годам». Оказывается, среди всех — всех! — элементов Периодической системы нет ни одного, атомный вес которого был к 1869 году установлен окончательно. Причем во многих случаях изменения, которые произошли впоследствии, просто поразительны. Так, атомный вес некоторых элементов в результате повторных определений изменялся вдвое, а иногда и втрое.

Между прочим, немалая заслуга в установлении правильных атомных весов принадлежит самому Менделееву. Так, например, тогда считали, что атомный вес бериллия равен 13,5. Менделеев же, исходя только из химических свойств этого элемента и, конечно же, из того, какое место бериллий должен занять в его таблице, предположил, что атомный вес этого элемента должен быть равным 9. И оказался правым.

Но там Менделеев руководствовался химическими свойствами бериллия. А как быть с редкоземельными элементами, о которых достоверно было известно лишь то, что о них почти ничего не было известно. Что было делать Менделееву? Утешаться этим сомнительным каламбуром? Утешиться-то можно было. Но тогда бы не было менделеевской таблицы.

Кому сложность, перед которой был поставлен Менделеев, кажется не совсем очевидной, тому я могу предложить такую задачу. Известно, что, зная привычки человека, его образ жизни, его окружение, его внешность, можно, даже не будучи комиссаром Мегрэ, довольно точно угадать (но все же угадать!) его род занятий, его профессию. Но тут (продолжая это сравнение) не то что были неизвестны привычки человека, его внешность — не было, честно говоря, известно, существует ли человек вообще. Боюсь, что тут даже комиссар Мегрэ безнадежно махнул бы рукой и отправился бы в ближайшее кафе быстро топить неудачу в нескольких рюмках перно.

Менделееву удалось с максимальным «удобством», которое представляли ему свободные места в Периодической системе, разместить известные к тому времени редкоземельные элементы в III и IV группах. Для этого у него имелись некоторые основания. Дело в том, что наиболее изученный к тому времени церий действительно по ряду свойств очень напоминал элемент IV группы — цирконий и титан.

Но время шло, появлялись все новые члены редкоземельного семейства. Атомные веса их отличались друг от друга очень мало, и места для них в III и IV группах положительно не находилось. Закон Менделеева стал перед угрозой крушения.

Здесь стоит, пожалуй, перескочить через несколько десятилетий, рассказать, в чем же заключается причина непонятного сходства химических свойств редкоземельных элементов.

Сама по себе схожесть химических свойств еще не может считаться удивительной. Натрий, как известно, весьма походит на калий, а калий, в свою очередь, весьма напоминает рубидий, рубидий же имеет много общего с цезием. Но, во-первых, все эти элементы располагаются в одной группе (даже в одной подгруппе), где, согласно Менделееву, должно проявляться сходство химических свойств. Во-вторых, соответственно вертикальному расположению в таблице атомные веса их закономерно и значительно увеличиваются. Так, атомный вес цезия вшестеро превосходит атомный вес натрия. В-третьих, при всем сходстве многих свойств у семейства щелочных металлов (литий-натрий-калий-рубидий-це-зий) так же, как и у элементов других подгрупп, все же наблюдаются различия, и притом достаточно сильные, чтобы даже не очень квалифицированный химик мог уверенно судить, соединение какого из металлов находится перед ним.

С редкоземельными все обстояло по-иному. Разместить эти элементы в вертикальный ряд, то есть образовать подгруппу, подобно тому, как объединены в подгруппы щелочные металлы или галогены, не представлялось возможным: при этом редкоземельные металлы с очень близкими атомными номерами попали бы в окружение элементов, у которых атомные веса либо были бы значительно меньше, либо значительно больше, чем у них, а это уже противоречило бы менделеевскому закону.

Уже к двадцатым годам нашего столетия химики стали понимать, что химические свойства элемента обусловлены строением его электронной оболочки и, в первую очередь, строением наружного слоя электронов. И вот тут-то выяснилось, что наружные электронные слои у всех редкоземельных элементов построены совершенно одинаково. У каждого из них на наружном электронном слое находится по три электрона. Каждый последующий электрон у этих элементов с увеличением порядкового номера «садится» не на наружную электронную орбиту, а на внутренние орбиты. А это, естественно, практически не сказывается на химических свойствах.

Вот что мы знаем о редкоземельных элементах теперь. Но мог ли об этом догадываться Менделеев и ученые, вместе с ним работавшие над утверждением Периодического закона, тогда?

Вот почему всю жизнь до самой смерти Менделеев не перестает пристально интересоваться проблемой редкоземельных. Вместе со своим чешским другом химиком Браунером он начинает склоняться к выводу, что редкоземельные элементы следует, быть может, выделить в обособленное семейство, которое должно располагаться в III группе Периодической системы. И этот поразительный по прозорливости вывод был сделан еще в начале века, когда, несмотря на десятилетия упорного труда, многие свойства редкоземельных элементов все еще были загадкой.

Да что там начало века! Даже пятьдесят лет спустя профессор В. А. Избеков, у которого я слушал курс неорганической химии и который любил сопровождать этот курс обильной демонстрацией опытов, подойдя к теме «Редкоземельные элементы», отводил на нее не более одного часа, а что до демонстрации, то он ограничивался лишь мелом и доской и только в самом конце лекции доставал из жилетного кармана запаянную пробирку с солью неодима, но по рядам ее не пускал, чтобы пробирку — даже страшно подумать! — не разбили.

В чем же дело? Ведь к середине нашего столетия уже отлично знали, в чем заключается причина сходства редкоземельных элементов. Уже точно было известно, что, исходя из духа Периодического закона, редкоземельные элементы следует помещать в одну клетку, находящуюся в VI периоде и в III группе.

Может быть, причиной всему то, что редкоземельные элементы именно «редко...»? Но заглянем в таблицу распространенности элементов. Лантана в земной коре содержится около 0,002%- Действительно вроде бы мало... Но сколько же элементов, почитаемых обычными и совсем нередкими, в земной коре содержится в количествах, гораздо меньших, чем лантан! Мышьяка и брома почти вдесятеро меньше, йода почти в сто раз меньше, а ртути, обычной и так хорошо знакомой нам ртути, почти в тысячу раз меньше, чем лантана. Нет, дело здесь не в распространенности элементов.

Следовательно, причина таких медленных темпов продвижения в этой области химии — «рассеянность» редкоземельных элементов? Может быть, они не образуют руд и минералов, которые содержали бы более или менее значительные количества этих элементов? Но нет, известны многочисленные минералы с богатым содержанием редкоземельных элементов, начиная от минерала, который нашел еще в 1787 году любознательный лейтенант Карл Аррениус и кончая моноцитами, которые встречаются во многих местах планеты. Нет, все «зло» в схожести химических свойств этих элементов.

Сходство умиляет только в близнецах. Да и то, по-видимому, умиляются больше посторонние, а не родители. Но когда близнецов этих пятнадцать и когда свойства у них различаются меньше, чем два экземпляра одной книги одного издания, то такое сходство химиков умилять никак не может: ведь ученым для изучения свойств элементов необходимо их разделить. А разделение может быть достигнуто единственно по различию химических свойств... Нет, химиков трогательная дружба элементов-близнецов, которые в минералах всегда находятся вместе, нисколько не умиляла. Напротив, она доставила им немало горестных минут.

Ведь нередко химик, манипулируя с препаратом какого-либо редкоземельного элемента, подобно мамаше из известного рассказа Марка Твена, даже не знал, с каким из «близнецов» он имеет дело.

Неожиданно химикам стал близок и понятен древний лозунг римских цезарей: «Разделяй и властвуй!» Действительно, «властвовать» над редкоземельными элементами химики могли лишь в том случае, если они располагали их чистыми соединениями — без примесей посторонних элементов.

Именно отсутствие надежных методов разделения не позволяло химикам «властвовать» над редкоземельными элементами. Лишь длительные и трудоемкие операции перекристаллизации приводили к некоторому успеху (если можно применить слово «успех» к пятистам последовательным операциям растворения, осаждения, которые начинаются с десятка килограммов исходного продукта, а приводят к 0,0005 г соли нужного редкоземельного металла).

Вот почему на Всемирной парижской выставке 1900 года образцы чистых солей лантана, празеодима и неодима были экспонатами, которые демонстрировали наивысшие достижения науки. Но и в 1950 году каталоги фирм, производящих химические реактивы, пугали воображение химиков, которые интересовались возможностью приобретения препаратов редкоземельных металлов, ценами, превышающими для некоторых редкоземельных элементов цену золота в 350 раз. При этом фирмы никак нельзя было упрекнуть в беззастенчивой спекуляции. Просто за пятьдесят лет методы разделения элементов-близнецов усовершенствовались ненамного.

Отсутствие же методов разделения резко ограничивало возможность практического использования редкоземельных элементов.

В течение едва ли не семидесяти лет применение редкоземельных элементов ограничивалось изготовлением камешков для зажигалок и колпачков для газовых горелок. И большую часть этих семидесяти пяти лет никто, даже химик, прикуривавший сигарету от неизменно капризной зажигалки, не мог предполагать, что каждый из входящих в искристый сплав металлов, взятый в отдельности, откроет новую страницу в химической промышленности и в металлургии.

Но от зажигалок до металлургии и химической промышленности необходимо было пройти долгий путь, посредине которого зияла пропасть, называемая «методы разделения». Химики обязаны были навести мост через эту пропасть.

Не буду рассказывать о всех перипетиях постройки этого моста. Даже если разнообразить рассказ ветвистыми метафорами и сравнениями, даже если веселить читателя вставными и забавными случаями и историями, все равно бы это изложение очень походило на страницы специального учебника: уж слишком нелегкая это задача — разделение редкоземельных элементов. Но так или иначе за последние десятилетия произошло коренное изменение проблемы редкоземельных элементов. И пусть сегодня редкоземельные элементы не сравнялись в своей цене, скажем, с оловом (содержание этих элементов в земной коре приблизительно одинаково), но многие из них, если не все, уже завоевали свое «место под солнцем».

Рассмотрим наудачу выбранный один из них — элемент тулий. Что мог вам сказать об этом элементе лет двадцать назад даже самый эрудированный химик?

— Да, есть такой элемент, как же, слышал, слышал!

— Редкоземельный?

— Он самый, редкоземельный, — подтвердил бы наш собеседник.

— Ну, а свойства? — поинтересовались бы вы.

— Свойства?.. — смутился бы эрудит. — Что-то не припомню.

Впрочем, смущался бы он зря. Ведь даже в самых обстоятельных книгах этому элементу отводилось несколько строк, набранных к тому же петитом. Теперь о тулии можно написать толстую книгу. И ни одна из ее страниц не покажется скучной.

Искусственный радиоактивный изотоп тулия с атомным весом 170 испускает гамма-лучи, которые сходны с рентгеновскими. Эта слишком специально звучащая фраза содержит смысл, который сулит переворот в огромной области техники и медицины — в рентгеноскопии.

Почти каждый, наверное, хотя бы раз в жизни был в рентгеновском кабинете. Это, пожалуй, самый таинственный из всех кабинетов любой поликлиники. Врач скрыт от нас непроницаемым мраком. Только в глубине кабинета тускло светит красная лампочка. Неестественно зеленым светом мерцает экран. А когда вы замечаете на этом экране скелет просвечиваемого пациента, зашедшего перед вами, то вас охватывает вполне понятное благоговение перед техникой рентгеноскопии. Эта почтительность, безусловно, усугубилась бы, если бы вам удалось подробнее ознакомиться с конструкцией рентгеновских аппаратов. Впрочем, вряд ли непосвященный разберется с первого раза в хитроумных сплетениях проводов и в устрашающих своими размерами лампах.

В настоящее время рентгеновские лучи находят очень широкое применение, причем не только в медицине. О ней и говорить не приходится. Без рентгеноскопического исследования нельзя установить правильный диагноз многих заболеваний. Но не меньше заинтересована в рентгеновских лучах и техника. Эти лучи безошибочно выделяют бракованные детали — такие, в которые закрались невидимые при наружном осмотре трещины или пустоты.

Однако применение рентгеновских лучей все же сильно ограничено громоздкостью аппаратуры. Врач, идущий на обследование больного, берет с собой набор самых различных медицинских приборов и инструментов: стетоскопы, шприцы,

приборы для определения кровяного давления или деятельности сердца, но вот такой важный прибор, как рентгеновский аппарат, с собой не захватишь.

Впрочем, скоро все сказанное выше можно будет с легким сердцем перевести в прошедшее время. «Виновником» этого будет редкоземельный элемент тулий. Рентгеновские аппараты, изготовленные на основе тулия, будут до смешного

простыми: ампулка с почти невесомым количеством металлического тулия или какой-либо его соли, небольшой защитный кожух для предохранения от влияния излучения тулия и небольшой экран для проецирования изображения. Не знаю, поместится ли такой рентгеновский (или уже правильнее будет сказать — тулиевый) аппарат в дамскую сумочку, но в портфель он влезет безусловно. Так что в самом ближайшем будущем тулиевые аппараты станут такими же карманными приборами для врачей, как и стетоскопы.

Стоит ли говорить, что приборы, работающие на основе радиоактивного тулия, окажутся незаменимыми и для работников, контролирующих качество изделий из металла.

Может быть, после рассказанного о тулии перечисление «прозаических» областей применения других редкоземельных элементов покажется скучным. Однако прошу поверить, что от этого колоссальное значение, которое с каждым годом

приобретают редкоземельные элементы в народном хозяйстве, не станет меньше.

Последние годы показали, что редкоземельные элементы могут быть использованы для изготовления высокопрочного чугуна, для варки высококачественного стекла, которое находит применение и для линз телескопов, и для иллюминаторов глубоководных батисфер, и для хранения исключительно чистых веществ.

Интерес исследователей к элементам-близнецам настолько велик, что буквально каждый месяц приносит новые фундаментальные открытия в этой области. Не так давно были описаны необычные свойства гадолиния. Оказалось, что он с успехом может быть использован для получения сверхнизких температур. Для этого сернокислую, или хлористую, соль гадолиния помещают в атмосферу инертного газа и подвергают действию магнитного поля. При этом соль гадолиния нагревается, и тепло передается газу. После этого газ откачивают и прекращают воздействие магнитного поля. Гадолиний заметно охлаждается в сравнении с первоначальной температурой.

Многократно повторяя такую операцию, исследователи достигли температуры, которая всего на две десятитысячных доли градуса отличается от абсолютного нуля.

В одном из номеров старинного юмористического журнала приблизительно тех лет, когда в таких журналах печатался Антон Павлович Чехов, был помещен рисунок. Десяток бородатых людей, в которых без труда можно было уловить портретное сходство с выдающимися русскими учеными того времени, заарканив веревкой улитку, на которой было написано слово «наука», тянули ее на железнодорожную платформу. Это, очевидно, должно было обозначать, что темпы развития науки ускоряются. Не знаю, показался бы остроумным аналогичный рисунок теперь, но то, что паровоз следовало бы заменить космической ракетой, в этом можно не сомневаться. Рассказанная только что история элементов-близнецов— лучшее тому подтверждение.

ОДНА МИЛЛИАРДНАЯ ДОЛЯ ПРОЦЕНТА

Из всех элементов, которые находятся в земной норе, этот элемент позже всех раснрыл свое инкогнито. Но, пожалуй, ни за одним другим элементом не охотились химини так долго, нан за элементом, который еще в 1869 году

был предсназан Менделеевым и наречен им условно „двимарганцем".

Но лишь в 1925 году в Периодической системе в клетке № 75 символ Ке — рений — стал на место вопросительного знака.

Причина столь позднего вступления рения в число «прописанных» обитателей Периодической системы объясняется его исключительной редкостностью. На долю рения приходится миллиардная доля веса земной коры. Такие металлы, как золото или платина, содержатся в земной коре в количествах, впятеро превосходящих долю рения.

Вот почему ни один химический элемент не водил так долго «за нос» химиков, охотившихся за новыми элементами, как этот тускло-серебри-стый металл, не отличающийся на первый взгляд ничем особенным, кроме разве что большого удельного веса.

Количество экспедиций, занимавшихся поисками «снежного человека», — ничто в сравнении с числом исследователей, которые посвятили себя поискам этого элемента.

К. Г. Паустовский в одном из своих очерков («Погоня за растениями») писал: «Известно, что настойчивость ученых чудовищна и может вывести из себя даже самого спокойного человека». Так вот, здесь все было наоборот. Загадка 75-го элемента заставила отступить не одного исследователя, и не один из тех, кто все же продолжал поиски, рано или поздно начинал роптать на несговорчивого и пока еще неизвестного обитателя квартиры 75.

В 1869 году 75-й, по-видимому, выделил Гияр, дав этому элементу название «уралий». Но потом он отказался от своих выводов. Этим самым он избежал печальной судьбы химика Розе, радостное сообщение которого об открытии им в 1846 году элемента пелопия было опровергнуто несколькими исследователями сразу. Такая же судьба постигла и элемент ниппоний, описанный в 1906 году Огавой, и люций Баррьера, сообщение о котором появилось в 1896 году, и многие другие.

Но все-таки в одном случае ошибки, по-видимому, не было. 27 июня 1877 года появилось сообщение русского химика С. Керна о том, что в веществах, оставшихся после переработки платиновых руд, им открыт новый элемент, который он предложил назвать, дэвием в честь знаменитого английского химика Г. Дэви. Определение атомного веса дэвия и его свойств показало, что он должен занять в Периодической системе место, уготованное Д. И. Менделеевым для элемента, названного им двимарганцем. Лет двадцать спустя американский химик Мале повторил работу Керна, но из платиновых остатков не смог получить выделенный русским исследователем элемент. Сыграло ли тут роль то, что платиновая руда была иного происхождения, чем в опытах

Керна, или то, что Мале был неопытным химиком, но факт остается фактом: открытие дэвия не подтвердилось. Ответа Керна не последовало: по-видимому, он к тому времени уже скончался; а так как критикам всегда верят больше, то в клетке 75 снова воцарился унылый вопросительный знак.

Только когда существование элемента 75 — рения — было бесспорно установлено Ноддаком, Таке и Бургом, химики обратили внимание на то, что все реакции, которые Керн описал для дэвия, тождественны реакциям рения.

Так почти на пятьдесят лет несправедливая критика отодвинула срок замечательного открытия, каким всегда бывает открытие нового элемента.

Только пять из естественных химических элементов могут похвалиться, что в цифре, выражающей их содержание в земной коре, после запятой стоит большее число нулей, чем у рения; это элементы: полоний, радон, радий, актиний и протактиний. Но все эти элементы сильно радиоактивны и, обладая большой скоростью распада,

естественно, не могут накопиться в земной коре. И тем не менее рений в настоящее время добывается в промышленном масштабе. Да, тот элемент, который два десятка лет нельзя было сыскать даже в самой богатой демонстрационной коллекции, сейчас производится на специальных заводах. Дело в том, что свойства рения оказались настолько интересными и многообещающими для современной техники, что химики сочли своим долгом разработать методику получения больших количеств этого элемента.

Рений — один из самых тугоплавких металлов. Сейчас, когда с высокими температурами приходится сталкиваться во многих областях науки и техники, и прежде всего в ракетной авиации, это свойство рения является исключительно ценным. Только один металл плавится при более высокой температуре, чем рений. Это вольфрам. Но и 3200° — температура плавления рения — величина достаточно внушительная.

Вторым ценным свойством рения является его химическая инертность. Даже при 1500° он не соединяется с кислородом воздуха. При обычных же температурах он не изменяется совершенно. Блестящая пластинка из рения не тускнеет практически вечно. Легко представить, какое применение найдет этот металл для отделки автомобилей и самолетов.

Большинство кислот не оказывает на рений никакого действия. Он сохраняет «невозмутимость» даже при обливании его горячей плавиковой кислотой, которая славится своей агрессивностью. Поэтому даже самая небольшая добавка рения делает многие сплавы кислотоупорными. Химическая аппаратура из сплавов рения служит в десятки раз дольше, чем агрегаты, сконструированные из обычных сплавов.

Не надо быть особенным пророком, чтобы предсказать, что в самом недалеком будущем рений станет серьезным конкурентом вольфраму во многих областях техники. Дело прежде всего в том, что при высоких температурах рений обладает большей прочностью, чем вольфрам. Поэтому уже сейчас в наиболее ответственных узлах машин поверхности трущихся деталей, если при трении возникает высокая температура, покрывают рением. Ко всему следует добавить, что рений осаждается при пропускании электрического тока, то есть при электролизе растворов солей рения. При этом получаются прочные и красивые металлические покрытия.

Итак, одна область применения рения заключается в использовании его отличных механических качеств и химической инертности. Но насколько рений инертен в реакциях со многими веществами, настолько он активен в вызывании реакции посторонних веществ. Иными словами, рений оказался прекрасным катализатором многих важных химических реакций. Рений — катализатор. Такова вторая широкая область применения этого металла будущего.

Уже через несколько лет после открытия рения стало известно, что он катализирует реакцию взаимодействия углекислого газа с водородом. Продуктом реакции при этом является метан. Трудно переоценить значение этой реакции.

Метан — прекрасное горючее, легко транспортируемое, высококалорийное, не коптящее и не дымящее. Но самое главное, что метан может служить источником множества химических продуктов, которые получаются на его основе. Углекислый же газ и водород — побочные продукты разных

производств. При сгорании угля и нефти в воздух выделяются сотни тысяч тонн углекислоты в сутки. Водород тоже образуется как побочный и даже вредный продукт при электролитическом получении кислорода и многих металлов.

Рений позволяет легко и просто превратить эти отбросы производства в ценнейшее сырье для народного хозяйства нашей страны. Окислы рения, как выяснилось, отлично катализируют такой важный для химической технологии процесс, как окисление кислородом воздуха сернистого газа. Ведь на этой реакции основан процесс получения серной кислоты.

Итак, ясно — будущее за рением. Но основная проблема внедрения этого металла в будни промышленности пока еще остается не решенной. Необходимо найти методы быстрого и дешевого извлечения рения из содержащих его руд. Задача эта трудна, но выполнение ее столько сулит народному хозяйству! Тот из химиков, кто посвятит себя ее решению, может быть горд сознанием важности выполняемого им дела.

ЕГО ВЕЛИЧЕСТВО УРАН

Элемент, о нотором сейчас пойдет речь, не нуждается в рекомендациях. Это последний из естественных элементов Периодической системы, это Его Величество Элемент Уран. И вряд ли нто упреннет автора, что он наделил этот элемент таким пышным титулом.

Начиная рассказ об уране, очень заманчиво сравнить его с гадким утенком, которого вначале никто не замечал и который затем всем на удивление стал прекрасным лебедем. Но это будет малоемкое и неудачное сравнение. Потому что андерсеновский утенок куда ближе царственному лебедю, чем уран XIX века урану XX века. Можно было бы, правда, сказать, что уран за сто пятьдесят лет после его открытия сделал головокружительную карьеру: от элемента, известного лишь узким специалистам, до элемента, которым интересуются даже филателистические ежемесячники. Но и это замечание, как будет явствовать из дальнейшего, мало освещает положение дел.

3 • 10~4. Три десятитысячных доли процента. Три грамма на тонну. Таково среднее содержание урана в земной коре. В два раза меньше, чем самария, в три раза меньше, чем гадолиния, впятеро меньше, чем галлия, в десять раз меньше, чем церия. Мало, очень мало.

Можно считать редкой удачей, что химик Клапрот в 1789 году открыл этот элемент: в то время не были еще открыты элементы, куда более распространенные, чем уран. «Рождение» оказалось вне всякого сомнения преждевременным. Начался XIX век, прошла большая его часть, а ученые все еще не знали, что делать им с ураном и на что можно его употребить. Соединения этого элемента можно было, правда, встретить в лабораториях очень уж дотошных фотографов. В старых энциклопедиях сообщается, что уран применяли иногда в керамической промышленности и в производстве краски «урановая желтая», но писали об этом, по-видимому, скорее потому, что ничего другого о применении урана сказать было нельзя. А краски этой, может быть, и приготовили за все время несколько тонн.

Даже тогда, когда было открыто явление радиоактивности, интерес к урану носил чисто академический характер. Ну как можно было всерьез думать о практическом применении элемента, который содержится в земной коре в таком ничтожном количестве?!

В XX веке интерес к урану несколько повысился, правда, не из-за самого урана, а из-за его постоянного спутника — радия. Урановые руды начали добывать с целью выделения из них радия — элемента, которым в свое время особенно интересовались ученые. Однако ничто не предвещало, что скоро наступит то время, когда уран станет центральным персонажем экономики ряда стран. Произошло это в 40-х годах, когда стало ясным, что уран является основой производства ядерного оружия. Уран из обойденного химического элемента превратился в один из важнейших видов стратегического минерального сырья.

Можно сказать, что с ураном человечеству повезло. Этот элемент имеет свои руды, которые встречаются не так уж редко. Впрочем, богатыми эти руды никак не назовешь. Переработка их с целью выделения более или менее чистых соединений урана заключает в себе почти двадцать кропотливых операций. Но коль скоро речь идет об уране —не могут казаться чрезмерными никакие усилия.

Есть в Канаде Медвежье озеро. Когда-то на его берегах были открыты урановые месторождения. Вряд ли хоть одна из газет посвяТила тогда этому событию строчку. Но как только выяснилось значение урана для производства атомного оружия, американские монополии, давя друг друга,

ринулись в Канаду. Конкуренты строили друг другу козни. Компании лопались одна за другой. Тут же возникали новые, столь же дутые, как и их предшественницы. «Объединения по закупке канадской пшеницы» организовывались десятками, но ни одно зернышко не покинуло землю Канады в результате деятельности этих компаний. Всех волновало только одно: уран. Долго велась бы, очевидно, эта характерная для капиталистических нравов борьба, если бы государство, осознав важность атомной проблемы, не прибрало месторождения урана к рукам.

Но урановая горячка и не думала утихать. Раздув историю одного ирландца, который с помощью сконструированного им радиометра открыл небольшое урановое месторождение, компании стали наживать бешеные деньги на продаже подобных приборов. Тысячи людей устремились в горы и отдаленные районы в надежде найти уран. Эта горячка не утихает и по сей день. Урановый «вирус» проник даже на страницы серьезных научных журналов, которые пропагандируют самые разнообразные типы портативных радиометров для

людей, жаждущих наживы. Только об одном не пишут эти журналы: для чего предполагают американские монополии использовать уран. Они не пишут, что этот металл добывается для того, чтобы в виде атомных бомб лечь в мрачные хранилища военных складов Пентагона. Они не пишут, что уран может превратиться в миллионы радиоактивных осколков, которые будут заражать воздух и воду. Они не пишут также и о том, для какой цели готовятся сотни и сотни новых атомных бомб.

Вот почему каждое сообщение о новых достижениях советской науки в области мирного применения атомной энергии встречается капиталистической печатью с неприкрытой злостью. Атомные электростанции, атомный ледокол «Ленин»— это первенцы того замечательного века атомной энергии, в который мы сейчас входим. И основой этого века будут те четыре десятитысячных процента от веса земной коры, которые приходятся на долю урана.

Большинство людей узнало об уране, когда это слово стало ассоциироваться с атомной бомбой. Но химики и физики уже давно и с величайшим почтением относились к этому элементу. Для них он был связан с волнующим каждого ученого понятием «радиоактивность».

... Во многих книгах можно встретить утверждение, что Анри Беккерель открыл явление радиоактивности совершенно случайно. Дескать, случайно соль урана оказалась в соседстве с невесть как очутившимися в лаборатории фотографическими пластинками. И что, мол, неясно, в результате какого каприза Беккерелю вздумалось проявить эти пластинки. И только тут, увидев, что пластинки засвечены, Беккерель понял, что уран испускает какие-то лучи.

Мне хорошо известны люди, исповедующие такого рода теорию о научных открытиях. Это они утверждают, что только вовремя пришедшая Архимеду счастливая мысль принять ванну помогла ему открыть свой закон; это они завидуют Ньютону, которому повезло заметить падающее с дерева яблоко; это они выдумали не очень умную байку о том, что таблица периодичности свойств химических элементов привиделась Менделееву во время сладкого послеобеденного сна.

И впрямь, до чего уж удобная теория! Зачем ломать голову над научными проблемами, зачем исписывать горы бумаг и читать Гималаи книг. Повезет — яблоко ли упадет тебе на темя или пригрезится подходящий сон — и открытие

готово. А не повезет, то — будь ты многих пядей во лбу — все равно для науки тебе ничего путного не сделать.

Достаточно прочесть первое сообщение об открытии радиоактивности, написанное Беккерелем, чтобы нелепость "рассуждений о счастливой случайности стала очевидной. Беккерель намеренно выбрал уран, потому что многие известные к тому времени свойства этого элемента заставляли предполагать, что он будет испускать какие-то лучи. И Беккерель ожидал, что это лучи должны будут проникнуть через темную бумагу и должны будут затемнить фотографическую эмульсию.

Если и была в открытии радиоактивности случайность, то, пожалуй, лишь та, что это открытие свершилось 1 марта1 1896 года — ровно 27 лет спустя с того еще более памятного 1 марта, когда Менделеев создал первый набросок своей системы.

Однако как ни много значит открыть новое явление — да еще такое, как радиоактивность, — еще важнее дать ему истолкование, определить, с чем оно связано и к чему оно приводит. Вот почему славу открытия радиоактивности вместе с Беккерелем делят Мария и Пьер Кюри. Именно они сумели понять природу радиоактивности и прийти к выводу, революционность которого сегодня нам, утвердившимся в научных истинах второй половины XX века, даже трудно осознать: один химический элемент может самопроизвольно превращаться в другой.

Годы — годы! — изнурительного труда потребовались для выделения из урановых руд обладающего исключительно высокой радиоактивностью радия. Слова «изнурительный труд» здесь следует понимать буквально. Это сотни килограммов перенесенной собственными руками руды; это сотни литров растворов, которые надо перелить тоже собственными (а то чьими же?) руками; это тысячи и тысячи операций кристаллизации; это сотни и сотни анализов. И все это в ветхом сарае, без вентиляции, без отопления, без освещения.

Мы сочувствуем действительно трогательным переживаниям героев Мюрже, воплощенным в музыку Пуччини в его замечательной опере «Богема». Но, право, писать стихи или картины в нетопленной мансарде ничуть не сложнее, чем проводить кропотливые химические опыты в темном и холодном сарае.

Однако я менее всего хочу растрогать читателя описанием трудностей, которые пришлось перенести первооткрывателям радиоактивности. Да и Мария Кюри не любила, когда ее труд описывали как подвижничество («Какое это подвижничество, господа, когда все это было так интересно!»).

И тем не менее, на Всемирной выставке в Брюсселе демонстрировался один экспонат, который, я полагаю, должен был глубоко волновать каждого мыслящего человека.

Под стеклом, раскрытый на случайной странице, лежал лабораторный дневник Марии Кюри. Рядом был укреплен счетчик радиоактивности, который мерно фиксировал радиоактивные распады. Давно умерли открыватели радиоактивности, давно их открытие вошло во все школьные учебники, а несколько капель содержащего радий раствора, случайно попавшие на страничку дневника, продолжают испускать радиоактивные лучи и будут испускать еще долго, потому что период полураспада радия —свыше полутора тысяч лет — срок, к сожалению, гораздо больший, чем продолжительность человеческой жизни, но, конечно же, намного меньший, чем время, которое благодарное человечество будет хранить в памяти имена авторов замечательного открытия.

Прошло всего несколько лет после открытия радиоактивности, и Периодическая система обогатилась целым рядом вновь открытых элементов. Выяснилось, что уран является родоначальником обширного семейства. Распадаясь, уран превращается последовательно в протактиний, торий, радий, радон, полоний. Этот ряд самопроизвольных превращений обрывается лишь на нерадиоактивном свинце.

Нет сомнений, что разобраться в хаосе образующихся при распаде урана элементов, названия которых я сейчас непринужденной скороговоркой перечислил, без Периодической системы оказалось бы невозможным. Слово «хаос» употреблено здесь не случайно. Именно хаос. Действительно, при выбросе альфа-частицы образуется элемент с порядковым номером на два и атомным весом на четыре меньшим; при выбросе бета-частицы — элемент с тем же атомным весом, но с атомным номером, на единицу большим. В урановых рудах все эти элементы присутствуют одновременно и в самых разнообразных количествах. Попробуйте разобраться во всем этом без стройной системы!

Вот хотя бы элемент 84-й — полоний, названный Марией Кюри в честь ее родины Польши (Полония). Существование этого элемента предугадал еще Менделеев, назвав его дви-теллуром. Образование 84-го элемента, возникающего при альфа-распаде радона, зная законы радиоактивного распада, предсказать было, в общем, нетрудно. Но как выделить ничтожные количества этого элемента, да еще из массы других радиоактивных элементов? Очевидно, что сделать это можно, лишь догадываясь — притом с большой степенью вероятности— о свойствах двителлура. Зная же, что искомый элемент должен находиться в VI группе, дать прогноз о его свойствах — дело относительно простое.

Новые «птенцы гнезда уранового» смогли вылупиться на свет лишь в результате двух великих открытий прошлого века — Периодической системы элементов и радиоактивности. И, быть может, на примере этого открытия, больше чем на каком-либо другом, видна роль, которую сыграла Периодическая система в развитии науки.

НЕСКОЛЬКО ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ 104, ОБЪЕДИНЕННЫХ СЕГОДНЯ В ТАБЛИЦЕ МЕНДЕЛЕЕВА. НО КАК НЕПОВТОРИМА СУДЬБА КАЖДОГО ИЗ НИХ И КАК В ТО ЖЕ ВРЕМЯ ТЕСНО СВЯЗАНЫ ИХ СУДЬБЫ С ИХ ОБЩИМ ДОМОМ —МЕНДЕЛЕЕВСКОЙ СИСТЕМОЙ. КОТОРАЯ ОБЪЕДИНИЛА И ВОБРАЛА В СЕБЯ ВСЕ МНОГООБРАЗИЕ ХИМИЧЕСКОГО МИРА.

...Система, которая позволила объяснить, как один элемент превращается в другой, и которая дала возможность разработать методы получения химических элементов, не существовавших в природе...

БИСКАЙСКАЯ ИСТОРИЯ

Алхимия была науной — сомневаться в этом не приходится. Никогда мамда н нашиве не смогла бы развивать — тем более в течение венов!— обширную отрасль человеческих знаний.

Настоящие алхимики вовсе не сидели в мрачных и низких подвалах — они большей частью работали на воздухе. Это были обыкновенные и зачастую жизнерадостные люди. И даже не у каждого из них была борода. И уж совсем мало кто из них держал у себя в лаборатории такую невеселую вещь, как человеческий череп. Нет, алхимики были совсем не такими, какими их любят изображать современные художники.

Конечно, встречались среди алхимиков и те, кого прежде всего интересовало золото.

В книгах и журналах можно найти кучу историй об этих прощелыгах. Из всех этих историй неопровержимо следует: кто захочет бросить камень в алхимика, найдет не одну причину, и ни одна из них не будет напрасной. Действительно, чего только нет в этих историях!

... Тут и мошенники, надувавшие легковерных и жадных правителей. Сколько рассказов написано о пройдохах, тем или иным способом втиравшихся в доверие к королям и герцогам! Разного сорта были эти властители — посильнее и послабее, побогаче и победнее, поумнее и поглупее, — но всегда одинаково жадные и охочие до «пятаков, купленных за грош». Ох и вытряхивали у них алхимики мошну! Иной раз так основательно, что на второй день после того, как «Выдающийся Ученый, Несравненный Маг и Великий Алхимик Аль Роз», а на самом деле беглый рейтар Ганс Крот из соседнего герцогства, улепетывал с богатой добычей на добром скакуне, обманутый правитель должен был занимать на ужин у первого министра.

Но зато и короли проявляли недюжинную изобретательность, когда им удавалось поймать беглеца или изобличить его еще до того, как он успевал подобрать отмычку к подвалам с казной. Если алхимика сжигали на куче сухого хвороста, он имел все основания считать, что переходит в иной мир со сравнительным комфортом. Потому что обычно заплечных дел мастера дрова брали самые что ни на есть сырые, а сам «объект» перед казнью обрабатывали с таким умением и тщанием, что для сжигания оставалось очень немного.

. .. Тут и бродячие лекари, рекламировавшие . алхимическое снадобье, которое лечило все болезни — от мозолей до черной оспы. Это лекарство обычно приводило больного в такое гадливое изумление, что при воспоминании о лечении он еще долго брезгливо морщился. Впрочем, морщились те немногие, кому удавалось благодаря, конечно, могучему природному здоровью выжить после алхимического врачевания.

Творцы алхимической панацеи умирали обычно тоже не от старческих недугов. Потому что уже на второй день после того, как граф, отведавший алхимического лекарства, приобретал способность передвигаться, он на не окрепших еще ногах отправлялся в подвалы своего замка, желая лично принять участие во вздергивании алхимика на дыбу.

.. . Тут и одержимые чудаки, искренне верившие, что стоит искупать свинцовую чушку в вареве, изготовленном из языка черного теленка, родившегося от бурой коровы в полночь во время новолуния, как эта чушка превратится в золотой слиток. С такими обычно имела дело святая инквизиция, справедливо усматривавшая в попытках искусственного изготовления золота покушение на монополию господа бога в такого рода делах.

Да, «художества» многих мошенников крепко подорвали репутацию этой науки в глазах последующих поколений. Сегодня мало кто произнесет слово «алхимик», не вкладывая в него иначе как бранный смысл.

И мало кто вспоминает, что в то время как мошенники, прикрывавшиеся именем алхимиков, изыскивали способы, как получше надуть своих корыстных покровителей, настоящие алхимики упорно растворяли, перегоняли, прожаривали, взбалтывали сотни веществ и в результате дали для будущей химии очень и очень немало.

Начать с того, что европейские алхимики чуть ли не вдесятеро увеличили количество известных науке соединений по сравнению с тем, что знали древние греки. Алхимики открыли важнейшие способы воздействия на вещество или смесь веществ с целью возбуждения химической реакции. Этими способами мы пользуемся и сейчас почти в неизменном виде. Алхимики изобрели самую разнообразную химическую аппаратуру. Очень многие приборы из тех, которые стоят сейчас на столах современной химической лаборатории, почти в таком же виде украшали лабораторию алхимика: это колбы, воронки, реторты, перегонные аппараты. Именно алхимики нашли важнейшие кислоты, многие органические соединения, открыли способ сухой перегонки дерева.

А если многих из них и интересовал «философский камень», то не только ради его способности превращать в золото неблагородные металлы. В этом камне они видели прежде всего средство исцеления от болезней и продления жизни. Именно эти неизвестные труженики алхимии писали смешные для нас, но полные смысла для них трактаты, вроде «О добродетели и составе воды». Да, да, добродетель тоже почиталась предметом алхимии!

Начиная рассказ об алхимии XX века, я считаю своим долгом дать читателю правильное представление об истинной алхимии, убедить его, что слово «алхимик» не должно счи-

таться бранным. Очень хорошей иллюстрацией к сказанному будет история о бенедиктинском монахе Лоренца Пика.

Я натолкнулся на эту историю случайно, рассматривая одну старую книгу. Эта книга была напечатана на немецком языке еще в 1809 году и содержала различные сведения из истории естественных наук. На толстых и ломких от времени страницах этой книги я и вычитал историю о монахе Лоренца Пика. Там она излагалась сухим и подчеркнуто бесстрастным тоном, который прежде считался единственно приемлемым для научных сочинений. Но подробности нетрудно было прочитать, как говорят, между строк. Вот она, эта история.

. . . Ветер с моря поднимал с прибрежных дюн тонкие и острые струйки песка. Они заводили пронзительную песню, напоминавшую стенания грешных душ в преисподней. Когда это сравнение пришло в голову отцу-настоятелю бенедиктинского монастыря святого Назера, то он, несмотря на трагичность положения, не мог не улыбнуться. Монастырь стоял в

нескольких лье от берега Бискайского залива, на высоком берегу Луары, и был хорошо виден в лучах заходящего солнца. От этого монастыря, сопровождаемые заунывным пением двух уже охрипших мальчиков-прислужников, увязая в густом песке и тяжело дыша, ползли на коленях братья-бенедиктинцы, возглавляемые идущим отцом-настоятелем.

Первым полз брат Лоренца Пика, который, собственно говоря, и был причиной этой диковинной процессии.

Частная записка папы Климента V, написанная слишком красиво и вычурно, чтобы быть просто запиской, а не повелением, предписывала монастырю святого Назера заняться «поиском тех замечательных веществ, которые превращают неблагородные металлы в золото, столь необходимое нам сейчас в то многотрудное время, когда наши братья во Христе отвернулись от нас настолько, что руководители богопротивного ордена тамплиеров, обладая секретом философского камня, отказываются нам его сообщить».

Отец-настоятель, читая тогда эту записку, не смеялся, нет, а почтительно улыбался, что, по правде говоря, тоже было порядочной крамолой. Было слишком очевидно: письмо написано под диктовку одного из соглядатаев Филиппа IV, которые вечно подвизались в папской резиденции. «Красавчик Филипп», как его малопочтительно называла половина Франции, растратил все свои и без того малые средства на борьбу с папой Бонифацием VIII, борьбу, которую он вел с упорством и кровожадностью хорька. Но зато следующий папа, Климент, фактически был прислужником короля.

Настоятель знал, что папа не случайно избрал его монастырь. Монастырь святого Назера вот уже двадцать лет отличался своей ученостью от прочих. Основная заслуга в этом принадлежала Лоренца Пика, который сейчас, дыша тяжелее других, полз по песку, помогая себе руками.

Свободные нравы в монастыре святого Назера были, можно сказать, освященной десятилетиями традицией. Даже невыход к утренней обедне не почитался там за тяжкий грех. Вот почему Лоренца Пика, который поступил в этот монастырь в 1387 году, мог свободно заниматься изучением естественных наук и достиг в этом деле немалых успехов. Автор книги сообщает, что Лоренца Пика даже изобрел телескоп— за двести лет до Галилея! — и наблюдал в него Луну. Он оставил сочинение о чудесных свойствах вещества, называемого теперь окисью ртути, которое бесконечное число раз можно превращать в блестящую ртуть и обратно. Последнее открытие, впрочем задолго до Лоренца, сделали арабы. Но весьма вероятно, что он об этом не знал.

Так тянулась безмятежно спокойная жизнь Лоренца Пика в монастыре святого Назера, жизнь, не нарушаемая происками братьев-бенедиктинцев, которые, к счастью, подобрались нрава спокойного и веселого. И так продолжалось до тех пор, пока не пришло в монастырь письмо Климента. Срок на отыскание рецепта приготовления золота был очень небольшим. В том же, что такой рецепт существует, папа не сомневался. Торжествующие декларации тамплиеров о том, что они могут получить столько золота, сколько им заблагорассудится, только подогревали нетерпение Климента. Правда, хорошо осведомленные кардиналы из папского окружения не раз осторожно намекали его святейшеству, что тамплиеры добывают золото не столько с помощью «философского камня», сколько убийствами и шантажом. Однако начитанный папа сейчас же приводил в доказательства сочинения знаменитого Арнольда Виллановануса, имя которого гремело тогда по всем государствам Западной Европы. Вилланованус утверждал, что им найден «философский камень», превращающий ртуть в золото.

Тут будет небезынтересно отметить, что Вилланованус, судя по всему, был дошлым пройдохой. Он описал не только «философский камень», но и «эликсир жизни». «Эликсир» этот был не что иное, как плохо очищенный винный спирт. Он действительно приводил принимавших его в самое радужное настроение. Но сам-то Вилланованус знал, что потчует легковерных современников отгоном из скверного виноградного вина!

Поиски «философского камня» были поручены, разумеется, Лоренца Пика. Когда тот пробовал отказаться, не совсем искренне ссылаясь на то, что все его помыслы заняты богом, папский посланник сильно рассердился. Кроме того, посланник добавил, что он впервые встречается с таким отношением к священному документу, каким является бумага, подписанная папой. При этом он так выразительно посмотрел на отца-настоятеля, что тот, простерши руки к изображению святого Назера, поспешно заверил сановного гостя: при способностях Лоренца золото скоро можно будет вывозить из монастыря на лошадях.

С этим посланник и уехал, приказав под конец дать в помощь Лоренца столько монахов, сколько он пожелает, ибо алхимические опыты, как ему было известно, многотрудны и суетны.

Вот почему уже на второй день после отъезда посланника Лоренца Пика стал обучать братьев-бенедиктинцев немудрым приемам алхимического мастерства. В монастыре наступили страдные дни. Виноградные гроздья осыпались и гнили без присмотра, а из узких окон трапезной, превращенной теперь в лабораторию, вылетали едкий дым и слова, которые ясно показывали, что знакомство с алхимией отвращает души и помыслы бенедиктинцев от бога.

Сам Лоренца Пика не сомневался, что все рецепты «философского камня», приводимые в различных алхимических книгах, и прежде всего в сочинениях самого Виллановануса, являются шарлатанством. Эти произведения большей частью представляли набор каких-то заклинаний, которые были не то шифрованным текстом, не то просто галиматьей.

Полутора месяцев оказалось вполне достаточно, чтобы лишний раз убедиться: ни один из рецептов получения золота не приводит ни к чему, кроме бесполезной траты времени. Но тут произошло непредвиденное. . .

Приливая к раствору ртути в разбавленной азотной кислоте, к которой, видимо, были примешаны соединения йода, раствор серебра, Лоренца получил какой-то желтый осадок. Отделив этот осадок от раствора, он начал его сушить. И вдруг на глазах порошок из желтого стал ярко-красным. Пика быстро снял жаровню с огня, и порошок медленно стал превращаться снова в желтый. Жаровня была поставлена на огонь — порошок начал краснеть, огонь погасили — и цвет порошка снова стал желтым.

Если бы в наше время кто-либо из химиков столкнулся с этим явлением, он нисколько бы не удивился, поняв, что имеет дело с обычной термокраской Вещество, которое получил Лоренца Пика, — серебряная соль тетрайодортут-ной кислоты — действительно является термокраской. Но шестьсот лет назад это открытие произвело потрясающее впечатление. Монахи, столпившиеся за спиной Лоренца, не дыша смотрели на чудесные превращения. И даже сам настоятель, прибежав в трапез-

Чермокраска — соединение, изменяющее свой цвет в зависимости от температуры.

ную, вместо того чтобы вознести молитву богородице за дарованное чудо, стоял как столб и дивился наравне с прочими.

Тут монахи впервые уверовали, что то, чем они занимаются, не просто средство скоротать тягучую скуку монастырских дней. А еще через несколько дней монахи заявили папскому посланнику, который, вернувшись в монастырь, с нетерпением дожидался результатов опытов, что они отказываются искать рецепт изготовления золота, поскольку из этого все равно ничего не выйдет.

Легко представить себе гнев высокого гостя. Легко вообразить, как он с поспешностью, явно недостойной его высокого сана, забрался в свой роскошный экипаж и отбыл, не пожелав попрощаться с отцом-настоятелем. А потом, некоторое время спустя, прибыло повеление из Авиньона замолить неслыханный бунт лично перед папой, причем из Сен-Назера в Авиньон надо было следовать на коленях. Исключение было сделано только для отца-настоятеля.

Вот почему семнадцать монахов ползли на коленях по дюнам Бискайского залива от монастыря святого Назера, который стоял на высоком берегу Луары и был хорошо виден в багровых лучах заходящего солнца...

„ПУСТЫЕ" НОМЕРА

30-е годы XX вена. . . 43, 61, 85 и 87 - вот четыре числа, ноторые, произнесенные друг за другом, приводят намдого химика тех лет в трепетное состояние. Нет, это не пароль тайной сенты. И не шифр, с помощью ноторого заговорщики надеются скрыть от непосвященных свою деятельность. Не стоит такте пытаться складывать или перемнотать эти числа — ничего путного при этом не получится. Это просто номера клетон в Периодической системе

элементов.

В 1925 году был открыт „двимарганец" Менделеева — рений. После этого вопросительные знаки остались лишь в четырех нлетнах Периодической системы. Начались еще более усиленные, мотно сказать, дате лихорадочные поиски. Были исследованы все вероятные месторотдения, были применены самые фантастические способы обогащения предполагаемых руд. Однано элементы-

упрямцы не давались в руки исследователям. Итан, 30-е годы.. . В таблице Менделеева, висящей в школьном классе и в лаборатории химика, помещенной в научном издании и в студенческом учебнике,— всюду четыре вопросительных знана. Л сколько их, вопросительных, в рабочих записях ученых, в лабораторных журналах экспериментаторов?

И что самое обидное в проблеме 43, 61, 85 и 87: свойства этих элементов известны химикам с большой доскональностью, как будто бы они неоднократно имели с ними дело, как будто бы они многие месяцы, а может быть, и годы изучали эти элементы. Но все же в этих клетках уныло стоят вопросительные знаки. Снять вопросительный знак, заменив его символом химического элемента, мог лишь тот химик, который выделил сотую, ну пусть тысячную или десятитысячную долю грамма этого элемента. Но этого-то никому не удавалось сделать.

Вот, к примеру, вопросительный знак в клетке № 87. Любой химик, едва взглянув на эту клетку, скажет, что в ней должен располагаться щелочной металл — родной брат натрия, калия, рубидия и цезия. Металлические свойства у него будут выражены еще сильнее, чем у собратьев по подгруппе. Более того, это должен быть самый активный, самый «металлический» из всех металлов Периодической системы. Ведь в подгруппе щелочных металлов собрались самые «сильные» металлы, а металлические свойства, как известно, увеличиваются в менделеевской таблице сверху вниз. Таким образом, гидроокись этого металла должна быть самой сильной

щелочью из всех известных химикам; температура плавления этого металла будет совсем низкой. Во всяком случае, при комнатной температуре он должен быть жидким. Почему? Да потому, что натрий плавится почти при 100 градусах, калий— при 63, рубидий — при 39, а цезий— всего при 28 градусах. Напротив, удельный вес 87-го должен превышать удельные веса всех остальных щелочных металлов.

Поверьте, что подобным перечислением свойств 87-го элемента можно было бы занять не одну страницу. Можно было бы описать свойства его многочисленных соединений, привести его реакции, даже описать цвет получающихся при этом продуктов. А что толку? Все равно в 87-й клетке, так же как и в остальных — 43, 61 и 85, — торчали вопросительные знаки.

Стоит ли говорить о том, что значит для ученого найти не известный доселе химический элемент! Нет, это не только удовлетворенное самолюбие (хотя имя открывателя, без сомнения, навсегда останется в истории науки). Это прежде всего сознание, что ты своим открытием существенно расширил горизонты химии и смежных с нею отраслей знания, что добыл факты, которые представляют величайшую ценность для науки.

Какими словами описать ту напористость, ту горячность, тот азарт, с которым охотились за этими элементами! Представьте себе кладоискателя, ищущего сокровища, о которых ему, прощаясь, невнятно шепнул умирающий дедушка. Сомневаться в правдивости старика нет оснований, но вот беда: сказать точно, где зарыт клад, предок не успел. Вот и приходится лихорадочно перекапывать родовое поместье. А заветного сундучка все нет.

Быть может, состояние этого воображаемого искателя легкой наживы даст некоторое представление об атмосфере,

которая царила в лабораториях, занимавшихся поисками неизвестных элементов. Аналогия эта тем более уместна, что в существовании скрывающихся незнакомцев сомневаться не приходилось. В самом деле, если существуют хорошо всем известные элементы 42-й — молибден и 44-й — рутений, то куда девался их сосед, 43-й? Почему существуют, и вполне благополучно, 60-й и 62-й элементы, неодим и самарий, и почему никак не отыскать 61-й элемент?

Можно с определенностью сказать, что ни в одной другой проблеме ученым не приходилось сталкиваться с таким количеством «дутых» открытий. Да и Периодическая система так определенно предсказывала свойства этих неоткрытых элементов, что очень часто ученые принимали кажущееся за действительное. (А ведь известно, что если очень чего-то хочешь увидеть, то даже детский шарик, на котором намалеван длинноносый Буратино, можно принять за марсианскую «летающую тарелку» или за «неопознанный летающий объект», как сейчас грациознее предпочитают выражаться.)

Вот хотя бы все тот же неоткрытый элемент в клетке 87. В 1903 году его «открыли» Арчибальд и Ричарде. В 1925 году этот элемент «обнаружил» в водах Мертвого моря Фриенд. В 1926 году поспешили объявить об открытии 87-го Дрюс и Лоринг. В 1931 году об «открытии» 87-го торжествующе заявили Пэпиш и Вайнер. В 1937 году Хулубей, написав, что все его предшественники были неправы, продекларировал, что 87-й наконец-то открыл он.

Но и в 1903 году, и в 1925, и в 1937 все было напрасно. Каждое из этих открытий с неизбежностью, которая уже становилась зловещей, опровергалось проверочными исследованиями. А ведь кроме 87-го, были еще 43-й, и 61-й, и 85-й. Вот почему сотни, тысячи химиков в разных концах земного шара лихорадочно искали таинственные элементы. Часто казалось, что удача близка, что неизвестный элемент получен.

Исследователь, выделив соединение, которое, на его взгляд, было достаточно необычно, приписывал это соединение новому элементу. Тогда он поспешно брался за перо и сочинял на имя редактора одного из химических журналов письмо, в котором просил «возможно быстрее опубликовать сообщение об открытии нового элемента». И редакторы, конечно, публиковали, потому что каждому лестно, чтобы именно в его журнале появилось сообщение о таком выдающемся

научном достижении. Так в химическую литературу того времени проникали десятки наименований «новых» элементов.

Но все эти «мазурии», «Молдавии», «иллинии», «Флоренции» жили недолго — кто год, а кто и меньше.

Да, сотни, тысячи химиков, надеясь на удачу, искали неоткрытые 43-й, 61-й, 85-й и 87-й.

И никто из них не знал, что этих элементов нет на Земле.

„ФИЛОСОФСКИЙ КАМЕНЬ" СЕГОДНЯШНИХ АЛХИМИКОВ

И вот тут-то в самый раз, прервав на время рассказ о неуловимых элементах, повести разговор о событиях, которые всего каких-нибудь двадцать лет после открытия радиоактивности вызвали на страницах научных журналов ставшее старомодным и покрывшееся уте пылью времени слово „алхимия".

Впрочем, трудно усмотреть что-либо алхимическое в приборе, который сконструировал в 1919 году знаменитый английский физик Резерфорд. Прибор был предназначен для изучения радиоактивных свойств немногих известных к тому времени радиоактивных элементов. Радиоактивное излучение обнаруживалось по возникновению вспышек на экране из сернистого цинка. Дело в том, что при соударении частицы, вылетающей из ядра радиоактивного элемента, с кристаллами сернистого цинка наблюдается небольшая вспышка, которую можно заметить в увеличительное стекло. Радиоактивные препараты помещались на штативе в самом центре прибора.

Итак, все весьма просто, и ничего достойного удивления нет. Не было причин для удивления и тогда, когда Резер-

форд обнаружил, что вспышки на экране прекращаются, если между радиоактивным элементом и экраном поставить тонкую металлическую или слюдяную пластинку.

Ясно, что радиоактивные лучи не могут проникнуть через преграду.

Трудно сказать, что побудило Резерфорда в одном из опытов заполнить камеру водородом. И вот тут-то стали наблюдаться совершенно удивительные вещи. Несмотря на то что между источником радиоактивного излучения и экраном стояла металлическая преграда, вспышки на экране появлялись точно так же, как будто бы перегородки не было. Впрочем, вспышки прекращались тотчас же, как только выпускали водород.

Объяснение этому явлению было найдено не сразу. Как это часто бывает, вначале в голову приходили самые невероятные идеи, и, как водится, разгадка была удивительно проста и вместе с тем многозначительна.

Естественные радиоактивные элементы (в данном случае это был полоний) испускают так называемые альфа-лучи: ядра атомов гелия. Гелий имеет атомный вес 4, следовательно, его атомы вчетверо тяжелее атомов водорода, атомный вес которого равен 1. Альфа-частицы, сталкиваясь с ядрами атомов водорода—протонами, — передают им свою энергию. А так как масса протонов мала в сравнении с массой альфа-частиц, то они приобретают большую скорость, которая позволяет им проходить через преграду.

Вот почему водород делает металлическую пластинку как бы проницаемой для излучения. Просто? Очень просто! Однако самое интересное было впереди.

Когда камеру заполнили другим газом — азотом, то вспышки на экране стали появляться точно так же, как если бы в приборе был водород. Это было уже совсем непонятно. Ведь ядра атомов азота много тяжелее, чем альфа-частицы (в 3,5 раза), и если перегородка непроницаема для гелия, то тем более она должна задерживать азот.

Но почему же все-таки появляются вспышки на экране? Как проходят радиоактивные частицы через экран, который может пропускать в лучшем случае только ядра водорода? Может быть, к азоту случайно примешан водород? В камеру был впущен азот, тщательно очищенный от каких-либо посторонних примесей и особенно от водорода. Однако вспышки на экране появлялись с прежней регулярностью.

Оставалось предположить только одно: очевидно, водород каким-либо образом образуется в камере из азота под действием радиоактивного излучения. Поначалу эта мысль показалась дикой. Но последовали опыты, убедительно доказывающие, что предположение было совершенно правильным. Да, действительно, из азота в камере образовывался водород.

Так была реализована первая ядерная реакция, увидев которую добропорядочный химик середины прошлдго столетия долго и недоуменно пожимал бы плечами и так бы ушел, ничего не поняв:

N + Не = О + Н.

Впрочем, даже самый консервативный химик, вглядевшись в это уравнение реакции, должен был бы признать, что здесь все правильно. Заряд атома азота 7+ , альфа-ча-стицы 2 + . Сумма равна девяти. Нетрудно убедиться, что сумма зарядов ядер атомов элементов, образующихся в результате этой реакции, также равна девяти: водород— один, кислород — восемь.

Реакция Резерфорда открыла ученым совершенно новый мир превращений, мир, границы которого и поныне не достигнуты и вряд ли будут достигнуты в ближайшие десятилетия.

С помощью альфа-частиц, вылетающих из ядер естественных радиоактивных элементов, например полония или радия, химики, или, вернее, физики, а еще вернее —

алхимики, осуществили многие ядерные реакции. Однако очень скоро этот единственный калибр показался им явно недостаточным.

Бросить упрек химикам-физикам-алхимикам в привередливости трудно.

В самом деле, представим себе, как происходит обстрел атомных ядер этими снарядами. Вот летит нацеленная в ядро положительно заряженная альфа-частица. Путь к ядру преграждает мощный заслон электронов: вокруг каждого ядра вращаются электроны. Альфа-частица с трудом продирается через электронное облако. Каждый из электронов хищно урывает свою долю энергии движения альфа-частицы. Электроны в данном случае разбойничают поневоле: просто их заряд противоположен заряду альфа-частицы и они поэтому притягивают снаряд, замедляя его скорость.

Пройдя через преграду, сооруженную электронами, альфа-частица продолжает свой путь к ядру уже значительно менее резво, чем прежде. Однако самые неприятные испытания ей еще предстоят. Чем ближе альфа-частица подлетает к ядру, тем сильнее она испытывает отталкивающее действие с его стороны: ведь и ядро — мишень — и альфа-частица заряжены одноименно. Отталкивание это может быть таким сильным, что снаряд подлетит к цели, совершенно потеряв скорость, и ядерная реакция не произойдет. Более того, снаряд может развернуться на 180°, и альфа-частица полетит в обратном направлении.

Лишь единичным альфа-частицам удается достигнуть цели, и вот тогда-то и происходит ядерная реакция. Но «стрельба» в таких условиях никак не может считаться действенной. Путь же, который повысил бы эффективность ядерной бомбардировки, очевиден: надо снарядам придать большую скорость, тогда можно без особого ущерба проскочить мимо хищников-электронов и тогда не страшно отталкивающее действие ядра.

Так физики пришли к идее ускорителей элементарных частиц. Здесь не место описывать эти ускорители. Для этого нужна, по-видимому, совсем другая книга. Но не сомневаюсь, что читатель пусть в самых общих чертах знаком с принципом действия циклотронов, бетатронов, синхрофазотронов — в общем-то довольно сложных устройств, в которых заряженные частицы разгоняются в магнитном поле подчас до скорости, лишь немного уступающей скорости света.

Однако и ускорители не полностью устраивали физиков. Ведь в ускорителях можно разогнать лишь заряженные частицы. А любая положительная частица будет терять какую-то часть энергии, взаимодействуя с электронами, и будет тратить энергию на взаимодействие с ядром. А с отрицательной частицей — электроном — и того хуже. Толстая шуба электронов, которая окружает атомное ядро, задержит львиную долю энергии даже у быстро мчащейся частицы.

Но физики и не думали пребывать в унынии. Ведь в начале 30-х годов был найден универсальный снаряд для ядерной бомбардировки, снаряд, лишенный всех недостатков, присущих и протону, и альфа-частице, и электрону. Это, конечно, нейтрон — элементарная частица, не обладающая никаким зарядом. Вот почему нейтрон с полным равнодушием проходит через рой суетящихся около ядра электронов, невозмутимо приближается к ядру и беспрепятственно падает на него, увеличивая его массовое число на единицу и не изменяя заряда.

По-видимому, я все-таки не совсем верно описываю поведение нейтрона. Чтобы осуществилась ядерная реакция, нейтрон все же должен двигаться с заметной скоростью, иначе он при столкновении не останется в ядре, а отскочит от него, подобно теннисному мячику. Поэтому нейтронам тоже нужно сообщить скорость, и притом довольно значительную. Значит, и нейтроны необходимо разгонять в ускорит. . . Стоп, нейтроны ведь в ускорителях не разгонишь! И это очевидно каждому: нейтроны не заряжены и поэтому не реагируют на изменения внешнего магнитного поля.

Физики должны были изыскать иные способы ускорения нейтронов. Первый из них был найден сразу. Я бы назвал этот способ бильярдным. Не претендую, чтобы это обозначение вошло в учебники, но суть дела оно все-таки передает.

Берут естественный радиоактивный элемент, испускающий альфа-частицы (например, радий или полоний), и сплавляют его с бериллием — элементом, ядра атомов которого богаты нейтронами. Альфа-частицы, ударяясь о ядра бериллия (а вылетают альфа-частицы из ядра со скоростью около 15 тысяч километров в секунду), выбивают из них нейтроны, которые при этом также приобретают солидную скорость.

Но много ли нейтронов можно получить таким способом? Очень мало. Радий — элемент редкий, полоний — и того реже. Для лабораторных экспериментов такой источник подой-

дет, но для промышленного получения радиоактивных изотопов, конечно же, нет.

И поэтому возник второй способ добычи нейтронов. И, право, этот способ стоит, чтобы на нем остановиться подробнее. Ведь речь идет о ядерных реакторах.

Основа реактора — стержни, сделанные из металлического урана, того самого урана, ядра атомов которого и должны распадаться в реакторе. Когда в ядро атома урана попадает нейтрон, ядро немедленно раскалывается на несколько частей. Ведь уран тяжелый элемент, и поэтому его «рыхлые» ядра особенно неустойчивы. При распаде обязательно высвобождается несколько нейтронов, которые попадают в ядра соседних атомов. Те распадаются и, в свою очередь, выбрасывают каждый по нескольку нейтронов.

Так происходит в ядерном реакторе реакция, которую очень образно назвали цепной. Чтобы цепная реакция не пошла лавинообразно, что привело бы к взрыву, необходимо часть нейтронов, высвобождающихся при распаде, задерживать. Эту задачу выполняют различные вещества, которые охотно поглощают нейтроны.

Вот почему скорость протекания ядерной реакции в реакторе можно регулировать. Погружены урановые стержни в поглотитель нейтронов — цепная реакция не идет, реактор бездействует. Чем больше вынимают стержни из поглотителя, тем интенсивнее происходит реакция.

Регулировка высоты стержней в реакторе полностью автоматизирована. Счетчики нейтронов ежесекундно посылают сведения о том, сколько нейтронов высвобождается в данный момент. Как только нейтронов в реакторе появляется больше, чем нужно, автоматические регуляторы погружают поглотители поглубже в реактор. Если счетчики сигнализируют: нейтронов мало, цепная реакция распада атомов урана может угаснуть— регуляторы поднимают стержни.

«Вольных» нейтронов в ядерном реакторе возникает предостаточно. Как видите, проблема здесь не в том, как их добыть, а как утихомирить. Погружая в реактор какой-либо элемент, можно получить его изотоп этого или даже другого элемента. Здесь, в ядерных реакторах, алхимия поставлена на вполне промышленную основу.

Осколки, образующиеся при распаде ядер урана, разлетаются в разные стороны с громадной энергией. Они врезаются в окружающее вещество и движутся там с такой скоростью, что нагревают его за короткое время до очень высокой температуры. Вот почему реактор необходимо беспрестанно охлаждать. Иначе... Впрочем, лучше не думать о том, что было бы иначе...

Для охлаждения через реактор пропускают различные жидкости, которые уносят с собой избыточное тепло. Чаще всего для этого применяется жидкий сплав металлов натрия и калия. Почему не вода? Вода обладает очень малой теплоемкостью, и поэтому килограмм ее уносил бы с собой

тепла гораздо меньше, чем килограмм натрийкалиевого сплава.

Этот металлический сплав выходит из реактора нагретым до высокой температуры — такой, что вода, соприкасаясь с ним (через стенки труб, конечно, потому что и натрий и калий бурно взаимодействуют с водой), сразу же превращается в пар, находящийся под солидным давлением.

Вот я рассказал не только о принципе действия реактора, но и о том, как организовано его энергетическое использование.

Пар направляется на турбины, которые уже могут выполнять положенную им работу: вращать генераторы, вырабатывать ток, двигать атомоход «Ленин» и вообще делать все то, что положено делать пару, который служит людям вот уже более двух веков.

Когда уран в реакторе в значительной степени распался, стержни заменяют новыми. А старые стержни выбрасывают? Как бы не так! Старые стержни отправляют на заводы, где приступают к тщательнейшей их обработке. Химикам есть над чем потрудиться! Ведь осколки, образующиеся при распаде ядер урана, — не что иное, как самые разнообразные элементы Периодической системы.

И вот что примечательно: все эти элементы — радиоактивны. Причина радиоактивности? Ведь именно в этих осколках сосредоточена основная энергия распада ядер урана. Стремясь освободиться от этой избыточной для них энергии, ядра образовавшихся из урана элементов выбрасывают кто электрон, кто одну или несколько гамма-частиц.

ПЕРВАЯ БРЕШЬ

Впрочем, в 30-х годах, на которых мы прервали наш рассназ о „пустых" нлетнах Периодичесной системы, о многих из этих, современных, способах получения искусственных элементов еще ничего не знали. Но тем более смелой представляется попытка решить проблему упрямых элементов методами

алхимии.

С внешней стороны все было как нельзя более скромным. В 1937 году появилась краткая деловая заметка в «Докладах Итальянской Академии наук» о том, что ученые Сегре и Перье искусственным путем получили 43-й элемент. Заметка состояла из сотни слов, добрая половина которых приходилась на неопределенные наречия «возможно», «вероятно», «по-видимому». И тем не менее, факт получения нового элемента был бесспорен.

Интересно, что газеты, остро интересовавшиеся проблемой новых элементов (известно, что любит читать широкая публика из «научной жизни»: статьи о золотых кладах из фараоновых гробниц, заметки о двухголовых телятах и сообщения о новых элементах), на сей раз не обратили внимание на скромную заметку в «Докладах». Страницы итальянских газет были заполнены куда более броскими сообщениями: конкурс четырех Тарзанов, предстоящее турне несравненного тенора Беньямино Джильи, несостоявшееся извержение Везувия.

Но именно с получения 43-го элемента, да, именно не с открытия, а с получения, начинаются золотые дни алхимии XX века.

Хотя торжествовать было еще рано. Нового элемента было получено 10~10 грамма, одна десятимиллиардная. В то время не существовало приемов, которые позволили бы химикам, оперируя с таким количеством вещества (впрочем, одну десятимиллиардную долю грамма и количеством-то называть неохота), определить химические свойства нового элемента. Однако особенности радиоактивного излучения «первенца» с несомненностью показывали, что это действительно 43-й.

43-й был назван технецием. («Техникос» по-гречески означает «искусственный».) Главное было сделано. Была пробита брешь в «загадке четырех». Нет, зря газетчики писали только о Тарзанах и о Везувии...

Конечно же, ученые всех стран по достоинству оценили факт получения нового элемента. Но, если говорить правду, радость многих химиков была не полной. Им желательно было узнать химические свойства техникоса, их очень интересовало, оправдает ли технеций предсказания его свойств, данные Менделеевым.

Но из десятимиллиардной доли грамма технеция, полученной Сегре и Перье, «выжать» желанные сведения было нельзя. Впрочем, и вдесятеро и в сто раз большие количества технеция не насытили бы любознательность химиков. Все равно бы и таких количеств технеция не достало для того, чтобы определить его химические свойства.

Химикам пришлось бы долго печалиться, если бы не выяснилось, что технеций — один из тех основных элементов, которые образуются в ядерном реакторе при распаде урана. Оказалось, что из килограммов урана образуются граммы, а то и десятки граммов технеция. А поскольку о свойствах технеция химики все же догадывались, то выделить этот элемент из урановой «золы» не представляло труда.

Да, конечно, химические свойства его оказались именно такими, какими они должны быть у элемента, занимающего клетку № 43, у элемента, располагающегося в VII группе между марганцем и рением. Причем совпадение предсказанных свойств с найденными было таким точным и исчерпывающим, что об этом даже скучно рассказывать: да, валентность по кислороду 7+ , да, металл, менее активный, чем марганец, и более активный, чем рений, да... да... да...

Попутно было найдено объяснение тому основному вопросу, который занимал всех ученых — и химиков, и физиков, и геологов: почему 43-го элемента нет на нашей планете?

Из продуктов распада урана и в ускорителях было получено внушительное — более полутора десятков — изотопов технеция. И все они, все до одного, оказались радиоактивными. При этом скорость распада их такова, что не оставалось сомнений: ни один из них не мог сохраниться на нашей планете. Даже самый долгоживущий из них — технеций с атомным весом 97, который распадается наполовину за два с половиною миллиона лет, — и тот не мог остаться в земной коре. Ибо, что такое 2,5 миллиона лет в сравнении с теми миллиардами лет, которые насчитывает наша планета! 1

На этом с технецием можно было бы покончить. Но как не рассказать о дальнейшей судьбе этого элемента, как не рассказать еще об одном открытии, воспоминания о котором и поныне заставляют наиболее впечатлительных химиков недоуменно разводить руками.

Впрочем, быть может, лучше всего начать с одного разговора, который я случайно подслушал в метро.

Да, я знаю, что неприлично подслушивать чужие разговоры, и уже совсем некрасиво вмешиваться в беседу двух совершенно посторонних людей. Но попробуй остаться равнодушным и сделать вид, что ты ничего не слышишь, если рядом с тобой усаживаются два дяди, оба с лохматыми бородками— у одного рыжая, у другого пегая, — оба в очках, оба в распахнутых пальто, оба с толстенными портфелями, и заводят разговор приблизительно в таком роде:

— ...магний там есть, это точно, но сколько- сказать трудно. Скорее всего, процентов пять. Процентов десять молибдена. И столько же или немного меньше ниобия, — начинает или, вернее, продолжает разговор рыжая борода.

«Химики, по-видимому, — равнодушно отмечаю я. — Только почему они такие бородатые?»

— А рутений? — спрашивает пегая борода.

— Рутений есть, процента полтора, — отвечает рыжебородый. — Й родий тоже. Столько же. И палладий.

«Да, конечно, химики... Только о чем это они говорят? Родий, рутений, палладий... И по полтора процента... Таких богатых руд не бывает... Интересно!..»

— А технеций, конечно, есть, — мимоходом бросает пегий.

— Того хоть завались, — меланхолически отвечает рыжий.

И вот тут я не выдерживаю.

— То есть как это «завались»? — бесцеремонно обращаюсь я к собеседникам. — Чего это «завались»? Технеция? Где это вы такую руду видели?!

Бороды в две пары очков недоуменно уставились на меня.

«Ну конечно, сейчас они мне скажут: не вмешивайся, мил друг, в чужой разговор. Не мешай занятым людям...»

— А почему вы решили, что мы ведем речь о рудах? очень мягко спросил один из них.

— Не на небе же вы нашли ваш технеций! — не очень вежливо заметил я.

— Вот именно на небе, — сказал рыжебородый —Именно там.

«Смеются... Так тебе и надо... Не лезь в чужой разговор. .. Не мешай занятым людям...»

— Уж не на Марсе ли? — решил я сострить: меня, дескать, голыми руками не возьмешь.

— Нет, в созвездии Андромеды...

— В романе Ефремова?

— Нет, в нашей лаборатории.

Не буду продолжать описание этого тягостного для меня разговора. Конечно же, всему виною оказалась моя ограниченность.

Химик знает химию (во всяком случае, обязан знать); он должен иметь солидное представление о физике (ну, если не солидное, так основательное); он должен уметь, пусть без особой лихости, справляться с дифференциальными уравнениями в частных производных (нынче без математики никуда). Но какой химик знает астрономию в объеме, большем, чем о ней написано в учебнике для !0-го класса, и больше того, что сообщается в статьях, публикуемых в журналах «Знание —сила» и «Наука и жизнь»?

А мои собеседники — Петр Михайлович и Геннадий Поли-карпович — оказались именно астрономами. Причем такими астрономами, отношения которых с химией были самыми дружескими. Еще бы, они занимались изучением состава небесных тел, а точнее, химией космоса.

Астрономия не раз оказывала услуги химии. Среди них самая знаменитая — это открытие гелия на Солнце, открытие, сделанное почти за тридцать лет до того, как этот элемент был обнаружен на Земле.

Для исследования небесных тел астрономия располагает таким мощным средством, как спектроскопия. Впрочем, в первую очередь спектроскоп все-таки оружие химика, потому что спектр каждого химического элемента — это его визитная карточка, или, точнее, его паспорт. Нагревание до высокой температуры приводит к переходам электронов с одной орбиты на другую. А это вызывает излучение, длина волны которого строго определена для каждого химического элемента. Исследуя спектр какого-либо вещества, можно совершенно точно сказать, из каких элементов состоит это вещество.

Понятно, что звезды — отличнейшие объекты для спектроскопии. В самом деле, для того чтобы получить спектр звезды, ее ведь не надо вносить в пламя газовой горелки...

Мои случайные знакомые как раз занимались тем, что с помощью спектроскопов изучали состав звезд. И им отлично был известен факт, который привел меня в изумление: в спектрах некоторых звезд совершенно четко просматриваются линии 43-го элемента (самоутешения ради скажу, что уверен: многие химики также удивились бы, узнав о том, что элемент, не существующий на Земле, «обосновался» на звездах).

Вряд ли можно ожидать, что на далеких звездах существуют какие-то иные, стабильные, изотопы технеция. Ведь если наиболее «естественные» из полученных в лабораториях изотопы этого элемента оказались радиоактивными, то вряд ли какие-либо изотопы 43-го с ненормально большим или ненормально малым для этого элемента атомным весом будут стабильными. Это, так сказать, первый тезис.

Возраст подавляющего большинства звезд, во всяком случае тех звезд, на которых обнаружен технеций, никак не меньше возраста Земли. То есть времени для того, чтобы технеций на звезде распался, было более чем достаточно. Это второй тезис.

Если «сложить» оба этих тезиса, то вывод будет только один: технеций все время образуется на звездах. А раз образуется технеций, то образуются и другие элементы. А раз образуются другие элементы, то очевидно, что соотношение элементов во Вселенной не есть что-то застывшее, постоянное. А раз соотношение элементов во Вселенной...

Но тут мы уже забрались в материал последующих глав, и поэтому рассказ о космических «похождениях» технеция следует прервать. Но запомним, что именно этот элемент стал поводом для разговора о космическом приложении менделеевского закона.

61-й

Ученые, получившие (получившие!) 61-й элемент, назвали его прометием. В честь Прометея, мифического титана-небошителя, который пошел на муки, чтобы подарить людям огонь. Уж это одно показывает, чего стоило физикам и химикам выскоблить в нлетне № 61 вопросительный знак с тем, чтобы заменить его символом Рт.

Сегодня мы знаем, что азотнокислая соль прометия имеет нежный розовый цвет, а хлористая соль своей окраской подобна канареечному оперению. О прометии нам известен тот минимум сведений, который должен быть известен о «нормальном» химическом элементе.

Но хотя в «метрике» 61-го элемента значится год рождения 1938, еще двенадцать лет спустя, когда я слушал лекцию по неорганической химии, об этом элементе профессор нам ничего рассказать еще не мог, и поэтому, описав свойства 60-го элемента — неодима, профессор изобразил на доске символ Рт, а затем быстро стер его и перешел к рассказу о 62-м элементе — самарии.

Заполнению 61-й клетки предшествовал весь тот обязательный набор споров, заблуждений, ложных открытий, который сопровождал каждую пустую клетку менделеевской таблицы.

Впрочем, к концу 30-х годов у исследователей уже были веские основания предполагать, что, по-видимому, 61-го нет в земной коре и что в этом смысле «нечего ждать милостей от природы» — 61-й придется получать искусственно.

Попытка получения искусственного изотопа 61-го элемента была подобна атаке, предпринятой на «крепость» 43-го элемента. Неодим в ускорителе облучался ядрами водорода (60+1=...) и при этом образовался долгожданный элемент (... = 61). Но как и в случае с технецием, вначале были получены невесомые количества 61-го, и химики не торопились признать новичка.

И так же, как и технеций, 61-й элемент в количествах, которые позволили химикам досконально изучить его свойства, был выделен из продуктов распада урана в ядерных реакторах.

Но тут, чтобы стало все понятным, надо будет нам провести мысленный эксперимент, которым сейчас в точных науках очень увлекаются.

«Представим себе, что мы сидим в ракете, движущейся со скоростью света. Тогда...» — мысленный эксперимент.

«Пусть одна тонна льда, охладившись на один градус, нагреет освободившимся при этом теплом самовар до кипения. ..» — мысленный эксперимент.

«Пусть мы находимся в свободно падающем лифте...» — мысленный эксперимент (еще бы!).

«Представим себе, что мы бросаем на пол блюдца из чайного сервиза, подаренного родителям в день пятнадцатилетия их свадьбы...» — мысленный эксперимент.

Задаемся условием, что блюдца при этом будут раскалываться только на два осколка. Какова будет соотносительная величина этих осколков?

(Предупреждаю, что я заранее соглашусь с тем моим оппонентом, который возразит, что этот мысленный эксперимент можно сделать совсем реальным. Что ж, попробуйте...)

Нетрудно представить, что чаще всего блюдца будут раскалываться на приблизительно равные осколки. Приблизительно равные — это означает, что один осколок будет чуть побольше половины блюдца, а второй — чуть поменьше. Конечно, иногда блюдца будут раскалываться на неодинаковые осколки — совсем большой и совсем маленький, но такие случаи будут встречаться реже.

Теперь представим, что наши блюдца —это ядра атомов урана в ядерном реакторе, которые, кстати, тоже чаще всего распадаются на два осколка. Если эти осколки были равны, образовался бы элемент с порядковым номером 46 — палладий (92:2 = 46). Но из мысленного эксперимента с блюдцами мы уже уяснили, что на два одинаковых осколка ядро не делится. А осколки размером чуть больше половины как раз представляют собою ядра атомов с порядковыми номерами 55 — 65, а в их число попадает и прометий.

Так же, как и в случае 43-го элемента, не стоит здесь останавливаться на химических свойствах прометия. Они оказались именно такими, какими им положено быть, исходя из положения этого элемента в Периодической системе. Да, конечно, редкоземельный элемент. Да, конечно, наиболее устойчивая валентность 3 (группа-то третья!).

Когда были изучены все изотопы прометия, стало ясным, что никаких шансов «выжить» у этого элемента не было. Все изотопы прометия радиоактивны, причем самый долгоживу-щий из них имеет период полураспада всего тридцать лет.

А в сравнении с возрастом Земли — это даже не миг, а нечто поменьше.

Всего двадцать лет прошло с тех пор, как химики «признали» прометий. Но новичок уже проявил незаурядные способности! Можно сказать, что в дружном семействе редкоземельных элементов, члены которого, как мы помним, отличаются незаурядными «способностями», прометий — что-то вроде вундеркинда. Во всяком случае, пройдет очень немного времени, и об этом элементе заговорят все.

Те вещи, о которых сейчас пойдет речь, быть может, показались бы более уместными на страницах научно-фантастического романа. Но ничего фантастического из того, что будет рассказано о прометии, нет; есть сухие и точные протоколы экспериментов, есть уже сконструированные приборы, есть незаурядная фантазия ученых, но фантастики нет.

Радиоактивное излучение прометия (прометий испускает электроны — бета-лучи) оказалось возможным использовать в качестве источника энергии. Достаточно самого ничтожного количества прометия, чтобы сконструировать миниатюрную батарейку с весьма внушительной, сообразно с ее размерами отдачей энергии. Например, прометиевая батарейка, имеющая размеры и толщину шляпки обычной канцелярской кнопки, может в течение пяти лет двигать механизм ручных часов. Уже сейчас выпускаются слуховые аппараты, где источником энергии служит прометиевая батарейка. А ведь многие из тех, кто вынужден пользоваться слуховыми аппаратами, должны мириться с необходимостью носить в кармане громоздкие и тяжелые электрические батареи, которые к тому же необходимо часто менять.

Очевидно, подсчет того, что может дать прометиевая батарея размером хотя бы с куриное яйцо, лишь арифметическая задача. Читатель волен здесь дать полную волю своему воображению, и вряд ли его постигнет разочарование.

А если можно фантазировать читателю, то почему бы не заняться этим (в разумных пределах, конечно) и автору? Впрочем, фантазия ли это? Как-то мне пришлось выступать перед молодежной аудиторией с лекцией о некоторых достижениях современной химии. Среди прочих сведений я сообщил и о замечательных свойствах прометия. Передо мной с рассказом о чудесных успехах советской медицины выступал один известный советский медик, специалист в области хирургии сердца.

После окончания вечера он пригласил меня к себе и совершенно неожиданно стал подробно расспрашивать о прометии и особенно о прометиевых батареях. Причина этого пристального внимания к новому источнику энергии скоро стала очевидна. Уж много лет врачи в разных странах мечтают о создании искусственного сердца. Не тех громоздких аппаратов, с помощью которых сейчас производят операции на сердце, а таких сердец, которые больной мог бы всегда носить с собой. Впрочем, в случае полного решения проблемы такой человек был бы здоровее иного человека с обычным сердцем. Ведь его сердце не знало бы ни усталости, ни болей.

А решение этой проблемы означало бы для человечества очень многое. Тогда исцелились бы тысячи и тысячи больных. Тогда не надо было бы медикам ломать голову над многочисленными проблемами, связанными с пересадкой сердца, проблемами, среди которых этические вопросы занимают не последнее место. Тогда журналистам не пришлось бы в сотнях статей задаваться действительно волнующим вопросом: был ли мулат, от которого пересадили сердце Филиппу Блай-бергу, окончательно мертв? Тогда не стали бы появляться в «Пари-матч» леденящие душу объявления отчаявшейся в нужде женщины о том, что она готова продать по сходной цене свое сердце.

Однако все предложения по «проектам» портативного искусственного сердца пока еще не выходят из стадии полуфантазии. Основная преграда, оказывается, — это источник энергии. Наше сердце должно выполнять настолько интенсивную работу, что даже килограммовой электрической батареи хватило бы владельцу искусственного насоса крови всего на час с небольшим. «Питаться» же от электросети, как помните, очень неудобно. Мало ли что может случиться: пробки перегорят или счетчик забарахлит... А если не годится

электричество, то еще менее пригодными представляются и двигатели внутреннего сгорания.

И тут-то прометий может оказаться в высшей степени полезным. Правда, сейчас прометий все еще экзотический элемент в научных лабораториях. Однако истории науки известно немало примеров, когда металл, дефицитный вначале, в течение нескольких лет уменьшал свою стоимость с превеликой быстротой. В 1889 году Д. И. Менделееву во время пребывания его в Лондоне в качестве драгоценного подарка преподнесли весы, одна чаша которых была изготовлена из золота, а другая — из несравненно более драгоценного в то время металла... алюминия.

ДВЕСТИ СОРОК, И НИ ГРАММА БОЛЬШЕ

Успешное решение проблемы 43-го и 61-го элементов давало основание рассчитывать, что за открытием (или получением) 85-го и 87-го дело не станет. Но всегда ли сбываются прогнозы, дате самые оптимистичесние?

Любителям цифр могу сообщить некоторые данные, отнюдь не рассчитанные на то, чтобы поразить воображение. Потому что доказано психологами: такие числа человек все равно представить себе не может. Итак, земная кора весит 2,4- 1025 граммов, или 2,4-1019 тонн. Содержание урана в земной коре ничтожно, — всего три десятитысячных доли процента: 0,0003% или всего-навсего 7,2-1013 тонн. Да, всего-навсего 72 тысячи миллиардов тонн. Назвать-то число можно. Но представить себе его, по-видимому, нельзя. А может быть, и нет нужды напрягать воображение? Потому что с какой это стати автор стал сейчас рассуждать об уране, о котором давно было говорено, в то время как речь идет об элементах с порядковыми номерами 85 и 87?

В книгах написано, что 87-й элемент — франций — был открыт в 1939 году. Именно открыт, а не получен, как мы уже привыкли выражаться, ведя разговор об элементах-«призра-ках». Да, 87-й элемент, названный францием, был выделен из продуктов распада урана и только впоследствии был получен искусственно — ядерной бомбардировкой в ускорителях.

Но если этот элемент содержится в природных минералах, то зачем же было огород городить, зачем было поминать алхимию XX века и какие основания вообще как-то выделять его из общей массы природных элементов?

Основания? Их, пожалуй, не очень много. Но и одного хватит с избытком. Если выделить весь франций, который находится в земной коре, то во всех 2,4- 1019 тоннах этих пород будет содержаться 240 граммов франция. Двести сорок, и ни грамма больше. 1017 атомов франция на тонну породы. Вот и судите, можно ли считать, что этот элемент присутствует в земной коре! Вероятно, что можно. Но прав будет и тот, кто скажет «нет».

Несомненно, поток чисел, который я обрушил на читателя, требует некоторых комментариев.

Цепочки превращений естественных радиоактивных элементов были изучены, казалось, с доскональностью. И каза лось, точно было известно, что при радиоактивном распад элемента актиния образуется торий. И только француженка Перье установила, что на каждые сто атомов актиния, которые превращаются в торий, находится один, который вместо этого электрона выбрасывает из ядра альфа-частицу, то есть при этом (89—2 = ...) возникает ядро элемента 87.

Один атом 87-го элемента на 100 атомов тория! Но ведь это не так уж мало, чтобы 87-й надо было искать столько лет и с такой безысходной безнадежностью. Малым здесь оказался период полураспада этого элемента: 21 минута. За 21 минуту количество франция уменьшается вдвое. А значит это вот что. Пусть в данное мгновение мы располагаем одним граммом франция (мысленный эксперимент!). Через 21 минуту от грамма останется половина. Через час перед нами будет лежать восьмушка грамма. К исходу четвертого часа этот грамм сожмется до невидимой глазом крупинки в две десятитысячные доли грамма. А еще спустя час от грамма франция останется, как писали в старинных романах, одно приятное воспоминание.

21 минута! Конечно, с такой продолжительностью жизни франций не мог бы сохраниться на Земле, возникни наша планета даже не несколько миллиардов лет назад, а на прошлой неделе. Но существует постоянный источник 87-го элемента— уран. Уран, из которого при распаде возникает актиний и который, в свою очередь, образует (впрочем, очень неохотно— 1 атом из 100!) франций.

Зная периоды полураспада всех этих элементов, нетрудно подсчитать, что каждый грамм урана содержит 3,5-10 ~18 грамма франция. А отсюда и получается, что в земной коре в каждое данное мгновение находится 240 граммов франция. 240 граммов, и ни грамма больше.

Конечно, сколь малым не научились довольствоваться химики при изучении свойств экзотических элементов, переработать два-три материка, с тем чтобы добыть полграмма франция, они не могли. Поэтому в конце концов на помощь пришла алхимия. Различными ядерными реакциями было получено несколько изотопов франция в таких (впрочем, очень и очень небольших) количествах, которых хватило для изучения свойств франция. Франция же для этого потребовалось тем меньше, что химики предугадывали его свойства с большой обстоятельностью, и, конечно же, предположения их подтвердились: закон Менделеева и на этот раз дал химикам все, что им потребовалось.

Вслед за 87-м снял с себя маску и, надо сказать, очень неохотно, 85-й. Символ «АЬ> сейчас прочно утвердился в 85-й клетке. Но все еще в разных книгах разные авторы называют этот элемент хотя и похоже, но все же чуть-чуть по-разному: кто астати-ном, кто астатом, а кто и астатием.

Различие здесь вовсе не такое, как, скажем, между Константином и Костей. И нельзя сказать, что ученый, называющий 85-й астатом, знаком с ним более тесно, чем химик, величающий этот элемент аста-тином. Просто, несмотря на то что возраст астатина вот уже приближается к тридцати годам (впервые один из изотопов астатина получили в 1940 году), очень немногие химики имели с ним дело, и рассуждают они о его свойствах все больше понаслышке...

Из всех элементов упрямой четверки химиков больше всего интересовал именно 85-й. Почему? Сейчас попробую объяснить. Заглянем в таблицу. Сразу бросается в глаза, что астатин принадлежит к семейству галогенов. Знали о его принадлежности к этому семейству и тогда, когда 85-й еще не величали астатином, а был он еще всего-навсего вопросительным знаком в 85-й клетке. И все же среди химиков уже тогда шли споры о том, насколько 85-й будет походить на своих старших братьев.

Когда в школе вам задают вопрос: «Назовите типичные неметаллы», вы почти автоматически говорите: «Галогены — фтор, хлор, бром и йод». Преподаватель удовлетворенно кивает и ставит вам заслуженную пятерку.

Действительно, пятерку вы заслужили. Но должен тем не менее сказать, что чем дальше вы перебирали цепочку галогенов, тем менее достоверным становится ваш ответ. Фтор и хлор и впрямь «типичные» неметаллы. Слово «типичный» по отношению к брому химик при этом употребит не всякий раз. Ну, а что касается йода, то химик перечислит вам целый ряд признаков, которые роднят йод с металлами: тут и

проводимость тока в твердом состоянии, и образование солей, где йод выступает в роли катиона, и многое другое. Впрочем, ваш собеседник перечислит много и неметаллических свойств йода: и энергичное взаимодействие с металлами, и растворимость во многих органических растворителях (что уж металлам никак не свойственно), и низкая температура плавления...

Судя по всему, металлические свойства в семействе галогенов увеличиваются от фтора к йоду. Действительно, если основным химическим признаком металла является способность отдавать электроны, то естественно, что йод, у которого внешние электроны находятся от ядра очень далеко (по атомным масштабам, конечно), будет отдавать электроны легче, чем фтор.

Если подмеченная нами закономерность верна, то следует ожидать, что металлические свойства у астатина должны быть выражены еще более четко, еще определеннее, чем у йода. Настолько определеннее, что, можно сказать, астатин будет типичным металлом.

Но вместе с тем у этого элемента должно сохраниться еще столько признаков неметалла, что он с полным правом может входить и в эту группировку химических элементов.

Итак, выходит, что 85-й должен быть металлом-неметаллом...

Обитатель 85-й клетки был синтезирован по всем законам новейшего алхимического искусства. Висмут обстреливали ядрами гелия

(83 + 2=...) и получили тот элемент, который позже был назван астатином (... = 85). Не стоит говорить, все изотопы этого элемента оказались радиоактивными, удивляться этому не приходится: ведь 85-й элемент находится в районе Периодической системы, занимаемом естественными радиоактивными элементами. Все изотопы астатина обладают очень малым периодом полураспада, настолько малым, что сохраниться на Земле 85-й не смог (еще бы, этот элемент распадается наполовину за восемь часов. Если поверить Ветхому завету и стать на точку зрения, что все элементы были созданы господом богом в первый день сотворения мира, то Адам и Ева, появившиеся, кажется, на шестой день кипучей божьей деятельности, 85-го элемента уже не застали бы...).

Все предположения о свойствах астатина оправдались в полной мере. Действительно, он оказался «металлом — неметаллом». И в самом деле, такого диковинного элемента в Периодической системе не сыскать.

Торжество химиков было бы полным, если бы они знали, как выглядят соединения астатина. Но вот на этот вопрос они как раз ответа получить не могут. До сих пор астатин не получен в таких количествах, которые позволили бы об этом судить. Тут небезынтересно вспомнить, что первые исследования химических свойств астатина проводились с раствором, в одном литре которого должно было бы содержаться два стомиллиардных долей грамма. Сослагательное наклонение здесь употреблено потому, что литра этого раствора у химиков не было: они располагали в лучшем случае двадцатью миллилитрами. Судите сами — достаточно это для того, чтобы выделить оттуда астатин, да еще рассмотреть, каков цвет выпавшей соли и какова ее кристаллическая структура.

92 + х

Тан завершилась величая „война" с вопросительными знанами в таблице Менделеева, война, ноторая закончилась полной победой современных алхиминов. Похоже, что теперь в Периодической системе загадон не осталось. Теперь химики могут вздохнуть спокойно. И ниногда уже не испытать ученому радость открытия нового элемента. . .

Но ничто так не противопоказано науке, как слово «никогда». ..

Да, уран последний элемент Периодической системы. Этот

факт, как помним мы, получил очень убедительное истолкование. Но какое объяснение, пусть даже самое проникновенное, могло остановить алхимиков теперь, после блистательных побед на полях 43-го, 61-го, 85-го и 87-го элементов, совершенно убежденных во всемогуществе своей возрожденной науки.

— Элементов тяжелее, чем уран, нет в природе!—заявили алхимики. — Значит, надо их получить!

Легко поставить перед собою задачу, труднее отыскать пути к ее решению, но уж совсем трудно превратить замысел в реальные миллиграммы нового элемента.

Казалось бы, какая разница — разрабатывать способы получения элементов, живущих «внутри» Периодической системы, или стремиться за ее границы. Ан нет! Различие оказалось разительным, и прежде всего, как это ни странно, не столько в научном плане, сколько в психологическом.

В глубине души химики были убеждены, что вопросительные знаки «внутри» таблицы будут рано или поздно сняты. Пусть эти элементы неустойчивы, пусть они самопроизвольно распадаются, но какие причины могут помешать тому, чтобы возникло, пусть на относительно короткое время, ядро, содержащее 43 протона? Или 61? Или 85? Или 87?

Что же касается дальней, позволено будет мне сказать, «восточной» границы системы, то кто мог осмелиться нарисовать клетки за ураном?

Кто мог отважиться поставить в эти клетки вопросительные знаки?

Кто-нибудь возразит мне, что для этого, дескать, и отваги-то никакой не нужно. Бери, мол, карандаш и малюй себе клеток сколько угодно. А что до вопросительных знаков, то выводи их в каждой из этих клеток хоть по три — не жалко!

Но чтобы нарисовать клетку и вывести в ней вопросительный знак, нужно быть уверенным — как был уверен Менделеев, — что в этой клетке может быть элемент; нужно предсказать — как предсказал Менделеев— свойства этого элемента; нужно указать — как указывал Менделеев,— где искать (или, переходя на более современные термины алхимии, как получать) этот элемент.

Как видим, в науке даже вопросы нужно иметь право задавать, пусть и перед самим собою, не говоря уже— перед другими учеными!

Но так ведется всюду: что находится за какой-то труднодостижимой границей — будь то полюс недоступности, Луна или таинственные и неизвестно даже существующие ли химические элементы — манит особенно остро.

Вот почему необнаруженные элементы в середине Периодической системы искали настойчиво, но в общем-то спокойно. Ошибались, вежливо поправляли друг друга, добродушно журили, снисходительно похваливали, незло посмеивались.

Элементы же за ураном, о которых вообще не было известно ничего, искали неистово. Ругались, спорили, издевались, кричали — поскольку можно кричать на страницах научных журналов, — ниспровергали, возносили, уничтожали.

Казалось, еще немного — и скоро проблема заурановых элементов станет излагаться трескучим и выспренним языком героев трагедий Нестора Кукольника.

Каждый год научный мир сотрясался одним большим и добрым полудесятком «малых» открытий. Никто сразу всерьез не принимал открытий элемента 93.

Достаточно просмотреть комплект какого-нибудь научно-популярного журнала, скажем, «Наука и жизнь» за 30-е годы, чтобы увидеть, как регулярно два-три раза в год появлялись сообщения о 93-м элементе. И с такой же, ставшей уже скоро привычной, неизбежностью эти сообщения едва ли не в следующем номере опровергались.

„ЗАГРАНИЧНЫЕ" ЭЛЕМЕНТЫ

То, о чем сейчас пойдет речь, еще не успело стать историей, во всяком случае для меня. Ведь я отлично помню, как, изучая химию в школе, мы пользовались Периодической системой, завершающейся ураном. Ногда я приступил н изучению химии в университете, клетки 93 и 94, возникшие за естественной границей системы — за клеткой 92, — были уте заполнены. Ну, а затем едва ли не нашдый год, если не нашдый семестр, к таблице Менделеева, висевшей в Большой химической аудитории, приходилось подтягивать стремянку, с тем чтобы вписать символ очередного зауранового элемента. Л уже на государственном экзамене во многих билетах стояли вопросы по химии наного-либо из этих элементов, и эти вопросы считались отнюдь не самыми трудными. . .

Собственно, главные события произошли задолго до того, как я закончил школу и поступил в университет. Но по причинам, которые читателю станут скоро понятными, ученые предпочитали об этих открытиях не распространяться.

Еще в 1940 году американские исследователи Макмиллан и Абельсон обнаружили в продуктах распада урана радиоактивный продукт с периодом полураспада 2—3 дня. Более внимательное изучение показало, что излучение принадлежит какому-то элементу, который не походил ни на один из тех, что образуются при распаде урана. Элемент был выделен и оказался... элементом 93.

Давайте сразу договоримся, что, рассказывая далее об истории получения заурановых элементов, я буду по возможности воздерживаться от эпитетов в превосходной степени и восклицательных знаков. Не потому, что эта история не заслужила эпитетов и восклицательных знаков. Напротив, она потребовала бы их в таком количестве, что эпитетов у меня попросту не хватило бы, а от частокола восклицательных знаков у читателя зарябило бы в глазах. Да и кто не знает, что неумеренные восторги скоро докучают. (Впрочем, не уверен, что я выдержу этот собственный зарок.)

Но сначала о том, почему при распаде урана образовался элемент с порядковым номером большим, чем у распавшегося элемента.

Несколькими страницами раньше уже рассказывалось о самопроизвольном распаде урана в ядерных реакторах. Тогда о нейтронах, выделяющихся при «раскалывании» ядра урана, было помянуто вскользь. Но оказывается, что в проблеме 93-го на первой скрипке играют именно они.

Один из таких нейтронов попадает в ядро нераспавше-гося урана. При этом новый элемент еще не возникает. Ведь изменение порядкового номера химического элемента связано лишь с изменением числа протонов в ядре атома этого элемента. Поэтому возникает лишь один из изотопов урана. Так как наиболее распространен природный изотоп урана с атомным весом 238, то при захвате нейтрона образуется уран-239.

Пришелец-нейтрон вносит возмущение и в без того не очень дружное сообщество протонов и нейтронов в ядре атома урана. Разрядиться это возмущение может по-всякому. У некоторых ядер эта разрядка сводится к тому, что ядро раскалывается на две части, и происходит тот самый процесс, о котором мы и раньше писали и только что поминали. Но некоторые ядра оказываются более «покладистыми»: от избытка энергии они избавляются, выбрасывая (из ядра, конечно) один электрон, бета-частицу. Заряд ядра атома урана 92+. 92—(—1) = 93. Надеюсь, незамысловатая арифметика этого ядерного процесса понятна каждому.

Как назвать новый элемент? Над этим голову долго ломать не пришлось. 92-й элемент — уран. Какая планета в Солнечной системе следует за Ураном? Нептун? Стало быть, в Периодической системе за ураном следовать нептунию (конечно, правильнее по-русски было бы назвать 93-й просто нептуном, но привилось почему-то название с «ий»).

Ядра атомов нептуния-239 оказались тоже не очень устойчивыми. С периодом полураспада в два с небольшим дня они распадаются, выбрасывая электрон. Но мы уже знаем, к чему это должно привести. Конечно, при этом образуется 94-й, и, конечно, он получил название плутоний (какая планета следует за Нептуном?).

Во всех астрономических книгах с грустью констатируется, что о далекой планете Плутон почти ничего, кроме факта ее существования, не известно. В химических же книгах пишут, что плутоний... Но тут настало время предложить читателю вопрос, который, полагаю, будет иметь успех на химических, да и не только химических КВН. Во всяком случае, автор не один раз задавал этот вопрос и почти никогда не получал правильного ответа.

— Какой металл в настоящее время можно считать наиболее обстоятельно изученным? Для какого из них известно

наибольшее число соединений? И в каком случае соединения эти исследованы наиболее подробно?

Практика показывает, что 80%, не задумываясь, называют железо. 15%, подумав, тоже указывают на этот металл. Еще процента три, поняв, что здесь что-то не то, задумчиво тянут:

— Вообще-то железо, а может быть, еще кальций или натрий.

И, наконец, остальные два процента честно заявляют:

— Не знаю. То есть знаю, что железо, но ведь это и остальные знают.

Ход мыслей вопрошаемых очевиден. Какой металл применяется больше: всего? Железо. Какой металл известен человечеству много тысячелетий? Железо. Какой металл присутствует всюду от руд в глубинных морских отложениях до человеческой крови? Железо.

И никто, почти никто не говорит, что наиболее изученным металлом, соединения которого получены в поразительном разнообразии, таким металлом является не известное тысячелетия железо, не применявшаяся вообще с незапамятных времен медь, не наиболее распространенный в земной коре алюминий, не кальций, не натрий, а плутоний, элемент, о существовании которого тридцать лет назад химики разве что только догадывались.

Что, удивительно? И я удивился, когда впервые об этом

услышал. Но дивился я лишь в первые мгновения. Потому что, поразмыслив, я понял, что так оно и должно быть.

Уверен, что многие, очень многие из химиков предпочли бы, чтобы плутоний был изучен похуже. Погодите обвинять этих химиков в мракобесии и ретроградстве. Что до меня, то я целиком на их стороне.

Дело в том, что ученые пустились в подробнейшее изучение свойств плутония отнюдь не из-за научного подвижничества, не из стремления насытить свою любознательность, или, вернее, не только из-за этого. Основной причиной пристальных взоров, которые химики устремили на этот элемент, было то, что плутоний служит взрывчатым веществом в атомных и термоядерных бомбах.

Именно потому, что надо было найти методы, которые позволили бы до последних микрограммов извлекать плутоний из ядерных реакторов, именно потому, что надо было разработать технологию приготовления начинки атомных бомб, — во имя этого трудились тысячи, а может быть, и десятки тысяч химиков в разных лабораториях разных стран.

Отрадно это или печально? Во благо науке или во вред? И может ли быть науке во благо то, что человечеству в целом во вред? Не знаю. Таковы парадоксы века, который мы — с горечью ли, с гордостью ли — прозвали атомным. Но было бы ужасным согласиться с библейским Экклезиастом, который твердил: «В великой мудрости много печали, а кто умножает познания, умножает скорбь».

О «взрывчатых» свойствах плутония догадались сразу, едва ли не до того, как он был еще синтезирован. Поэтому как только первые крупинки 94-го элемента появились на свет (произошло это в начале 40-х годов), тотчас же приступили к разработке методов получения плутония в промышленном масштабе.

Еще трудились над изучением свойств химики, рассматривая пробирки с растворами солей этого элемента в микроскоп (да и как иначе разглядишь объем раствора в 0,000002 мл!), еще физики спорили о том, какого цвета металлический плутоний (да и как не поспорить о цвете, если металлический плутоний получен в таком количестве, что эту крупинку ни в какой микроскоп не углядишь!), но уже добросовестные проектанты наносили на ватман чертежи будущего завода.

И никогда, никогда в химической (алхимической) промышленности путь от проектного задания до выпуска готовой продукции не был так короток и скор. И никогда, никогда еще «готовая продукция» так быстро не пускалась в дело. Применение плутоний нашел самое что ни на есть мрачное: одна из американских атомных бомб, сброшенных на Японию, была начинена именно этим металлом.

Стоит ли удивляться тому, что хотя плутоний был выделен еще в 1941 году, первая статья в научном журнале об этом элементе появилась лишь пять лет спустя, когда вторая мировая война была закончена и когда об атомной бомбе вслед за сотнями тысяч ее японских жертв узнали люди всей Земли.

Когда ученые приступали к синтезу заурановых элементов, они почти не сомневались, что эти, конечно же, радиоактивные элементы должны быть очень неустойчивы. Первый из полученных заурановых — нептуний-239 с периодом полураспада в двое суток — как будто бы подтверждал это предположение. Но вдруг оказалось, что образующийся из этого самого неустойчивого нептуния плутоний-239 имеет период полураспада почти 25 тысяч лет. А полученный впоследствии плутоний-244 имеет период полураспада почти сто миллионов лет. Впрочем, скоро был выделен другой изотоп нептуния с атомным весом 237, который распадается наполовину за два миллиона лет.

Если и нет нужды запоминать эти цифры, то обратим внимание хотя бы на то, что они очень велики. В следующей части мы еще вернемся к этим «долгожителям» в семье заурановых элементов и увидим, как эти безобидные значения периодов полураспада стали основой крупнейшей аферы (встречаются в истории заурановых элементов и такие, скажем прямо, тусклые страницы).

Получение нептуния и плутония стало торжеством физики и химии, так сказать, вершиной современной алхимии. Однако, как показало ближайшее будущее, все же не самой высокой ее вершиной. Потому что вослед первым заурановым элементам пошли другие. Спустя несколько лет после плутония был получен 95-й элемент, названный в честь континента, где он родился, америцием.

Обстановка, при которой америций появился на свег, была самой что ни на есть «артиллерийской». Только полигоном служил циклотрон, мишенью — уран, а в роли снарядов выступали альфа-частицы. При попадании альфа-частицы в ядро урана возникает плутоний (2 + 92). Ядра плутония спустя

некоторое время выбрасывают бета-частичку — электрон, и таким образом возникает элемент с номером 95.

Подобным образом был получен и элемент 96. Для синтеза этого элемента обстреливали плутоний альфа-частицами. В результате очень сложного опыта и очень простой арифметики (94 + 2) был выделен элемент с порядковым номером 96. Элемент был назван кюрием — в честь знаменитых исследователей радиоактивности Марии Кюри-Склодовской и Пьера Кюри.

Известно, что сравнение науки с грандиозным зданием не ново. Но, рассказывая о том, как были получены искусственные заурановые элементы, нельзя удержаться от этого сравнения. «Фундаментом» здания послужил уран. На этом фундаменте был сооружен «первый этаж» — элемент нептуний. Нептуний стал основанием для следующего «этажа» америция — плутония. На плутонии был воздвигнут америций.

Словом, как каждый законченный новый этаж дома дает возможность приступить к строительству очередного этажа, так и каждый полученный заурановый элемент служит «строительной площадкой» для «сооружения» очередного нового элемента.

Так, америций был использован для синтеза 97-го элемента. Для этого америций обстреливали в циклотроне альфа-частицами. В результате той же арифметики (95 + 2) был получен элемент 97. Он был назван берклием, по имени города Беркли, где были выделены первые атомы 97-го элемента.

Для синтеза элемента 98 воспользовались кюрием. Его также обстреливали альфа-частицами, в результате чего был выделен элемент, названный калифорнием. Это название появилось в Периодической системе в 1950 году. Дальше поток открытий несколько замедлил скорость своего течения...

Отметим сразу: не малый период полураспада, то есть короткое время жизни этих радиоактивных элементов, или, вернее, не только это обстоятельство тому причиной. У америция и берклия имеются изотопы, которые распадаются наполовину за 7—8 тысяч лет. А изотоп кюрия с атомным весом 247 имеет период полураспада почти 20 миллионов лет. Хотя этот срок и мал для того, чтобы естественный кюрий сохранился на нашей планете, но предостаточен для того, чтобы ученые могли манипулировать с этими заурановыми элементами.

Но вот беда: все труднее и труднее становилось добывать каждый последующий элемент. Для того чтобы получить плутоний, необходим уран. Ну, уран—это не проблема, его достаточно много, во всяком случае для алхимических экспериментов. Но для получения кюрия уже необходим плутоний, а для берклия — америций, для калифорния — кюрий.

Трудно «сорвать» заурановый «орех», еще труднее извлечь из него зернышко следующего элемента. А поскольку зерно никогда не бывает больше ореха, то естественно, чем дальше продвигались алхимики по ряду заурановых элементов, тем дефицитнее становились «зернышки»-элементы.

В случае нептуния и плутония счет велся на килограммы. Америций считали на граммы, кюрий —на миллиграммы, берклий — на доли миллиграмма, а калифорний — на доли микрограмма. Стало быть, для исследования каждого из заурановых элементов требовался еще свой, химический Левша...

МАНИПУЛЯТОРЫ С НЕВИДИМЫМ

Здесь речь пойдет не о фокусниках, хотя часто их действительно называют манипуляторами, и они, судя по искусству учеников народного артиста Нио, работают с невидимым. Нет, речь здесь пойдет о манипуляторах не в переносном, а в буквальном смысле этого слова (редкий случай, когда слово возникло и стало употребляться в переносном смысле раньше, чем в прямом!). Невидимое ше здесь было невидимым не из-за „ловкости рун" ученых (хотя без ловкости рун—опять-таки в пргмом смысле — здесь было не обойтись), а по причине крайне малых размеров исследуемых объектов.

Взгляните на рисунок. На нем изображено все наличное в 1944 году количество элемента америция. Справа — это отнюдь не телеграфный столб, а острие иглы, частокол внизу— это миллиметровая шкала: сам же рисунок сделан с помощью микроскопа.

Сколько здесь может быть америция? — спросите вы. Это известно точно: одна стотысячная грамма.

Возьмем одну из статей о каком-либо трансурановом элементе, которые теперь десятками публикуются в химических журналах.

Внешне ничего удивительного нет. Обычные традиционные химические фразы и выражения: «соединение получали сливанием двух растворов», «состав определяли титрованием», «соль растворяли в дистиллированной воде» и тому по-

добное, что всегда встречается в любой работе, имеющей даже отдаленное отношение к химии.

Однако внимательный разбор такой статьи сразу повергает непривычного читателя в изумление. Оказывается, бюретки здесь отмеривают не миллилитры, как в обычных химических лабораториях, а одну стотысячную долю миллилитра. Самые большие из тех химических стаканов, с которыми манипулировали авторы статей, имеют диаметр один миллиметр. На

весах взвешиваются количества веществ в одну тысячную долю грамма, причем взвешивание проводится с точностью до одной миллионной доли грамма.

Может быть, кое-кому эти числа с большим количеством нулей впереди покажутся маловыразительными. Тогда призовем на помощь сравнения.

Одна стотысячная доля миллилитра... По сравнению с объемом жидкости в стакане воды это то же, что метр в сравнении с половиной экватора. И этот объем измеряют с точностью до 1%. Иными словами, отмеряют объемы жидкостей еще в сто раз меньше. Это то же, что измерить окружность экватора с точностью до двух миллиметров. Представьте себе, что вам заявляют следующее: «От города Обояни до Сан-Франциско четырнадцать тысяч сто шестьдесят восемь километров девятьсот сорок четыре метра пятнадцать санти-

метров и три миллиметра». Вы бы тотчас же ответили вашему собеседнику: не остроумно, не смешно — и все! Но когда химик пишет аналогичные вещи, мы хотя и удивляемся, но принимаем это как должное. Вот это и есть осязаемые чудеса атомного века!

Теперь представим себе, как протекает работа с подобными количествами веществ. Стаканы и пробирки настолько мизерны, что их берут не пальцами, а захватывают особыми пинцетами. Разные приспособления, вроде воронок для фильтрования, палочек для перемешивания растворов и прочей обычной химической утвари, имеют такой размер, что гвозди, которые сработал лесковский Левша, в сравнении с ними поражали бы своими громадными размерами.

Жидкости, находящиеся в этих сосудах, тщательно переливают из одного сосуда в другой, следя, чтобы не проливалось ни капли. Впрочем, о какой тут капле может идти речь? Ведь капля в тысячи раз больше того объема раствора, с которым манипулирует (вот уж впрямь — манипулирует!) химик.

Ну, а весы, как выглядят они? Коромысло этих весов сделано из чистого кварца толщиной в человеческий волос. Большинство деталей этих весов вообще не видно невооруженным глазом, настолько тонки и невесомы они. Такие весы в обычной комнате уже не поставишь. Даже на самой прочной и неподвижной подставке они будут подвержены большим колебаниям. Пройдет по улице рядом с домом, где находится лаборатория, человек — и весы уже соврут на несколько знаков; проедет по улице грузовик —на весах целая свистопляска.

Такие весы стоят в глубоком подвале. Приближаются к ним с осторожностью канатоходца. В этом помещении не положено громко разговаривать, нельзя сильно размахивать руками, производить резкие движения. Даже чихать здесь пришлось бы в специальную отдушину. И, уж конечно, упаси вас боже сказать при этом «Будьте здоровы!».

Исследователям трансурановых элементов приходилось работать с такими малыми количествами веществ, что они были вынуждены прибегнуть к новой единице измерения: микрограмм — одна миллионная доля грамма, величине в тысячу раз меньшей, чем миллиграмм.

Так вот, нептуний впервые был выделен в количестве 10 микрограммов, плутоний — 20 микрограммов. Количество

полученного впервые америция мы уже видели на рисунке. В таких же количествах был вначале добыт и кюрий.

Для элементов же берклия и калифорния и микрограммы слишком большая единица измерения. Они были выделены в индивидуальном состоянии в десятых, а то и сотых долях микрограмма — это, соответственно, десятимиллионные и стомиллионные доли грамма.

Микрохимия — так назвали этот раздел химии, позволяющий исследовать свойства ничтожных количеств веществ. Это название является до некоторой степени и буквальным; ведь за превращениями, происходящими в пробирках, химику необходимо наблюдать в микроскоп.

Как видим, одна из основных трудностей, возникшая при работе с заурановыми элементами — чрезвычайно ничтожное количество их, — была успешно преодолена.

Но не просто быть алхимиком в наши дни. Если бы необходимость прибегать к методам микрохимии составляла единственную сложность работы с заурановыми элементами, то это было бы еще полбеды или даже, выражаясь точнее (а химия — наука точная!), четверть беды. Ну, получили один раз 10 микрограмм, другой раз еще столько же, третий раз, четвертый, пятый... Глядишь, и есть уже одна десятитысячная грамма. А там и с десятую грамма набрать можно. А десятая грамма — это уже «величина».

Сложность была в другом.

На каждом контейнере, в котором в химическую лабораторию прибывает радиоактивный препарат, помимо желто-красного знака радиационной опасности еще выведено большими черными буквами «ОСТОРОЖНО!» и рядом для совсем уж непонятливых пририсовано то, что обычно рисуют в таких случаях: череп и две берцовых кости под ним.

Эти обозначения красуются не только на контейнерах, скажем, с «взрывчатым» плутонием (кстати, в малых количествах плутоний взорваться никак не может), а даже с «безобидными» йодом, железом или натрием. Правда, в контейнерах находятся не обычные изотопы этих элементов, а радиоактивные. Мера — никак не лишняя.

Радиоактивное облучение оказывает очень вредное влияние на человеческий организм. Не один из тех, кто на заре работ по изучению радиоактивности, не зная этого свойства радиоактивных лучей, подвергнулся облучению, умер от лейкемии. Еще сегодня в японских городах Хиросима и Нагасаки продолжают умирать люди, облучившиеся радиоактивными лучами в 1945 году во время атомных взрывов.

Радиоактивность заурановых элементов проявляется особенно сильно. Если один микрограмм урана испускает в минуту всего одну альфа-частицу, то микрограмм плутония «выстреливает» за это же время сто сорок тысяч альфа-частиц. Это очень много. Если какую-либо соль плутония растворить в воде, то в ней сейчас же начинает образовываться перекись водорода: альфа-частицы, выделяющиеся при распаде плутония, вызывают в воде сложные химические процессы.

Радиоактивность америция больше в сотни раз. Один микрограмм этого элемента испускает в минуту семьдесят миллионов альфа-частиц. Однако и это ничто в сравнении с радиоактивными свойствами соседа америция элемента кюрия. Кюрий испускает за такое же время десять миллиардов альфа-частиц на микрограмм.

А эти десять миллиардов означают вот что. При растворении в воде даже ничтожного количества соли кюрия раствор начинает интенсивно разогреваться. И вскоре закипает. Стоит этот стакан с раствором соли кюрия под стеклянным колпаком, а из стакана бурно валит пар, хотя поблизости нет никакого источника тепла. Этот источник — сам кюрий, или, вернее, испускаемые им радиоактивные частицы. Благодаря

этому обстоятельству невозможно или, во всяком случае, очень сложно изготовить более или менее заметный кусок металлического кюрия, так как такой кусок немедленно бы разлетелся из-за саморазогревания.

Еще более разителен пример с калифорнием. Энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде калифорния, так велика, что кусочек его величиною с булавочную головку (эталон!) мог бы отапливать в течение многих месяцев большую квартиру. Впрочем, проекту с калифорниевой печкой вряд ли суждено претвориться в жизнь. Потому что если бы даже и удалось какими-то неведомыми путями собрать воедино такое громадное его количество (шутка ли, с булавочную головку величиной!), то в следующее мгновение из-за саморазогревания калифорний разлетелся бы в разные стороны.

Все эти обстоятельства заставляют исследователей, работающих с заурановыми элементами, прибегать к особым мерам предосторожности.

Обычно радиоактивные препараты заурановых элементов помещают за прозрачным экраном. Этим исследователь защищает лицо и тело от действия радиоактивных лучей. На руки надевают специальные перчатки, которые также в значительной степени задерживают излучение.

Однако такие меры помогают, когда количество радиоактивного вещества небольшое, либо интенсивность излучения данного элемента невелика. Если приходится работать с большими количествами, то «удлиняют» руки с помощью манипуляторов. Это разнообразные инструменты: пинцеты, щипцы, захваты, которые укреплены на длинной ручке. Таким образом, исследователь может держаться от радиоактивного вещества на почтительном расстоянии.

Но если имеешь дело с такими излучателями, как америций или кюрий, то и ручные манипуляторы не спасают. Тогда приходится конструировать дистанционные устройства. Один из таких манипуляторов можно видеть на Выставке достижений народного хозяйства СССР. Я полагаю, что ловкости рук такого манипулятора мог бы позавидовать любой фокусник. Хотя, как видно из рисунка, каждая рука манипулятора имеет всего по два пальца, они способны выполнять самые тонкие операции. За манипулятор, который стоит на выставке, несколько раз в день садится оператор, и столпившиеся вокруг зрители с изумлением наблюдают, как металлические

«руки» раскрывают коробок спичек, вынимают одну спичку, зажигают ее и преподносят прикурить кому-либо из посетителей выставки. Тот сначала испуганно отстраняется, а затем с довольным видом прикуривает. После этого «рука» аккуратно бросает в урну обгоревшую спичку.

Впрочем, при работе с заурановыми элементами приходится выполнять более сложные манипуляции, чем зажигание спичек. Ведь количества, скажем, америция или кюрия, которые собирается исследовать химик, намного меньше спички по своим размерам да и по весу. Однако здесь уже дело только в опыте и мастерстве исследователя.

Когда же приходится исследовать такие высокорадиоактивные изотопы, как калифорний, то тут уже и дистанционные манипуляторы оказываются недостаточно надежным средством защиты. Поэтому для работы с такими веществами сооружают защитные камеры, которые по размеру смахивают на двухэтажный дом—добротный дом с отличным чердаком и высокой крышей. Причем не лишним будет заметить, что стены этого «дома» имеют толщину почти полтора метра — именно такой слой материала необходим, чтобы поглотить все излучение, создаваемое невидимым кусочком калифорния.

Итак, и второе препятствие было успешно преодолено учеными. Но существует, оказывается, еще одно обстоятельство, которое затрудняет исследования заурановых элементов гораздо больше, чем те, о которых я уже рассказал.

Что прежде было основным в проблеме изучения свойств нового элемента? Выделить более или менее значительные количества соединений этого элемента. Но мы уже знаем, сколь малым научились довольствоваться химики при определении абсолютной величины этих «более или менее значительных количеств».

А в этой, уже третьей проблеме все было сложнее: и техника эксперимента, и обстоятельства опыта да и количества новых элементов тоже оставляли желать большего.

ПОКА ПОСЛЕДНИЕ. ..

Этих последних элементов Периодической системы еще никто не видел. Но тем не менее о свойствах их химикам известно более чем достаточно. Предсказания, основывающиеся на их положении в Периодической системе? Да, и предсназания тоже. Но в основном - прямой химический эксперимент.

Следующие «новоселы» Периодической системы — элементы 99 и 100 — родились не в научных лабораториях. Для получения этих элементов решено было использовать своеобразные условия, образующиеся при взрыве атомных бомб с плутониевым зарядом: громадную температуру, чудовищные давления, плотные потоки нейтронов.

В 1952 году американцы проводили очередное испытание атомной бомбы. Операция по подготовке и проведению секретного взрыва была названа безобидно и даже, пожалуй, фамильярно: «Майк».

Спустя полчаса после взрыва в грибовидное облако, возникшее при взрыве, были запущены автоматические ракеты. На ракетах были установлены фильтры, которые собирали все твердые частицы. Исследование фильтров показало, что в них собрались какие-то неизвестные радиоактивные продук

ты, излучение которых сильно смахивало на предполагавшиеся у элементов 99 и 100.

Однако мимолетного излучения ракетных фильтров было недостаточно, чтобы судить о новых элементах. Что было делать? Взрывать новую бомбу? Но ведь и предыдущую-то Пентагон испытывал отнюдь не для того, чтобы дать ученым возможность заполнить еще пару клеток Периодической системы элементов!

Ученые обратились в военное ведомство с просьбой разрешить им собрать почву с атолла вблизи места взрыва: может быть, новые элементы будут обнаружены там. Военные посовещались и решили, что нет нужды утаивать от ученых мелкие ракушки и прибрежный ил. Груз, засекреченный под названием «дорогостоящая грязь», был доставлен в химическую лабораторию.

Не знаю, походила ли почва с тихоокеанского атолла на грязь, но «дорогостоящей» она была наверняка. Во-первых, она образовалась в результате взрыва атомной бомбы, которая расценивается отнюдь не на центы; во-вторых, доставляли ее в радиохимические лаборатории за тридевять земель, а в-третьих, и это самое главное, в «грязи» были обнаружены 99 и 100 элементы.

Два года спустя 99 и 100 элементы были получены более «верным» путем — бомбардировкой урана ядрами азота (92 + 7 =...) и кислорода (92 + 8 =...). 99-й был назван эйнштейнием, 100 — фермием; современные алхимики почтили память гениальных физиков XX века Альберта Эйнштейна и Энрико Ферми.

В 1955 году был получен элемент, положивший начало второй сотне обитателей Периодической системы, — элемент 101. Как и во многих других опытах по получению заурановых элементов, «последующие этажи» надстраивались на предыдущих. Основой для получения 101-го стал элемент эйнштейний, который в циклотроне бомбардировался ядрами гелия (99 + 2 = ...).

101-й был назван менделевием (Мс1), как писали авторы открытия, возглавлявшиеся выдающимся исследователем заурановых элементов Сиборгом, «в признание ведущей роли великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал Периодическую систему для предсказания свойств еще не открытых элементов — принцип, явившийся ключом к открытию последних семи заурановых элементов».

Прежде чем перейти к истории заполнения следующей, 102-й клетки, я еще раз прочел то, что написал на последних страницах. Прочел и остался недоволен. Уж слишком безмятежным получился рассказ о 99-м, 100-м и 101-м элементах. Можно подумать, что эти клетки заполнялись в результате неторопливых и неизменно удачных экспериментов, что единственным затруднением был выбор наименования нового элемента.

А ведь я хорошо помню, как мы с приятелем в 1955 году прочли первую статью о 101-м элементе в журнале «Физическое обозрение» и единодушно пришли к выводу, что корректоры в этом уважаемом научном журнале пропустили крупный «ляп». Судите сами: в статье было написано, что менделевий был впервые идентифицирован (определен, узнан) в количестве семнадцати атомов.

Поразмыслив немного, мы решили, что рассеянный наборщик пропустил после числа 17 множитель десять в какой-то степени. Там должно было быть, скажем, 17 • 108, ну, на худой конец, 17 • 10е. Хотя последнюю величину, говоря по

правде, тоже нелегко себе представить. Почему? Да хотя бы потому, что число молекул в кубическом сантиметре воздуха превышает число 17-Ю6 в тысячу миллиардов раз.

Но ведь то семнадцать миллионов, а в статье о менделевии речь шла о семнадцати атомах просто.

И тем не менее в сообщении о 101-м элементе все было правильно, и наборщика мы подозревали зря. Ведь физики давно изобрели такой прибор, с помощью которого можно зафиксировать радиоактивный распад даже одного атома. И тем более семнадцати.

У непосвященного этот прибор никак не может вызывать

благоговейного отношения. Уж больно он не походит на те установки, которыми обычно пользуются физики. В самом деле, стеклянная трубка, запаянная с обоих концов. Внутри какая-то пластинка и какая-то проволочка-волосок. А все вместе—это счетчик Гейгера — Мюллера, самый знаменитый прибор атомного века. Именно с помощью этой невзрачной трубки можно зафиксировать распад одного-единственного атома.

Нитка, протянутая вдоль оси счетчика, присоединена к одному из электродов. Другой электрод ни к чему не присоединен. Упирается, так сказать, в пустоту. Впрочем, «в пустоту» сказано не совсем верно. Потому что в счетчике отнюдь не пустота. Заполнен он каким-либо инертным газом, например аргоном, к которому примешано некоторое количество паров спирта или йода.

Чтобы счетчик мог действовать, к его электродам подводят высокое напряжение. Из рисунка видно, что размеры каждого из электродов сильно разнятся: один из них — довольно солидная по размерам металлическая пластинка, а другой — тоню-ю-ю-сенькая ниточка. И в этом-то различии вся соль идеи, положенной в основу работы счетчиков Гейгера. Потому что при включении счетчика создаются около электродов поля неоднородной напряженности.

Этот скучный термин станет абсолютно понятным, если вспомнить то, что учили в школе. Вокруг каждого заряженного предмета создается электрическое поле. Если имеется два одинаково заряженных предмета, то напряженность электромагнитного поля (то есть густота воображаемых силовых линий) будет больше вокруг того из них, который меньше по размерам.

Вот почему напряженность электрического поля вокруг электрода-нити во много-много раз больше, чем вокруг элек-трода-пластинки. А если учесть, что напряжение, которое подводится к счетчику, весьма солидное: 1000—2000 вольт, то станет понятным, что напряженность вокруг нити во много раз больше, чем в поле мощнейшего из электромагнитов.

Когда в счетчик попадает радиоактивный снаряд, вылетавший из распадающегося ядра (альфа-, бета- или гамма-частица), то он, проникнув через стеклянную ограду, попадает во внутреннее пространство счетчика. Здесь на своем пути частица встречает молекулу газа и ионизирует ее — разбивает на две части: положительную и отрицательную.

Предположим, что электрод-нить заряжен положительно, электрод-пластинка — отрицательно. Тогда образовавшаяся пара ионов поведет себя по-разному: положительный ион будет притягиваться пластинкой, а отрицательный нитью. Но напряженность поля у пластинки гораздо меньше, чем у нити. Поэтому положительный ион двинется к пластинке с неторопливостью толстяка, только что прикончившего двойной обед. Зато отрицательный ион ринется к нити со скоростью курьерского поезда.

Сравнение это не очень правильное. Потому что ион этот несется к нити со скоростью, которая превышает скорость поезда раз... в 50, не меньше.

Представьте себе поезд, несущийся со скоростью километра в секунду и сталкивающийся при этом с другим поездом. Кто-то произнес слово «вдребезги»? Совершенно верно!

Не иначе ведут себя и молекулы. Стремительно летящие к нити ионы на своем пути сталкиваются с молекулами газа и разбивают их при этом если не вдребезги, то по крайней мере на две части: положительную и отрицательную. При этом вновь образовавшийся положительный ион поплетется к пластинке, а отрицательный устремится к нити.

Чем ближе к нити, тем выше скорость. Поэтому наша дружная пара отрицательных ионов с еще большей силой врезается в подвернувшиеся на пути молекулы газа. При этом возникает уже четыре отрицательных иона. Через неуловимую долю секунды их станет восемь, потом шестнадцать, а затем количество ионов лавинообразно нарастает, точно так же, как пшеница в известной легенде о пшеничных зернах и шахматной доске.

Вот почему к нити подходит уже солидная компания отрицательных ионов — несколько миллионов, а то и больше. При столкновении отрицательных ионов с положительно заряженной нитью происходит разряд, и поскольку количество ионов весьма велико, то этот разряд может быть зафиксирован особым устройством. Вот и все.

Как видим, счетчик Гейгера — Мюллера устроен просто, по очень хитро: один-единственный ион он превращает в несколько миллионов. Вот почему этот своеобразный микроскоп позволяет регистрировать распад одного отдельного атома.

С помощью счетчика радиоактивности можно проследить не только за самим событием радиоактивного распада, но и

определить энергию, с которой, например, альфа-частицы покидают ядро атома радиоактивного элемента. А каждый элемент испускает альфа-частицы строго определенной энергии. Как по шагам на лестнице мы определяем, кто из приятелей жалует к нам в гости, так же физики, определяя энергию альфа-частиц, узнают, какой элемент их выбросил. Более того, можно вычислить энергию альфа-распада еще не полученного элемента. Вот почему, определяя в опыте, получился ли у них тот или иной заурановый элемент, физики заранее настраивают приборы на альфа-частицы определенной энергии.

Между прочим, в опытах по получению 101-го элемента Сиборг и его сотрудники несколько ночей подряд напряженно ждали появления альфа-частицы с энергией излучения, свойственной этому элементу. Вообще-то появление частицы должен был зафиксировать самопишущий прибор, и о том, что наконец-то синтезирован один или несколько атомов 101-го, можно было узнать, просматривая ленту самописца. Так что особой нужды бодрствовать у приборов не было. Но какой ученый упустит возможность лично наблюдать рождение нового элемента! Химики, не считаясь с ропотом лабораторной администрации, готовы были сидеть у самописцев до тех пор, пока долгожданный «младенец» не появится на свет. Но сон здорово морил уставших сотрудников, и не было никакой уверенности, что в момент (именно момент!) рождения нового элемента они не будут почивать.

Тогда Сиборг распорядился, счетчик, который должен был зафиксировать выброс долгожданной альфа-частицы, через усилитель подсоединить к пожарному звонку. И среди ночи

лаборатория была поднята на поги пронзительным пожарным сигналом! Бывает, что и пожарный колокол может стать прибором атомной физики...

Именно после синтеза элементов на рубеже «сто» — эйнштейния, фермия и менделевия — стало ясно, что завоевание новых клеток Периодической системы будет делом ой каким нелегким! Период полураспада 99-го элемента—несколько сотен дней, 100-го — около десяти дней, 101-го — чуть больше часа. Время жизни заурановых элементов с увеличением порядкового номера уменьшалось с быстротой, которая не оставляла сомнений: следующие заурановые элементы будут жить секунды, самое большее — минуты.

Опыты подтвердили эти опасения. 102-й элемент, который был получен при обстреле урана ядрами неона (92+10 + ...), распадался полностью прежде, чем секундная стрелка успевала завершить один круг. Кстати, именно со 102-м произошла довольно замысловатая история.

В 1957 году о получении 102-го сообщила группа ученых, работавших в Стокгольме. Элементу было дано имя нобелий — в честь Альфреда Нобеля, удачливого шведского изобретателя и торговца динамитом. Символ N0 и поныне встречается в таблице Менделеева. Но, по-видимому, скоро он оттуда исчезнет, с тем чтобы уступить место элементу с другим названием. Дело в том, что результаты, о которых было сообщено стокгольмской группой, не подтвердились, сколько их ни пытались воспроизвести и у нас в стране, и в Соединенных Штатах.

Именно у нас в стране, в лабораториях Объединенного института ядерных исследований в Дубне, был получен 102-й элемент по реакции (92+10; уран + неон). Синтез этого элемента осуществила группа исследователей под руководством Г. Н. Флерова.

Очень неустойчивым оказался и 103-й элемент — лоурен-сий, названный так в честь изобретателя циклотрона Лоурен-са. И этот элемент был получен по нехитрой арифметике: 98 + 5 (калифорний + бор) и в результате очень сложного опыта.

Впрочем, условия получения следующего, 104-го элемента были еще более сложными. Наступление (94 + 10; плутоний + + неон) на эту клетку было предпринято в Дубне группой Г. Н. Флерова. Исследователи полностью сознавали сложность предстоящего штурма.' Еще бы, теоретические расчеты показывали, что период полураспада 104-го элемента будет составлять тысячные, в лучшем случае, десятые доли секунды. А это означало, что за время, гораздо меньшее, чем требуется для того, чтобы прочесть слово «миг», предстоит выделить 104-й из мишени, в которой он образуется при ядерной бомбардировке, и, если повезет, прикинуть его химические свойства. Вот так.

Когда-то я читал очерк какого-то восторженного журналиста, который побывал в новой аптеке. Журналист сетовал на то, что ему не с чем сравнивать увиденное. Ведь существует выражение «как в аптеке». Так вот, в аптеке было именно так, «как в аптеке».

Хотел бы я побывать в положении этого журналиста! Желая описать чистоту, царящую в фармацевтическом заведении, и точность, с которой провизоры развешивают порошки и смешивают микстуры, можно было бы сравнить аптеку с полупроводниковым заводом, с химической лабораторией, где исследуют сверхчистые вещества, наконец, с лабораториями современных алхимиков, где получают новые элементы в количестве нескольких атомов.

Но с чем сравнивать алхимическую лабораторию? Уверен, что в скором времени именно она станет эталоном и точности, и чистоты, и скорости. Правда, говорить «точно, как в лаборатории по получению заурановых элементов», длинно и не совсем складно. Да можно придумать что-нибудь покороче.

Опыты показали, что ученые «ошиблись». Период полураспада 104-го оказался значительно больше ожидаемого — целых три десятых доли секунды. Уверен, что редко когда исследователи так радовались неподтвердившимся расчетам.

Однако прошли времена, когда современные алхимики могли довольствоваться лишь самим фактом получения новых элементов. И тут родилась схема эксперимента, которая может быть без всяких натяжек названа высшим химическим пилотажем.

Атомы 104-го, как уже упоминалось, получались при столкновении атомов плутония с атомами неона. Для того чтобы произошла эта реакция, атомы неона разгонялись в ускорителях до громадных скоростей. Вот почему при столкновении образовавшийся атом 104-го элемента вылетал из плутониевой мишени. И в этот самый миг (миг? Нет, быстрее!) его подхватывал поток хлора. Так образовывался хлорид 104-го элемента.

О хлориде уже можно было узнать многое: и его летучесть и характер взаимодействия со многими веществами. А понимающему химику это скажет очень много. Еще Кювье говорил: «Покажите мне челюсть животного, и я полностью восстановлю его внешний облик». Точно так же современный химик может сказать: «Опишите мне, хотя бы кратко, свойства соединения элемента с хлором, и я вам подробно опишу свойства других соединений этого элемента».

104-й был назван курчатовием — в честь выдающегося советского исследователя академика Игоря Васильевича Курчатова. Так решил Совет Объединенного института ядерных исследований 6 июля 1966 года. В этот день лауреат Ленинской премии Г. И. Флеров мелом вписал в 104-ю клетку таблицы Менделеева символ Ки, который всегда будет напоминать ученым мира о вкладе советских исследователей в одну из самых сложных проблем XX века.

НОВОЕ СЕМЕЙСТВО

Приступая к изучению свойств заурановых элементов, химини уте были готовы, что эти элементы преподнесут им один очень приятный сюрприз. Им, химикам, очень хотелось, чтобы заурановые элементы, подобно редкоземельным ,,близнецам", походили друг на друга. Но для чего? Разве мало горя хлебнули они, распутывая узел вопросов, связанных с загадкой редкоземельных? И все те понять химинов мотно.

В предыдущей главе было объяснено, почему редкоземельные элементы — все 15 — помещаются в одной клетке Периодической системы. Действительно, каждый последующий электрон у этих элементов «садится» не на внешнюю орбиту, а на внутреннюю. Отсюда и схожесть свойств элементов редкоземельного семейства. Понятно? Понятно. Убедительно? Убедительно. Тем более, что такое своеобразное поведение электронов было доказано экспериментально. Но почему же недовольны химики? Чего им недостает?

Представьте себе здание с одной колонной, телегу с пятью колесами, пирата с одним глазом, и вы поймете, чего недоставало химикам — симметрии.

В самом деле, чего это вдруг между порядковыми номерами 57 и 71 в Периодической системе воцарились понятные и все же непонятные элементы-близнецы? Н только там, в одном участке системы?

Если стать на известную точку зрения: природа не любит пустоты, но обожает симметрию, то следовало ожидать, что в Периодической системе должно существовать еще одно семейство, которое, подобно редкоземельным «близнецам», будет располагаться в одной клетке. Да, так должно быть. Иначе пришлось бы признать, что редкоземельные элементы для Периодической системы — это аномалия, уродство, ненормальность, да и мало ли какие обидные определения можно придумать.

Но, с другой стороны, химики твердо знали, что среди всех естественных химических элементов от 1-го до 92-го нет другого такого семейства. Так что же, и впрямь «уродство», «ненормальность»?

Нет, оставалась еще одна надежда на заурановые элементы. Тем более, если говорить всю «правду», то химики, ожидая встретить у заурановых элементов такое же сходство в свойствах, как у редкоземельных, руководствовались не только туманными соображениями о симметрии и гармонии, но и строгими расчетами.

До открытия зауранового мира, торий уютно располагался в IV группе Периодической системы, протактиний — в V, а уран — в VI. Свойства этих элементов как будто не противоречили такому расположению.

Теперь вообразим состояние химика, впервые и трепетно (конечно, трепетно!) приступающего к изучению химических свойств 93-го элемента — нептуния. Судя по всему, нептуний должен попасть в VII группу, должен стать под элементом рением. А раз так, то валентность 7 + , слабые окислительные свойства в этой валентности и так далее в полном соответствии с положением в системе.

Однако нептуний проявлял самые разнообразные валентности, но только на 7+ и на рений он не походил ни в малейшей степени. Точно так же плутоний никак не подходил к VIII группе, но зато обнаруживал много сходных свойств с нептунием, а тот, в свою очередь, имел много общего с актинием.

Химики поняли: в Периодической системе появляется новое семейство. Если редкоземельные часто называют лантаноидами (подобные лантану), то для нового семейства естественным будет название актиноиды.

Лантаноидов всего 15. Если считать, что актиноидов должно быть столько же, то это семейство будет завершаться 103-м элементом.

Понятно теперь, почему советские исследователи так стремились определить химические свойства курчатовия? Ведь 104-й элемент должен быть первым из заурановых элементов, которые не попадают в семейство актиноидов. Место ему в IV группе, и, следовательно, по химическим свойствам он должен резко отличаться от своих заурановых собратьев.

Так оно и оказалось. Не случайно Г. Н. Флеров и его сотрудники из всех возможных соединений выбрали соединение с хлором. Хлориды элементов III группы имеют высокую температуру кипения и, следовательно, нелетучи. Хлориды элементов IV группы, напротив, кипят при сравнительно низкой температуре и очень летучи.

Хлорид курчатовия, как выяснилось в опытах Г. Н. Флерова, по летучести намного превосходил хлориды остальных заурановых элементов. Это оказалось более чем достаточным доказательством принадлежности этого элемента к IV группе Периодической системы и одновременно доказательством того, что актиноиды, так же как и лантаноиды, насчитывают 15 элементов.

Столь желанная сердцу химиков симметрия в Периодической системе была установлена. Снова — в который раз!—-закон Менделеева выдержал испытание новыми элементами, самое трудное испытание из всех, которые могли быть ему предложены.

ЕСТЬ ЛИ ПРЕДЕЛ ЧИСЛУ ЭЛЕМЕНТОВ?

Вопрос, вынесенный в заголовон, тревожит не только химиков и даже не стольно их. Очень интересуются этой проблемой и астрономы и геологи. И представители других отраслей естествознания. И, конечно, писатели-фантасты.

Этот раздел я собирался начать совсем по-другому. Более того, я уже написал его. Называйте это совпадением или как хотите, но буквально через три дня после того, как была написана эта глава, мне пришлось в течение нескольких часов подробно дискутировать на тему: есть ли предел числу элементов?

Я был приглашен на обсуждение новой научно-фантастической повести. Обсуждение состоялось в районной детской библиотеке, где собралось много ребят.

Повесть была как повесть. Был профессор (с бородкой), который говорил: «Ну, батенька». Был молодой ученый, кандидат наук (с прядью, упрямо ниспадающей на лоб) — ученик профессора. Была молодая ассистентка профессора. Ну и, конечно, была любовь. Но это между прочим. В центре действия был мальчик Леня — довольно развязный всезнайка, который, вопреки желаниям родителей, увязался за профессором и его учениками в геологическую экспедицию.

Автор провел экспедицию через лесной пожар, основательно выкупал в холодном болоте, столкнул с неведомым ящером и, наконец, более или менее благополучно привел героев к загадочному озеру в каких-то горах. Озеро было как озеро, только вместо воды оно было «до краев» заполнено неизвестным жидким металлом. И тут-то все началось. Этот металл был раз в двадцать тяжелее ртути (то есть плотность его должна была составлять что-то около 260!); он не соединялся ни с одним из известных веществ; при нагревании он совсем не проводил электрический ток, но зато на холоде был идеальным проводником.

Мальчик Леня, вздумавший искупаться в чудном озере, схватил тяжелую болезнь, чем еще раз доказал читателю, как плохо не слушаться старших. (Очень интересно узнать, как он сумел окунуться в жидкость с такой плотностью. Ну да ладно, повесть ведь фантастическая...)

Дотошный профессор, который, как и полагается книжным профессорам, знал все, сразу определил без помощи каких-либо приборов, что неизвестный металл— это элемент с порядковым номером 150, который неведомо как сохранился на Земле.

В заключении книги был триумфальный полет домой, свадьба, и все такое.

Я уже не помню, что говорили выступающие о художественных достоинствах книги, потому что очень скоро разгорелся спор о том, вправе ли был автор предположить существование на Земле 150-го элемента или нет. Когда такой вопрос был задан мне, я уклончиво ответил, что авторы повестей, особенно научно-фантастических, могут предполагать все, что угодно, но тем не менее необходимо различать фантазию и фантастику. Потребовали объяснить подробнее и сказать точно, сколько еще элементов может быть открыто. На это я ответил приблизительно так.

На примере уже полученных заурановых элементов очень хорошо заметно, что с увеличением порядкового номера быстро уменьшается период полураспада. Напомним, что если плутоний имеет период полураспада порядка нескольких десятков миллионов лет, то для 104-го элемента эта величина равна десятым долям секунды.

Кроме того, помимо радиоактивного распада — выделения альфа- или бета-частицы, — в случае заурановых элементов большое значение приобретает эффект самопроизвольного деления ядер. Эффект этот проявляется в том, что ядро элемента, вместо того чтобы испустить альфа- или бета-частицу, распадается на две части. Для естественных радиоактив-

ных элементов период полураспада по типу самопроизвольного деления очень велик. Так, для тория он равен 1021 лет.

У заурановых же элементов период полураспада по самопроизвольному типу значительно меньше. У фермия эта величина составляет всего двенадцать часов. Расчеты показывают, что еще у нескольких элементов после элемента 104-го период полураспада по типу деления будет исчисляться «разумным» временем: секундами или хотя бы их долями. Поэтому возможность получения элементов 105-го и 106-го дело хотя и очень трудное, но реальное.

Хотя, говоря о реальности, надо, по-видимому, условиться: какие же периоды полураспада следует признать «нереальными»? Ведь скажи любому химику лет десять назад, что будут исследованы химические свойства элемента, обладающего периодом полураспада в 0,3 секунды, и каждый из этих химиков сердито сказал бы, что это фантастика (именно фантастика, а не фантазия!). Думаю, что мало кто из специалистов рискнет дать прогноз относительно того, что, дескать, химикам не удастся изучить и описать свойства элементов, периоды полураспада которых составят сотые, а может быть, и тысячные, а может быть, и десятитысячные доли секунды.

Вот почему утверждать, что, мол, на таком-то элементе Периодическая система закончится, было бы, по меньшей мере, безответственно. Безответственность эта была бы тем большей, чем сегодня нет уверенности в абсолютной справедливости правила об обязательном уменьшении времени существования химического элемента с увеличением его порядкового номера.

В самом деле, вслед за 83-м элементом—■ висмутом — обладающим очень слабой радиоактивностью, следует четыре элемента — полоний, астатин, радон и франций, — которые в сравнении с висмутом живут очень мало. Да и у 88-го элемента, радия, период полураспада относительно невелик: всего-навсего около полутора тысяч лет. Слова «всего-навсего» употребить я имел полное право, потому что у более тяжелых элементов, например тория и урана, периоды полураспада составляют миллиарды лет.

Вот почему имеются веские основания предполагать, что у еще не полученных заурановых элементов периоды полураспада окажутся не такими уж удручающе малыми. Так, физики с надеждой глядят в пустые пока что клетки с номерами 114 и 126. У них имеются «подозрения», что ядра этих элементов будут сравнительно устойчивыми и что эти элементы будут жить часы, а может быть, и дни...

Но сегодня, пока алхимия стоит на рубеже 105-го элемента, разрабатывать оперативный план наступления на 114-ю и тем более 126-ю клетки, быть может, еще рано. Но мечтать-то о них можно! Тем более, что эти мечты более чем конкретны: «Эх, иметь бы такой ускоритель, в котором можно было бы разогнать до нужной скорости криптон (36 + ...), да направить бы этот криптон на ториевую мишень (... + 90), вот и получился бы нужный (...= 126) элемент. А для этого всего только и надо, что построить циклотрон диаметром метров в десять да весом в десятки тысяч тонн...»

Но кто сказал, что это невозможно? Во всяком случае в ближайшие десять лет. А может быть, и раньше.

А коль скоро зашла речь о мечтах, то почему бы не вообразить совершенно новую Периодическую систему.

То есть как это «новую»? — спросит читатель. Ведь коль скоро у железа, например, в ядре его атома 26 протонов, то вокруг ядра может вращаться также 26— не больше и не меньше — электронов. Следовательно, железо может быть только железом, и ничем другим.

Но представим такой атом железа, у которого 26 положительно заряженных протонов заменены на 26 отрицательных антипротонов (то есть частиц с массой протона, но обладающих отрицательным зарядом) и по электронным орбитам которого вращаются положительные антиэлектроны.

Самое интересное, что такой элемент должен иметь абсолютно такие же свойства, как железо, за исключением того, что атомы этого антижелеза при встрече с атомами обычного железа, да и любого другого «нормального» элемента, у которого ядро положительно, а электроны отрицательны, будут взрываться.

А что, если в атомах «обычных» элементов один или несколько электронов заменить на отрицательные же частицы, но более тяжелые, чем электрон. Какие свойства будут у такого в высшей степени необычного элемента?

А если протоны в ядре — полностью или частично — тоже заменить на более тяжелые частицы? Как изменятся свойства такого потучневшего элемента?

Как видим, здесь одних вопросов с полстраницы. И ни один из них не досужий.

Многие из этих вопросов уже сегодня решаются теоретиками и экспериментаторами.

Многие в планах исследователей.

Ясно одно: наука, названная алхимией XX века, только начинает свою славную историю, историю, которая окажется более счастливой, чем у ее средневековой предшественницы.

ВЫ ЧИТАЕТЕ СЕЙЧАС ЭТИ СТРОЧКИ, А В ЛАБОРАТОРИЯХ СОВРЕМЕННЫЕ АЛХИМИКИ, СКЛОНИВШИСЬ НАД МНОГОЧИСЛЕННЫМИ ПРИБОРАМИ, ВНИМАТЕЛЬ- ' НО СЛЕДЯТ ЗА ПОКАЗАНИЯМИ СТРЕЛОК. И ВОТ ОДИН ИЗ НИХ, СОКРУШЕННО ПОКАЧАВ ГОЛОВОЙ, ВПИСЫВАЕТ НЕСКОЛЬКО СТРОЧЕК В БОЛЬШУЮ ТЕТРАДЬ, НА ОБЛОЖКЕ КОТОРОЙ ВЫВЕДЕНО ЛИШЬ ОДНО ЧИСЛО: «105». А ЗАТЕМ, ОБРАЩАЯСЬ К СВОИМ СОТРУДНИКАМ, ГОВОРИТ: «ПОПРОБУЕМ ВЫБРАТЬ ДРУГИЕ УСЛОВИЯ...»

...Система, которая позволила установить, что химические элементы не есть что-то застывшее и неизменное, что в многообразном мире элементов царит беспрерывное движение, такое же бурное и такое же бесконечное, как и во всем окружающем нас мире...

ДОСАДА ЛОРДА КЭВЕНДИША

Каждое отнрытие имеет свою историю, порой печальную, даже трагичесную, иногда забазную, но всегда поучительную. Такую же, нак этот рассназ об элементе, который открывали добрую сотню лет и все же открыли. . . преждевременно.

Родовое поместье лорда Кэвендиша походило на десятки других графских усадеб. Разве только замок выглядел чересчур ветхим, даже для своих почтенных лет, да пруд был окружен изрядно поредевшими ивами и запущен настолько,

что рыба в нем не водилась. А в высокой траве безнаказанно сновали зайцы, чуя которых тоскливо выли в псарне породистые легавые.

Владельцу Уэльтенгема было не до хозяйских забот. Окружающие давно свыклись со странностями сэра Генри Кэвендиша. А если говорить откровенно, даже гордились ими. Несомненно, чудачества сэра Генри войдут в семейные предания так же, как и подвиги основателя рода рыжебородого Патрика Кэвендиша, которому в 1194 году посчастливилось добыть самый увесистый кусок гроба господня. А главное, лорд Кэвендиш превосходил ученостью всех современников. Вот почему ему прощалось все.

Сэр Генри изъяснялся с окружающими жестами: он экономил время и не мог тратить его на непроизводительное выталкивание звуков из гортани.

Сэр Генри производил в своей лаборатории оглушительные взрывы, к которым притерпелись домочадцы и которые приводили в неистовство впечатлительных и нервных псов.

Сэр Генри писал самому себе письма с заданиями на каждый день. Худо только, что он забывал их распечатывать.

Сэр Генри взвешивал окрестные холмы, пытаясь определить, сколько весит Земля. И, надо сказать, это ему удалось узнать.

Но то, что лорд затеял в рождественские праздники 1785 года, положило конец и долготерпению родственников, и всепрощению домашнего пастора.

Это неслыханно даже для Кэвендиша: двадцатые сутки он не покидает лабораторию! В домочадцев, которые приносят ему туда еду, он бросает старинные книги в твердокаменных переплетах из свиной кожи. Даже пастора, рискнувшего зайти в лабораторию, он встретил сердитым рыком.

В зале у жарко пылающего камина собрались домашние, тревожно прислушивающиеся к доносящемуся из лаборатории мерному уханью. Это сэр Генри и его единственный слуга и помощник Джонатан, каждые два часа сменяя друг друга, вращают большое и тяжелое колесо электрофорной машины — приспособления для добывания диковинной силы, именуемой электричеством.

— Дорогой Линсерт, — умоляюще обращается к пастору престарелая тетка владельца поместья, — один вы можете его уговорить. Ведь он умрет без пищи!

Пастор, тяжело вздохнув, отправляется к сэру Кэвендишу.

Лаборатория — самое большое помещение замка. При прежнем владельце (бог мой, как хорошо и покойно было при сэре Гэрберте Кэвендише!) здесь был зал для игры в мяч. Посредине помещения стоит электрофорная машина, от которой идут провода в стеклянную трубку. Трубка погружена в ртуть.

Время от времени через трубку пролетает искра, после чего сэр Генри подбегает к установке, вглядывается в нее и громко чертыхается (да не возгневается на него господь!).

И впрямь есть от чего прийти в отчаяние. В начале этого двадцати-суточного эксперимента каждая искра, которая пролетала через воздух, заключенный между ртутными затворами в стеклянной трубке, вызывала образование бурого дыма. Дым этот отлично поглощается раствором соды

Вот почему почти весь воздух, превратившись в бурый дым, растворился в соде, и ртуть, поднявшись по трубке, заполнила ее почти всю... Почти...

Но вот уже две недели, как в трубке остается маленький пузырек, который не желает буреть, сколько бы искр через него ни пропускали.

Почему же тот воздух бурел, а этот не желает? Это опровергает все представления о флогистоне, которым Кэвендиш безраздельно верит.

1 В трубке протекали всем нам отлично известные сегодня процессы: образование окислов азота и кислорода воздуха и поглощение этих кислотных окислов растворами едкого натра, называвшегося тогда содой.

Сэр Генри в ярости бросается к машине, отталкивает слугу и начинает бешено вращать колесо. Тут же он замечает пастора, который стоит в дверях, горестно возведя очи горе.

Кэвендиш в последний раз смотрит на проклятый пузырек, непотребно выражается (господи, господи!) и останавливает машину.

Бедняга Джонатан совсем вымотался за эти дни. Да и сам Кэвендиш, признаться, порядком устал. Что ж, придется прекратить этот опыт, от которого только и останется, что четыре строчки в лабораторном журнале.

Досадно, очень досадно...

И все же: что это за пузырек?

0,0016 МНОГО ИЛИ МАЛО?

Это было первое звено в длинной цепи загадон удивительного газа, цепи, разорвать ноторую удалось лишь полтора столетия спустя ценой редних

в истории науни усилий. Нэвендиш стал первой „жертвой" наварного элемента. Мог ли этот незаурядный ученый подозревать, что, кроме нислорода, азота и углекислого газа, в воздухе содержится еще один неизвестный газ? Мог. Л вот — не догадался.

В 1892 году английский химик и физик Рэлей опубликовал в журнале «Природа» письмо. И сегодня, более 70 лет спустя, в каждой строке этого письма можно уловить недоумение его автора и обыкновенную человеческую усталость.

«Я очень удивлен недавними результатами определения плотности азота, — писал ученый, — и буду признателен, если кто-либо из читателей сможет указать причину».

Все началось с того, что Рэлей включился в спор о гипотезе Проута. Это была знаменитая дискуссия XIX века. Целочисленные атомные веса элементов или нет?

Безобидный вопрос, не правда ли? Но вот уже полвека кипят страсти в научных кругах.

— Да! — категорически утверждают одни.

— Нет! —пылко возражают другие.

По меньшей мере два поколения естествоиспытателей состарились в дискуссиях вокруг этой проблемы. Всякое бывало в спорах: яростные нападки и взаимные обличения; неразумные оскорбления и искренние примирения; редкие уступки и излишняя горячность.

Бывало и похуже. Случалось, что полемика об атомных весах, начавшись вечером в чопорных стенах какого-нибудь старинного немецкого университета, заканчивалась на рассвете дуэлью в ближайшем лесу. До убийства, конечно, дело не доходило. Но шрамы свои участники поединков носили гордо — как свидетельство научной непримиримости.

Сухой и замкнутый Рэлей не принимал участия в этих бесплодных спорах. Настоящий ученый, он предпочел уединиться в лаборатории Кембриджского университета, которая— игра случая! — носила имя Кэвендиша.

Тщетно воинственные оппоненты из Германии пытались вызвать Рэлея на научный спор.

«Нет уж, господа, — добродушно отписывался тот, — разделим наши функции: дуэли вам, а мне эксперимент».

А экспериментатором Рэ-лей был блестящим. Вот и сейчас он возится с азотом. Почему с ним? Разве нельзя определять атомный вес ка-кого-либо другого, более доступного газа?

Ведь получить чистый азот и впрямь нелегко: надо приготовить очень чистые соединения этого элемента, например, азотнокислый аммоний или мочевину, а затем уже выделить оттуда азот, да так, чтобы в него не попали примеси других элементов.

Но пока все идет как нельзя лучше. Азот, выделенный из любого химического соединения, безразлично — органического или неорганического, имеет абсолютно одинаковую плотность: литр его весит 1,2505 грамма. А следовательно, постоянен и атомный вес азота, независимо от того, из какого соединения он добыт. Впрочем, так и должно быть.

... В тот день Рэлей приступил к работе в радужном настроении. Радоваться действительно есть чему: эксперименты идут к концу, все прекрасно согласуется друг с другом. Остался лишь один, последний опыт: определение плотности азота, добытого не из соединений, а из воздуха.

Получение чистого азота из воздуха — нелегкая задача, но умелый экспериментатор Рэлей с ней справляется споро. Для этого надо прогнать воздух над раскаленной медью —• она свяжет весь кислород. Затем газ следует несколько раз пропустить через раствор щелочи, которая жадно соединяется с углекислым газом. Небольшое количество водорода, содержащееся в воздухе, отлично поглотит мелкораздробленная платина. Что осталось еще? Пары воды? Ну, их отлично удержит пятиокись фосфора.

Вот и все. Получен чистый азот. Сейчас он будет взвешен— и работа закончена. Можно будет славно отдохнуть. И уже никто не будет придавать значение вздорным утверждениям Проута, что атомный вес элемента зависит от того, из какого соединения элемент добыт.

Вот колба с азотом помещается на весы, сейчас стрелка

покажет, как и в прошлые разы, 1,2505. И можно ставить точку в лабораторном журнале.

Однако, как это ни странно, весы показывают на шестнадцать десятитысячных доли грамма больше: 1,2521.

Досадно. Очевидно, азот был очищен недостаточно тщательно. Надо повторить опыт еще раз... Но стрелка снова останавливается на делении 1,2521. Что ж, придется проделать третий опыт.

— Нет, нет, не говорите мне о времени! — сердито отзывается Рэлей на напоминания лабораторного служителя о том, что уже глубокая ночь, что и не мешало бы мистеру Рэлею идти отдыхать.

Но и в третий, и в четвертый раз (истинный экспериментатор— это прежде всего терпение и упорство), и в пятый, и в шестой (и он обязан, если понадобится, забывать о часах), и в седьмой, и в восьмой раз (должно же оно наконец получиться!), и в десятый, и в двенадцатый стрелка весов застывает все на одном и том же проклятом делении: 1,2521.

Именно в этой удручающей сходимости результатов доказательство того, что эксперимент проведен правильно. Но уж лучше бы он оказался ошибочным! Ведь такого не может быть, не может!

В кэвендишевской лаборатории результаты этих опытов обсуждались с горячностью, никак не вязавшейся с представлениями об английской флегматичности. И если дело не дошло до дуэлей, то причина здесь отнюдь не в научном равнодушии кэвендишевцев, а в традициях Кембриджа, не допускавших подобного решения научных споров.

Но Рэлей не засиживается на этих дискуссиях. Он предпочитает работать в лаборатории. Варьирует детали эксперимента, совершенствует приборы и думает, думает, думает. ..

А разгадки все нет...

Вот тогда-то и появилось письмо в «Природу»...

Не часто прибегают ученые к такому публичному оповещению о своем бессилии разобраться в интересующей их проблеме. Чтобы во всеуслышание заявить об этом, надо быть большим ученым и большим человеком.

Вспомним с признательностью Рэлея. Он был большим ученым и большим человеком. Он не испугался досужих перемолвок, не побоялся разделить славу возможного открытия с другим исследователем.

Этим другим исследователем стал соотечественник Рэлея— химик Уильям Рамзай. Прочтя обращение Рэлея, он в.тот же день пишет ему, что, по-видимому, догадывается, в чем здесь дело. Вероятно, в воздухе присутствует какой-то неизвестный газ, который утяжеляет атмосферный азот. Надо попытаться выделить этот газ, и тогда все прояснится.

Нам, конечно, непонятно, почему к этой простой мысли Рэлей не мог прийти сам. Но не будем уподобляться тому печально известному гимназисту, который, впервые посмотрев на сцене «Гамлета», воскликнул:

«И это все? А говорят: «Шекспир, Шекспир!» Я бы сам написал не хуже, если бы только до этого додумался!»

Незамысловатость идеи Рамзая кажущаяся. Все большие открытия просты по своей сути.

В своем письме Рамзай просит у Рэлея разрешения присоединиться к исследованиям над заинтересовавшей его загадкой атмосферного азота. Разумеется, Рэлей отвечает согласием. Он рад союзу с одним из наиболее видных ученых

Англии. Конечно, он немедленно попытается проверить интересное предположение Рамзая и надеется, что его коллега не замедлит заняться тем же.

Исследователи пошли разными путями. Рамзай, получив из воздуха азот, попытался отделить его от неизвестной примеси, связывая азот раскаленным магнием. Рэлей же...

Но тут нельзя не подивиться причудливой игре случая.

Рэлей долго размышлял над тем, каким образом ему лучше всего связать азот. Наконец новый путь найден: было решено пропускать через воздух, освобожденный от углекислого газа, электрические искры. При этом образуются окислы азота, которые можно легко поглотить многими веществами.

Так, сто лет спустя английский исследователь пошел дорогой Кэвендиша, ничего не зная об этих его работах. Это было тем более забавно, что Рэлей, как мы помним, работал в лаборатории, носящей имя Кэвендиша. Но не Рэлея же упрекать за то, что его предшественник не опубликовал результаты своих опытов по «дефлогистированию» воздуха!

И надо же случиться такому! Как раз в разгар опытов по разделению смеси азота и неизвестного гипотетического газа в лабораторию ворвался коллега Рэлея физик Дьюар (изобретатель сосудов, названных его именем). Разбирая архив Кэвендиша, Дьюар натолкнулся на дневники, в которых описывался злополучный двадцатидневный эксперимент.

То-то было смеху в лаборатории! Рэлей добродушно подшучивал над самим собой. Тем более, что для хорошего настроения были все основания. Следуя каждый своим путем, Рэлей и Рамзай выделили по нескольку кубических сантиметров неизвестного газа.

Открытие нового элемента было несомненным. Однако прошло немного времени, и веселый смех в лаборатории имени Кэвендиша сменился озабоченным и недоуменным шепотом: новый газ стал выкидывать такие «коленца», которые озадачили видавших виды исследователей.

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.

ДВАЖДЫ ДВА — ЧЕТЫРЕ?

Нет, речь здесь вовсе не об удивительной химической инертности нового обитателя Периодической системы. Это упорное нежелание вступать во взаимодействие ни с одним из элементов, за которое его наренли аргоном, что значит „недеятельный", было скоро объяснено. Были отнрыты и другие представители семьи инертных газов — неон, криптон, ксенон. Речь здесь об одном чувствительном разочаровании, постигшем Менделеева почти в самом конце его жизни. Конечно, ни у одного исследователя путь в науне не бывает безмятежным. Но все же досадно, что последние годы Менделеева были омрачены загадной аргона. Великий ученый ушел из жизни,

так и не узнав, в чем здесь дело. Не недостаточная гибкость одного из самых проницательных и величайших умов в истории естествознания этому причиной. Просто при тогдашнем уровне

физики эта проблема была неразрешима. Но Менделеев искал разгадку со свойственной ему страстностью и упорством.

И не находил. . .

Дважды два — четыре. Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Сила взаимодействия двух электрических зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. В Периодической системе элементы располагаются в порядке увеличения их атомного веса.

К началу XX века это были равнозначные по непогрешимости истины.

Если хотя бы в единственном треугольнике квадрат гипотенузы не был равен сумме квадратов катетов — это означало бы полную несостоятельность теоремы Пифагора и, более того, классической геометрии.

Если хотя бы в одном случае выяснилось, что закон Кулона не оправдывается, — это было бы равнозначно крушению всех взглядов на природу электричества.

Если бы было найдено, что периодичность свойств химических элементов не всегда строго закономерно изменяется по мере увеличения атомного веса, — это означало бы неправильность закона Менделеева.

Но никто, складывая 2 и 2, не получил 5. Никому не удалось опровергнуть Пифагора. Остался незыблемым закон Кулона. А вот аргон, едва появившись на свет, поставил под сомнение справедливость самого общего закона химии.

На рисунке — третий и четвертый ряды системы Менделеева. Прикройте клетку номер 18, где обитает аргон. Ничто

не нарушает монотонного увеличения атомных весов элементов. Атомный вес серы больше, чем у фосфора. В свою очередь, атомный вес хлора больше, чем у серы, у калия — больше, чем у хлора... Все в порядке.

И этот идеальный порядок сразу нарушается, когда мы приоткрываем клетку с аргоном. Хлор — 35,5, аргон—40, калий — 39.

Итак, семь с лишним десятков известных к тому времени химических элементов строго подчинялись закону Менделеева, и лишь один новый пришелец — аргон — повел себя строптиво Естественно поэтому предположить, что где-то произошла ошибка, что почему-то атомный вес этого газообразного элемента определен неверно.

Сами открыватели аргона немало смущены «невежливым» поведением своего крестника. Они согласны предоставить аргон всем желающим (хотя этот газ все еще очень дефицитен), с тем чтобы их данные по атомному весу этого газа были проверены.

Но все опыты, а было их сотни, дают одну и ту же величину— 40. Атомный же вес калия, 39, был известен давно, и с предельной достоверностью.

В те годы методы определения атомных весов были разработаны с достаточной точностью, чтобы не оставалось никаких сомнений: различие в одну единицу атомного веса намного превышает возможную ошибку опыта.

Можно было бы, правда, в Периодической системе по-

1 Собственно говоря, в Периодической системе есть еще два нарушения плавного хода изменения атомных весов: атомный вес кобальта больше, чем у никеля, и атомный вес теллура больше, чем у стоящего после него йода. Но во времена Менделеева это не- казалось аномалией никому. Кобальт ставили после никеля, и это ничуть не сказывалось на архитектуре Периодической системы. А об атомном весе теллура тогда не было достоверных сведений.

менять аргон и калий местами. Но тогда, мягко выражаясь, получилась бы ерунда. Инертный газ аргон попал бы в окружение чрезвычайно активных в химическом отношении щелочных металлов, а калий очутился бы в угрюмом семействе инертных газов.

Может быть, такая же картина наблюдается и у других инертных газов? Нет. Атомный вес неона меньше, чем у следующего за ним натрия. Атомный вес криптона меньше, чем у рубидия, у ксенона — меньше, чем у цезия.

В лагере врагов Периодического закона химических элементов— а их, узколобых, было еще немало, ох как немало в те годы! — началось оживление. Завистники — и в них Менделеев тоже никогда не ощущал недостатка, — радостно потирая руки, говорили о скором крахе системы.

Что и говорить, Менделеев не может остаться равнодушным к проискам его научных соперников. Он убежден в справедливости своего закона. И поэтому... не верит в правильность определения атомного веса аргона. Даже в восьмом издании своих знаменитых «Основ химии», выпущенном за год до смерти, в 1906 году, ученый пишет, что аномалия атомного веса 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.

„ПОЧЕМУ ЖЕ, ПОЧЕМУ?"

Если переплести все работы, посвященные тольно этой аномалии аргона, то получилось бы собрание томов этан в тридцать. Томов внушительных и толстых. Отражающих мучительные поиски, догадни, надежды, которым не суждено было сбыться. Но решение не приходило. А тут все явственнее стала вырисовываться следующая загадка аргона. Она явилась, эта проблема, окруженная свитой теснящих друг друга вопросительных знаков...

Когда-нибудь найдется человек (достаточно желчный), который займется коллекционированием высказываний различных научных и ненаучных деятелей прошлого о том, чего, по их мнению, никогда нельзя будет достичь, изобрести или открыть. Эта коллекция станет отличным памятником человеческой ограниченности и самодовольству.

В самом деле, чего только не вещали в истории науки!

— Подняться в воздух? Создать летательный аппарат тяжелее воздуха? Абсурд! Ведь расчеты опровергают эту возможность. Рас-че-ты!

— Электричество? Для фокусов еще, быть может, подойдет. Но на большее? Сударь, вы меня смешите!

— Приготовить искусственно органическое вещество? О чем вы говорите, коллега?! Одумайтесь!..

Один из выдающихся деятелей естествознания начала нашего века частенько повторял: «Не надо интересоваться тремя неразрешимыми вопросами: что было до того, когда ничего не было, что такое бесконечность и почему химические элементы в земной коре находятся в таких неравномерных количествах».

Не стоит называть имя этого ученого, сделавшего, кстати, для развития химии и физики очень немало. У кого не бывает заблуждений! Но все же это высказывание очень ярко показывает, что еще полстолетия назад вопросы, почему химические элементы встречаются в земной коре неравномерно, почему содержание одних в миллиарды раз превышает содержание других, считались такими же острыми, как в свое время проблемы воздухоплавания и синтеза органических соединений.

И сегодня, в 1969 году, эта проблема не решена окончательно (да и есть ли они, решенные окончательно проблемы?). Но все же большей частью можно весьма уверенно объяснить судьбу того или иного элемента.

Так, очевидна причина редкости инертных газов. Нелюдимыми монахами-отшельниками живут обитатели нулевой группы среди активного и общительного населения Периодической системы элементов. Наложив на эти газы обет химического «безбрачия», природа тем самым обрекла их на вечное заточение в своеобразном монастыре — воздухе. Пребывание в «светских» местах — горных породах, минералах, воде — им заказано.

Не вступая в обычных условиях во взаимодействие ни с одним из элементов, ни друг с другом, инертные газы находятся лишь в элементарном, газообразном, состоянии, а следовательно, могут пребывать лишь в атмосфере. Однако «гонения» на инертные газы не ограничиваются ссылкой их в атмосферу. Им суждены дальнейшие странствия.

Любой газ, находящийся в атмосфере, улетучивается в мировое пространство. Вызвано это несколькими причинами.

Космические лучи ионизируют атомы и молекулы газов, находящихся в верхних слоях атмосферы. В результате этого заряженные частицы выбрасываются магнитным полем Земли. Часть газов уносится и давлением солнечного света.

Следующая причина утечки газа из атмосферы нашей планеты более своеобразна. Известно, что молекулы любого газа движутся с различной скоростью. Вот, например, литр воздуха. Скорость движения отдельных молекул образующих его газов различается очень сильно. Есть в этом объеме газа тихоходы, которые движутся со скоростью, всего раза в четыре превышающей скорость экспресса Москва — Ленинград. Но есть и чемпионы, которые пробегают по 10—15 километров в секунду.

Кто теперь не знаком с началами космонавтики! Поэтому каждый понимает, что такой скорости молекуле более чем достаточно, чтобы преодолеть силу земного притяжения.

К счастью, не всякая молекула, летящая столь стремительно, становится «космонавтом». Сталкиваясь с соседками, она быстро гасит свою скорость и остается землежитель-ницей. Не будь этого, наша планета лишилась бы атмосферы задолго до того, как на ней появился человек.

Тем не менее части молекул все же удается вырваться за пределы поля тяготения Земли. Вот почему идет непрерывная утечка газа из нашей атмосферы. Кислород, например, утекает в межпланетное пространство ничуть не в меньшем количестве, чем любой из инертных газов. Но потери кислорода и азота с лихвой компенсируются жизнедеятельностью животных и растений. Немалый приток азота, кроме того, идет из действующих вулканов. Поэтому кислорода и азота в атмосфере во много десятков раз больше, чем инертных газов. И воздушный голод нам не грозит.

Но инертные газы утекают безвозвратно. Растения и животные, жизнедеятельность которых обусловлена различными химическими процессами, конечно, не могут связывать инертные газы. Поэтому они утекают безвозвратно.

Впрочем, все сказанное пока — это лишь присказка. А сказка будет о том, как исследователи инертных газов столкнулись с проблемой, объяснить которую, казалось, уж никак было невозможно.

В средние века ученые часто писали свои научные труды в виде диалога двух собеседников. Это был в высшей степени вежливый спор двух знающих и хорошо воспитанных людей. Спорщики беседовали обстоятельно и пространно. В результате рождалась истина, которую читатель получал, так сказать, в первозданном виде.

Мне представляется, что это был не такой уж плохой прием. Во всяком случае, я попытаюсь сейчас использовать опыт своих средневековых предшественников. Это будет тем более уместным, что решение проблемы, о которой я сейчас

собираюсь рассказать, действительно пришло лишь в результате горячих споров. Настолько горячих, что... Судите сами.

Спорят трое ученых: рассудительный, вспыльчивый и недоверчивый.

Вспыльчивый. Но ведь это черт знает что!

Рассудительный (укоризненно) . Но, коллега...

Вспыльчивый. Нет, коллега, именно черт, быть может, только и знает, в чем здесь дело. Ибо нормальному человеку разобраться в этом никак нельзя. Посудите сами, инертных газов в атмосфере очень мало, и объяснение этому найдено, по-видимому, очень убедительно.

Недоверчивый. Да?

Вспыльчивый. Но почему, скажите мне, почему аргона в воздухе в тысячу раз больше, чем всех остальных инертных газов, вместе взятых, в ты-ся-чу!

Рассудительный. Точнее, в тысячу пятьдесят раз.

Недоверчивый. Ого!

Вспыльчивый. Я бы не имел ничего против, если бы таким высоким содержанием характеризовался гелий.

Недоверчивый. Да-а?

Вспыльчивый. Конечно! Ведь гелий выделяется при радиоактивном распаде и урана, и тория, и радия.

Рассудительный. Но вы забываете, коллега, что гелий—■ самый легкий из инертных газов, атом гелия, не считая водорода, вообще самый маленький атом из известных нам. Поэтому он очень легко улетучивается из атмосферы. Вероятность улететь в мировое пространство у гелия во много раз больше, чем у остальных инертных газов.

Недоверчивый. Нуда?

Вспыльчивый. Я бы не возражал против того, чтобы преобладающим среди инертных газов оказался радон — он ведь самый тяжелый.

Недоверчивый. Вот так!

Рассудительный. Вот этого как раз быть не может, потому что радон — радиоактивный элемент, причем период полураспада его составляет примерно четверо суток. Посудите, может такой газ накапливаться в атмосфере?

Недоверчивый (злорадно). Ага!

Вспыльчивый. Тогда ксенон. Ксенон должен был бы стать преобладающим среди инертных газов.

Рассудительный. С этим трудно не согласиться.

Недоверчивый. Вот, вот!

Вспыльчивый. Но все же преобладающим является аргон.

Недоверчивый. Почему же, почему?

Все вместе. Почему?

Я намеренно не назвал профессий наших спорщиков. Проблема аргона занимала умы представителей многих наук. Удивлялись химики. Поражались геологи. Изумлялись геохимики. Недоумевали физики. Никто не оставался равнодушным, когда заходила речь о своенравном обитателе клетки № 18.

ПРЕСТУПНИКОМ ОКАЗАЛСЯ.....ШВЕЙЦАР"

Тан бывает при сплаве леса. Достаточно одному бревну зацепиться за норягу нан вонруг тотчас же образуется затор, бревна громоздятся друг на друга, вырастает причудливое нагромождение леса, а сплавщики в низовьях изнывают

в безделье.

Тан те вонруг одного загадочного аргона стали громоздиться десятки других проблем, которые не могли быть решены, пока не сняты вопросительные

знаки, окружающие этот элемент. Распутать клубок вопросительных знаков помогло открытие, которое, на первый взгляд, не имело никакого отношения к аргону.

Что бы там ни говорили ревнители строгого искусства, а хороший детективный фильм посмотреть всегда интересно. Непонятное и таинственное преступление. Задумчивые лица полицейских инспекторов. Сыщики ищут преступников среди родственников и знакомых убитого. А убийцей оказывается

швейцар ресторана, которого нам на полторы секунды показали где-то в начале фильма.

История с загадками аргона очень походила на этот детективный фильм. С такими же озабоченными лицами ходили «сыщики» — исследователи проблемы аргона. И так же вначале было совершенно неясно, где искать «преступника» — разгадку проблемы. И так же выдвигались различные версии, которые затем опровергались ходом «розыска». Недостатка в версиях не было.

Вот хотя бы предположение одного весьма прыткого «детектива». Он предложил искать виновных среди «родственников» аргона. По его мнению, аргон образуется в атмосфере при слиянии неона и криптона. Поэтому, дескать, неон и криптон из атмосферы мало-помалу исчезают, а аргон, напротив, накапливается.

Проверили, посмеялись и забыли.

Занялись другой версией: все инертные газы, за исключением аргона, радиоактивны. Поэтому они распадаются, и относительное содержание аргона в атмосфере постепенно повышается. Но «сыщики», отправившиеся по этому следу, также вернулись ни с чем.

И тут-то на «полторы секунды» — в небольшой журнальной заметке — промелькнул истинный виновник сумятицы. Появилось сообщение о том, что доказано существование естественной радиоактивности элемента калия.

«Аргонавты» — так прозвали исследователей, бившихся над загадками аргона, досужие острословы не обратили внимания на эту заметку. Они занимались инертными газами и не могли отвлекаться ради давно известного и хорошо исследованного калия. «Швейцар» ничем не привлек их внимания.

Калий действительно оказался истинным виновником всех загадок аргона.

Впрочем, тут надо сделать одно небольшое отступление. Книга это научно-художественная. Научно... А слово это обязывает к возможно большей точности.

Во многих книгах можно встретить указание, что естественная радиоактивность калия была открыта не в 30-х годах, а много раньше, в 1906 году, англичанами Кэмбелом и Вудом. Не хочу сказать ничего худого об этих ученых, но думаю, что здесь произошла какая-то ошибка. В то время радиоактивность калия открыта быть не могла.

Естественная радиоактивность калия настолько слаба,что с помощью известных в то время приборов ее попросту нельзя было обнаружить. Радиоактивность даже таких элементов, как уран, радий и торий, в те годы измерялась весьма приблизительно.

Я думаю, что, отмечая радиоактивность калия, английские физики случайно угадали это его свойство, но уж никак не определили. А радиоактивность в те годы где только не искали!

Просматривая литературу начала века, мы узнаем, что радиоактивные свойства были найдены и у марганца, «выделенного из марганцовокислого калия», и у «сапфира, изолированного от солнечного света», и у «старинной бумаги богемских мануфактур», и даже у «высушенных кусочков мышиной кожи».

Итак, после того как был найден виновник, истинная картина «преступления» раскрылась сразу и во всей полноте.

Естественными радиоактивными свойствами обладает один из изотопов калия — калий с атомным весом 40. Содержание этого изотопа крайне невелико — около одной сотой доли процента. Основная же масса атомов, составляющих природный калий, имеет массовое число 39. Вот почему атомный вес калия очень близок к 39.

Радиоактивность калия-40 очень хитрого свойства. В атомах этого изотопа один из электронов находится в опасной близости от ядра. Настолько опасной, что рано или поздно наступает катастрофа: электрон притягивается ядром. «Упав» на ядро, электрон мгновенно вступает во взаимодействие с положительно заряженным протоном, и тотчас же возникает нейтрон. Процесс простой, а вот последствия его значительны.

Исчез из ядра атома калия протон. Заряд ядра уменьшился на единицу. Было 19, стало 18. Было ядро атома калия, стало ядро атома аргона.

Но масса ядра ведь не изменилась. Атомный вес этих ядер как был, так и остался равным сорока. Вот почему аргон, образующийся из калия, имеет атомный вес 40.

Это объясняет все. Оказывается, атмосферный аргон обязан своим происхождением калию-40. Вот почему, хотя порядковый номер аргона меньше, чем у его «родителя» — калия, атомный вес его больше.

Обидно, что эта, в сущности, пустяковая загадка испортила столько крови Менделееву! Но можно ли тогда было предполагать существование изотопов, таких необычных видов радиоактивности, и многого-многого другого, что известно сейчас любому студенту младшего курса и о чем не мог еще шестьдесят лет назад догадываться величайший ученый?

Ну, а причину завышенного содержания аргона в атмосфере уже можно не пояснять. Если вспомнить, что калий — один из самых распространенных элементов в земной коре, все становится ясным.

Несложный расчет показывает, что ежечасно калий, находящийся в земной коре, выбрасывает в атмосферу около тонны аргона. Свыше 20 тонн в сутки, около 600 тонн в месяц, 7000 тонн в год! Сколько же его образовалось за те пять с половиной миллиардов лет, которые существует наша планета? ..

И УРАН, И КАЛИЙ, И ВСЕ ОСТАЛЬНЫЕ

Итон, с загадками аргона понончено. Решена проблема, занимавшая умы исследователей почти полтора столетия. Знай ученые о радиоактивности налия, несомненно история элемента № 18 не изобиловала бы таними драматическими событиями. Эта история была бы гораздо нороче и гораздо идилличнее.

И. . . гораздо скучнее.

В лагере «аргонавтов» наступило умиротворение. И то сказать: не часто в истории науки наблюдались случаи, когда одно открытие сразу решало столько важных и, казалось, неразрешимых проблем.

Зато в лагере исследователей радиоактивности поднялся переполох. Да что там переполох! Началось смятение. Открытие естественной радиоактивности калия одним махом отбросило ученых с крепко завоеванных позиций. Началось отступление. Отступление беспорядочное, с большими потерями и, чего греха таить, с превеликой паникой.

Уже потом, когда немного успокоились и огляделись, увидели, что отступление, в общем, было закономерным, что позиции, на которых сидели исследователи радиоактивности, были очень уж непрочны. Выяснилось, что и «траншеи» — теория радиоактивного распада — были неглубокими, и «ходы сообщения» — связь между отдельными положениями этой теории — оказались ненадежными, а главное, «боевого снаряжения» — фактов — было совсем мало.

А на первый взгляд все было построено логично и убедительно. Известно, что радиоактивные элементы находятся в конце Периодической системы элементов — там, где сгруппировались самые тяжелые, самые громоздкие представители этого братства. Вот почему естественным был вывод, что тяжелые ядра атомов этих элементов неустойчивы и самопроизвольно распадаются. При распаде они выбрасывают одну или несколько частиц, превращаясь в менее тяжелые, но зато более стабильные ядра.

Таковы были теории радиоактивности 20-х и начала 30-х годов. Правда, внимательный наблюдатель замечал бреши в этих позициях. Хотя бы такую. Если радиоактивность зависит от размеров атомного ядра, то, вероятно, чем тяжелее ядро, тем быстрее должен распадаться радиоактивный элемент. Наблюдения опровергали это предположение. Так, уран, имеющий атомный вес 238, распадается в несколько миллионов раз медленнее, чем полоний с атомным весом 210.

Но все же любой из известных в то время радиоактивных элементов находился в конце системы Менделеева, и это хотя бы поясняло что-то. Но калий? Элемент с порядковым номером 19? Что может быть причиной неустойчивости этого элемента, когда за ним следует десятков шесть элементов, почитающихся абсолютно стабильными? Хотя... стабильными?

Вспомним 43-й и 61-й элементы, которые среди многочисленных изотопов так и не смогли доискаться стабильных. Радиоактивность этих элементов, собственно, и стала причиной их необычной судьбы. Это единственные радиоактивные элементы из числа «срединных», которые уже успели распасться.

«Уже»... «распасться»... А что, разве существует вероятность, что и другие элементы будут радиоактивными, что и онн будут самопроизвольно распадаться?

Прежде чем ответить на этот вопрос, я хочу снова попытаться ввести читателя в атмосферу споров, предшествовавших и последовавших за открытием естественной радиоактивности в середине Периодической системы элементов. По-моему, это очень интересно — атмосфера споров. Часто, лет двадцать— тридцать спустя—не говоря уже о сроках больших— мы получаем лишь само открытие в «готовом» виде со страниц учебника, в котором ничего не говорится об обстановке, которая сопутствовала рождению этого открытия.

Неожиданное проявление радиоактивности в середине Периодической системы означало для науки гораздо большее, чем просто несколько фактов, пусть и очень интересных. Нет, выводы из этих фактов были гораздо более значительны: ведь коль скоро радиоактивными могут быть срединные 43-й и 61-й элементы и даже совсем уж легкий калий, то, быть может, и остальные элементы Периодической системы проявляют естественные радиоактивные свойства?

И как только прозвучал этот вопрос, специальная дискуссия перешла в план идеологический. Да, да, радиоактивность срединных элементов стала на какое-то время одной из самых жгучих проблем мировоззрения. Да простится мне столь пышный термин, но что делать, если радиоактивность калия привлекла к себе пристальное внимание ученых, которых принято называть идеалистами.

Идеалисты в наши дни уже не уповают на имя божье. Не потрясают они и Библией, как это делали сравнительно недавно. Нет, теперь этими сказками верх в споре с материалистами не возьмешь. Чем сильны материалисты? Фактами. Что ж, будем крыть материалистов фактами.

Итак, уважаемые господа материалисты, вы говорите, что природа находится в вечном развитии и движении. Не спорим, не спорим... Кому же придет в голову усомниться в этом!

Живые организмы появляются на свет, развиваются, рождают себе подобных, гибнут. И у нас. господа материалисты, нет никаких сомнений, что Дарвин был прав. Разумеется, дураками и невеждами были те, кто в 20-х годах затеял «обезьяний процесс». А Дарвин — великий Дарвин!— был глубоко прав во всех пунктах своей эволюционной теории!

Но вот неживая, неорганическая природа—тут уж извините. Тут развития и превращений быть не может. Создал (нет, не бог, бога, конечно, нет!), создал, допустим, «высший дух» определенное количество элементов во Вселенной. И все. Никакими силами соотношение элементов в космосе не изменить. Какие бы галактические катаклизмы и превращения ни происходили, количество железа, например, или кальция остается неизменным — таким, каким оно было 10 миллиардов лет назад, и таким же, каким оно будет 10 миллиардов лет спустя.

Итак, отличие живой от неживой природы налицо. Первая развивается, вторая мертвая и застывшая. Основа первой — «высший дух», вторая бездушна. Без «высшего духа» ничто существовать не может. Он, и только он обусловливает развитие материи во Вселенной.

Представьте себе, что вы живете лет этак тридцать назад. Что вы можете возразить этому речистому идеалисту? Как будто бы в самом деле примеров развития и превращения в неживой природе не существует.

С нескрываемым высокомерием взирали идеалисты на плотину схоластических утверждений, воздвигнутую ими на пути здравого смысла, и, сидя на этой плотине, радостно болтали ногами и задорно поглядывали на, как казалось им, вконец поверженных материалистов: мол, сбейте пас с наших позиций, господа, если сможете. Не на таковских напали!

И не заметили они в упоении и гордыне, как в их плотине появилась первая брешь: открытие естественной радиоактивности калия. Затем через плотину потекли ручейки: была открыта естественная радиоактивность самария и неодима. Ну, а потом...

Потом открытия хлынули мощным потоком, который сокрушил хлипкую и уродливую плотину идеалистических домыслов: естественная радиоактивность была открыта еще у многих элементов Периодической системы.

Пожалуй, не стоит подробно останавливаться на истории «завоеваний» радиоактивностью Периодической системы. Рассказ этот получился бы несколько однообразным и, главное, чрезмерно длинным.

89 естественных элементов существует на земном шаре: 92 без трех элементов — «теней» — 43-го, 61-го и 85-го. Пока у 46 из них обнаружена радиоактивность. Если же добавить сюда радиоактивные изотопы водорода и углерода, о которых речь пойдет в следующей главе, то окажется, что большая часть известных нам естественных элементов обладает радиоактивными свойствами.

Если же приплюсовать сюда искусственные элементы, то вывод окажется еще более выразительным: из известных нам сегодня 104 элементов радиоактивность пока свойственна 61.

Вторично я употребляю слово «пока». Это не совсем уместное, на первый взгляд, в таком тексте слово, в общем, правильно. Потому что открытие естественных радиоактив-пых свойств у химических элементов, почитавшихся прежде стабильными, продолжается.

Открытие естественных радиоактивных свойств многих из новообращенных элементов — задача высшей сложности. Не знаю, можно ли в современной физике отыскать эксперимент такой же замысловатый и кропотливый, как открытие радиоактивности, скажем, у кальция и определение характеристик этой радиоактивности.

Действительно, естественная радиоактивность открыта пока у изотопа кальция — кальция с атомным весом 48. Это один из наименее распространенных изотопов этого элемента: содержание его в природном кальции всего 0,148 процента— 1,5 грамма на килограмм кальция. Период же полураспада кальция-48 равен 1018 лет (миллиард миллиардов!). Если сделать соответствующие расчеты, то нетрудно найти, что в килограмме природного кальция за час распадается всего... два атома кальция-48. Для сравнения уместно вспомнить, что за то же время в килограмме радия произойдет приблизительно 1017 распадов, то есть в 100 миллионов миллиардов раз больше.

Но кальций отнюдь не рекордсмен по распаду среди новоявленных радиоактивных элементов. Имеются элементы, распадающиеся гораздо медленнее. Так, например, теллур с атомным весом 130 распадается наполовину за 1021 лет.

Чтобы зафиксировать распад хотя бы одного атома тел-лура-130, приходится ждать часами. Ну, а если какой-нибудь элемент имеет период полураспада еще больший, чем тел-лур-130? Тут приходится со вздохом сожаления признаться, что обнаружить естественную радиоактивность такого изотопа сегодня еще не представляется возможным. И вздыхать здесь есть отчего. Имеются все основания предполагать, что и у остальных элементов таблицы Менделеева будет открыта естественная радиоактивность.

В самом деле, чем, например, радиоактивный калий и кальций отличаются от своих соседей хлора или скандия? Очевидно, только тем, что у последних периоды полураспада настолько малы, что обнаружить радиоактивность этих элементов не представляется возможным.

Так наука пришла к представлению о всеобщей радиоактивности химических элементов. Во Вселенной идет непрекращающееся превращение одних элементов в другие. Более громоздкие элементы превращаются в менее тяжелые.

Пусть сегодня мы еще подразделяем все элементы по радиоактивным свойствам на две группы: элементы с четко выраженной радиоактивностью (сюда относятся элементы, замыкающие пока Периодическую систему) и все прочие. Но деление это условно и грешит значительной долей традиционности. В самом деле, вчера четко выраженной считалась радиоактивность лишь у радия, урана и тория. Сегодня на наших глазах совершился переход из второй группы в первую калия и рубидия. А завтра, с усовершенствованием методов измерения радиоактивности, можно будет четко регистрировать излучение и у всех остальных химических элементов. Деление элементов на радиоактивные и нерадиоактивные будет забыто.

А природа не разграничивала эти элементы никогда. Для нее они все — братья, одинаковые по правам и по поведению. Для Вселенной периоды полураспада в миллиард и в миллиард миллиардов лет одинаково много и одинаково мало. Потому что масштабы жизни Вселенной свои, несоизмеримые с масштабами времени жизни человека. У Вселенной свои часы, уравнивающие неустойчивый уран и почти неизменный, опять с нашей точки зрения, таллий.

Итак, атомы химических элементов непрерывно изменяются. Идет превращение одних ядер в другие. Идет процесс развития и изменения в неживой, неорганической природе. И этот факт — лучшее подтверждение основных положений диалектического материализма.

И У ЭЛЕМЕНТОВ ЕСТЬ ПАПЫ.

Мы привынли, что перечень естественных элементов завершается ураном. Но согласитесь, интересно все те узнать, всегда ли было тан. Или, быть мотет, миллиарды лет назад существовал на Земле 93-й элемент? Или дате 94-й? Но нан узнать, что было, да еще миллиарды лет назад?

Хочу думать, что в состав экипажа космического корабля, который полетит к далеким мирам, обязательно войдет химик. Конечно, без химика там не обойтись! (Прочтите эти слова, товарищ Главный Конструктор!) Однако будем честными — надежд на то, что на этих неведомых планетах будут открыты неизвестные нам химические элементы, мало. А по правде говоря, и вовсе нет.

Немного погодя мы еще будем иметь случай поговорить о проблеме происхождения элементов. Тогда это утверждение станет читателям очевидным. Но и сейчас можно сказать совершенно определенно: в пространствах Вселенной нет шансов встретить элемент, который не был бы найден на Земле или который, на худой конец, не был получен искусственно. Химические незнакомцы не ждут нас на неизведанных мирах. И пыль на «пыльных тропинках далеких планет» состоит из соединений, образованных очень хорошо известными нам химическими элементами.

Однако химику в космическом корабле скучать не придется. Дел у него будет немало, едва ли не больше, чем у любого другого члена экипажа. И, право, я говорю так не из-за профессионального патриотизма. И даже не для того, чтобы убедить руководителей межпланетного перелета взять на борт корабля химика — они сами знают, что без химика космонавтам не обойтись.

Химику на других планетах придется определять состав почв, пород, минералов, атмосферы и многих других объектов. Все эти исследования очень заинтересуют представителей самых различных наук, потому что они помогут получить ответ на вопрос: отличается ли соотношение элементов на этих мирах от земного?

И вот тут-то могут обнаружиться очень любопытные вещи...

Однако приходится прервать рассказ о роли химика в будущем космическом путешествии и вернуться на Землю. Речь пойдет о новой проблеме, которая встала перед охотниками

за элементами. Собственно, на этот раз в центре внимания оказался давно и хорошо известный элемент висмут. А если быть совсем точным, то даже не столько сам висмут, сколько то обстоятельство, что при делении атомного веса этого элемента на 4 в остатке получалась единица.

Ох и хлебнули горя с этой единицей! Исследователи ничего не имели бы против, если бы в остатке получалось 2; 3 их тоже нисколько бы не огорчило. Но единица, проклятая единица, сколько она попортила крови физикам и химикам!

Тяжелые радиоактивные элементы подвержены трем видам радиоактивного распада: альфа, бета и гамма. Альфа-частицы—это ядра атомов гелия, бета-частицы — электроны, а гамма-лучи — электромагнитные излучения, подобные рентгеновым лучам, только с иной длиной волны. Впрочем, я начинаю пересказывать школьный учебник физики, где об этом написано подробнее и обстоятельнее.

Очевидно, что при радиоактивном распаде масса ядра изменяется лишь в случае выбрасывания альфа-частиц; бета-и гамма-частицы обладают такой ничтожной массой, что ею просто можно пренебречь. Вот почему если при радиоактивном распаде изменяется масса ядра, то всегда на одну и ту же величину 4 единицы атомного веса — именно таков вес в атомных единицах атома гелия.

Теперь понятно, что если какой-то радиоактивный изотоп имеет атомный вес, который без остатка делится на 4, то и все продукты его распада также будут без остатка делиться на 4. Если же изотоп при делении на 4 дает в остатке, скажем, 3, то эта тройка неизбежно будет «сидеть» в остатке при делении на 4 атомного веса всех продуктов радиоактивного распада этого элемента.

Вот классификация радиоактивных элементов: элементы, которые делятся на 4 без остатка, которые при делении на 4 дают в остатке 1, 2 и, наконец, 3. Всего четыре семейства.

Раз классификация создана, надо все разложить по полочкам. Вот полочка «безостаточных» радиоактивных элементов. Сюда лягут торий-232, радий-228 и другие. На полочку «остаток 3» кладутся актиний-227, радий-223. На полочке «остаток 2» набились торий-230, уран-238, радий-226, полоний-210 — словом, много, очень много изотопов. На полочке «остаток 1»... ни одного. Ни одного!

Ну что ж, нет так нет. Почему-то природе не захотелось создавать радиоактивные изотопы с таким атомным весом, который при делении на 4 дает в остатке единицу. Ей, природе, виднее. Наверное, есть какая-то причина.

— Стойте!.. — завопил кто-то из физиков (а быть может, и химиков). — А как же висмут-209?

— И впрямь, а как же висмут? — поразились остальные.

Удивляться здесь было чему. Висмут стоит в конце Периодической системы. И ни у кого никогда не возникало сомнений, что этот элемент, так же как и его сосед свинец, образовался из более тяжелых радиоактивных элементов.

А раз так, то где же тогда предки висмута-209? Где те неизвестные элементы, которые при делении на 4 давали в остатке единицу? Ведь не возник же висмут-209 из ничего?

Видите, какой шквал вопросов. И все из-за какой-то единицы, да еще в остатке.

Ответ на все эти вопросы был один:

— По всей видимости, предок висмута-209 существовал, но успел уже распасться.

— Кто же мог быть этим предком?

— Постойте, постойте. .. Есть! Вот изотоп нептуния с атомным весом 237. Он-то, видимо, и был предком висмута-209.

Предположение оказалось весьма вероятным. Действительно, нептуний-237 имеет период полураспада около двух миллионов лет. За миллиард-другой лет от этого изотопа на Земле не должно было бы остаться и следа. А так как возраст нашей планеты гораздо более почтенный, то естественно, что этого предка висмута в земной коре нет. При распаде нептуний-237 превращался в уран-233. Период полураспада этого изотопа 150 тысяч лет — для Земли один миг. То-рий-229, возникающий при распаде урана-233, имеет период полураспада 7500 лет, а радий-225 — всего 15 лет.

Все. Мы полностью проследили генеалогическое древо висмута-209 и установили, что его предки не отличались долголетием (в сравнении с членами других, более «жизнеспособных» семейств). Вымерли предки, и остался висмут один коротать свое бобылье житье.

Между прочим, знать все эти закономерности желательно не только специалистам. Конечно, ведь невозможно предугадать, где могут понадобиться те или иные знания. Вот хотя бы эта история...

БРОШЬ МИССИС МАК ВИЛЬЯМС

Мне не очень хочется рассназывать историю, которая будет изложена дальше. Уш слишком она неблаговидна. Но, право, поучительным будет узнать, нан используют достижения науки некоторые предприимчивые жулики в капиталистических странах. История эта представляется тем более уместной, что главными героями ее будут радиоактивные элементы.

У замечательного американского писателя О'Генри были два особенно любимых им героя: Джефф Питере и Энди Такер — два веселых проходимца, которые частенько становились жертвами собственного незамысловатого коварства. Каждый, кто читал забавные новеллы О'Генри, безусловно запомнил коммерческие операции Питерса и Такера по выпуску акций на несуществующие рудники или продажу пляжных участков, покоящихся на дне морском.

Но времена Джеффа Питерса и Энди Такера в Соединенных Штатах теперь миновали. Простодушных обывателей там сейчас обманывают на, так сказать, научной основе. Впрочем, лучше послушаем диалог почтенной американской четы.

— Но, дорогая, еще раз такой шанс в жизни не пред-

ставится! — четвертый день убеждал свою дородную супругу мистер Мак Вильяме.

— Несчастный! — возмущалась миссис Мак Вильяме. — Зачем тебе эта Венера?! Ты купил бы нам лучше участок в Аризоне. По крайней мере, мы бы на старости лет имели верный кусок хлеба.

— Верный? Кусок?! Хлеба?! — демонически хохотал мистер Мак Вильяме. — Ты забыла о своем брате Питере, который вылетел с благоприобретенной фермой в трубу за каких-нибудь два года. Нет, только Венера! И только пятьсот акров —не меньше. Пятьсот акров чудесной венерианской земли, то есть, тьфу, не земли, а как ее... почвы!

— Но как ты туда доберешься, до этой своей плантации, несчастный?! — вопила супруга, не отличавшаяся особым разнообразием в выборе эпитетов. — Может быть, ты еще купишь в рассрочку личную ракету?

— Я тебе толкую в сотый раз, что мне туда добираться не надо! Я не Гленн и не Карпентер. И, слава богу, мне уже не тридцать, и даже не сорок лет.

— И даже не пятьдесят! — язвительно заметила миссис Мак Вильяме и сделала это, конечно, зря, так как была моложе своего супруга всего на семь дней.

— Если бы ты меня не перебивала, ты бы давно уяснила, что добираться туда будет «Интергалактик плутониум ком-пани». А мы будем получать лишь деньги. И для этого надо всего лишь приобрести акции. На пустячную сумму — девятьсот долларов.

— Пустячную?!—задохнулась от негодования миссис Мак Вильяме. — Если эта сумма пустячная, то почему ты требуешь, чтобы я заложила свою брошь?

Но, милочка, - снова перешел на примирительно-просительный тон глава семейства, — на меньшую сумму, чем девятьсот долларов, компания акций не продает. А у нас, сама знаешь...

— Я во-об-ще не хо-чу ни-че-го знать! — произнесла миссис Мак Вильяме очень четко и очень медленно, что свидетельствовало о ее крайнем раздражении. —То есть, напротив, объясни мне, во имя чего я должна расстаться со своей единственной брошью, которая мне дорога — но разве ты поймешь! — как память о моей маме?

Видишь ли, — обрадовался мистер Мак Вильяме возможности все объяснить, — плутоний много дороже золота.

Он необходим для изготовления атомных и водородных бомб. На Земле его приходится получать искусственно. А на Венере этого металла пропасть. Так утверждают эксперты «Интергалактик плутониум компани», а они уж понимают, что к чему.

— Ты бы лучше осведомился, купили ли эти эксперты акции своей компании! — ехидно посоветовала миссис Мак Вильяме.

— Дело в том, дорогая,— продолжал мистер Мак Вильяме, благоразумно не расслышав выпада супруги, — что Венера— планета более молодая, чем Земля. И поэтому плутоний на ней не успел распасться. Послушай, что пишут эксперты: «Килограмм плутония, вывезенный с Венеры, будет стоить приблизительно восемь долларов. Таким образом, акционеры «Интергалактик плутониум компани» получат две тысячи процентов прибыли на одну акцию». Ты слышала, дорогая: две тысячи процентов!.. Нет, ты, конечно, должна поступиться своей брошью!

— Но почему эта компания сама не прибирает акции к рукам, если ждет такой баснословной прибыли?

— А что такое народный капитализм?! — завопил торжествующе мистер Мак Вильяме, севший на любимого конька.— Прибыли каждому! Процветание мелкого предпринимателя! Бизнес для всех! Две тысячи процентов! Да, дорогая, мы наконец будем иметь свое ранчо. Черт с ним! Покупаем участок в Аризоне! Надеюсь, я буду вести хозяйство лучше этого выродка Питера.

Слова о ранчо подействовали. Спустя четверть часа мистер Мак Вильяме нес в закладную кассу женину брошь. Эта операция должна была доставить сумму, которая, присоединенная к остальным деньгам, и дала бы 900 долларов, необходимых для приобретения акций «Интергалактик плутониум компани».

А в этот же самый час тысячи других мак вильямсов по всем Штатам ломали головы над проблемой 900 долларов, столь необходимых им для покупки плутониевых акций. («Участки на Венере! Плутоний! Две тысячи процентов прибыли! Только до конца недели! Спешите! Спешите! Спешите! ..»)

Средний американский обыватель, с детства купающийся в атмосфере погони за долларом, как правило, не очень силен в химии и в физике, тем более если речь идет о таких причудливых вещах, как радиоактивность. Вот водородная бомба — это предприятие солидное, такое, на котором делают большие деньги. Это ему известно доподлинно. В такое дело можно вкладывать капитал. Даже если для этого потребуется заложить семейную реликвию... Да и свидетельства господ экспертов звучат гак убедительно, так пьяняще, что не поверить им ну никак невозможно!

В самом деле, они говорят, что плутоний на Венере должен быть обязательно. Ведь узнали, что на Земле был этот... как его... нептуний. А нептуний, распадаясь, дает плутоний. Вот этот-то плутоний и станут добывать на Венере.

Трудно определить степень учености господ экспертов «Интергалактик плутониум компани». Эта «компани» растворилась в лабиринтах уолл-стритовских банков, прежде чем приехал государственный инспектор, не арестовать — упаси боже! — а лишь подсчитать сумму налогов.

Но не надо было обладать фундаментальными сведениями из физики и химии, чтобы твердо быть уверенным: на Венере плутония нет и быть не может. Сейчас искусственно получены, пожалуй, все возможные изотопы плутония, в том числе самый долгоживущий — плутоний с массовым числом 244. Период полураспада его почти 80 миллионов лет. Это означает, что любое, даже громадное количество этого элемента практически исчезнет за миллиард лет.

Имей господа эксперты «Интергалактик плутониум компани» хоть немного совести, они должны были бы честно сообщить незадачливым акционерам, что Венера существует безусловно больше миллиарда лет. Вот почему искать там плутоний бессмысленно. Но когда дело идет об обдирании ближнего, слово «честно» просто неуместно.

Ну что, Джефф Питере и Энди Такер, не стыдно вам, что вы надували обывателя такими кустарными методами? То-то.

НОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, НЕПОНЯТНЫЕ АТОМНЫЕ ВЕСА, НЕОЖИДАННЫЕ «ПРОВАЛЫ» В СТРОЙНЫХ РЯДАХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ— ЭТИ И МНОГИЕ ДРУГИЕ ИСПЫТАНИЯ ПОДЖИДАЛИ ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА. И ИЗ КАЖДОГО ИЗ ЭТИХ ИСПЫТАНИЙ ОН ВЫХОДИЛ ЕЩЕ БОЛЕЕ ОКРЕПШИЙ, КАК И ПОДОБАЕТ ВСЕОБЩЕМУ ЗАКОНУ ПРИРОДЫ.

...Система, которая позволила определить, сколько лет существует наша планета, наша Солнечная система, наша Галактика, наша Вселенная...

НЕВЫДУМАННАЯ ПРИТЧА О СКУПОМ ШЕЙХЕ И СМЕЛОМ ПАСТУХЕ

Это рассназ о самой известной, самой сенсационной находне за всю историю археологии. Вместе с тем это рассназ и о наиболее внушительном сражении, ноторое давала церновь науне XX вена. Сражение не утихло и сегодня. Все еще раздаются залпы полемических статей и одиночные выстрелы крупнокалиберными книгами. Но наступление цернви захлебнулось. Сейчас церновнини предпочитают отсиживаться на привычных позициях — в ветхих окопах старых мифов и в истлевших блиндажах религиозных догм. ..

Все началось с того, что у Мухаммеда ад-Диба пропала коза. Тогда, в 1945 году, Мухаммеду было пятнадцать лет. Он считал себя взрослым и много пережившим мужчиной.

Недаром за ним закрепилась слава одного из самых опытных пастухов племени таампре. И все же Мухаммед заплакал.

Впрочем, в положении Мухаммеда не сдержал бы слез даже седобородый старец. Еще бы! Пропавшая коза принадлежала самому шейху. А большего скупца не сыскать на всем пространстве от Аль-Ауджа до Бессана. Да и за Бессаном сколько ни ищи, не найдешь подобного сквалыги.

Мухаммед отчетливо представлял, какой шум поднимется, когда шейх узнает об исчезновении своей козы — одной из трехсот двадцати четырех. Шейх призовет отца Мухаммеда и, перемежая стенания и жалобы изощреннейшими проклятиями, потребует возместить стоимость козы. А оценит он ее, можно быть твердо уверенным, не меньше, чем верблюда.

Двое спутников Мухаммеда, сокрушенно цокая языками, посочувствовали плачущему мальчику, но большим помочь не могли. Разве только постеречь стадо в то время, как он будет искать беглянку.

— Но ведь ее давно съели шакалы!—всхлипывал мальчик.

— Не показывай своего малодушия, сын мой, — сказал старший из пастухов, — ты ведь знаешь, что в это время года шакалов здесь не бывает.

*— А духи? Ведь все говорят, Дияб, что горы заселены духами? — попробовал возразить Мухаммед.

— Тебе ли их бояться, Мухаммед? Что дурного могут сделать духи истинному мусульманину?

Мухаммед колебался два дня. Но страх перед шейхом и уговоры спутников, которые вот-вот могли перейти в подтрунивания, пересилили. И на третий день пастух отправился на поиски козы.

Впоследствии Мухаммеду не раз приходилось рассказывать о всех подробностях поисков. И все же он не мог припомнить, как далеко довелось ему уйти от своих спутников. Мухаммед рассказывал, что шел очень долго. Солнце успело подняться высоко, а затем спрятаться за невысокими кумран-скими горами. А Мухаммед все шел.

Он стал подумывать о том, что придется заночевать в пустыне. Это было очень неприятно. Но он захватил с собой спички и кусок козьего сыра, а поэтому наступающей ночи можно было особенно не бояться.

Мальчик совсем уж было расположился на ночлег, но тут высоко в горах увидел пещеру, хорошо различимую в лучах заходящего солнца. Конечно же, ночь лучше провести в пещере, чем под открытым небом. И Мухаммед стал карабкаться по каменистым склонам кумранских отрогов.

Когда он добрался до пещеры, было совсем темно. И все же Мухаммед заметил, что у самого входа в пещеру зияет глубокий провал.

«Быть может, коза провалилась туда?» — подумал пастух. Но сколько он ни пытался рассмотреть что-нибудь внизу, ничего увидеть не смог.

Мухаммед бросил в провал камень. Сразу раздался знакомый треск разбивающихся глиняных горшков. Видимо, яма была неглубокой. Но что там за посуда?

Мальчик бросил камень побольше. И снова там, внизу, посыпались черепки. Козы там, конечно, нет. Но от пещеры уходить не стоит: уж все равно глубокая ночь.

Недолги летние ночи в Вади-Кумране. На рассвете дрожащий от холода Мухаммед снова подошел к провалу. Как он и предполагал, яма была неглубокой. На дне ее были видны какие-то глиняные горшки.

Мухаммед поколебался немного, а затем спрыгнул в провал. Тут стояло не меньше дюжины горшков. Все они были покрыты крышками, а один из них, самый меньший, был под какой-то красной печатью. Из тех сосудов, что Мухаммед разбил камнями ночью, высыпались мелкие зерна — не то пшеница, не то просо.

Пастух никогда не слыхал о кладах. Но какой мальчик не заинтересуется содержимым непонятно как сюда попавших сосудов?

Вот почему Мухаммед взял палку и стал разбивать горшки. Зерна, еще зерна... Только в последнем, том самом, с печатью, лежало несколько свернутых кож. Эта находка была весьма кстати: у Мухаммеда и его спутников давно прохудились сандалии.

Кожа, правда, была разрисована какими-то знаками, но это, к счастью, не повлияло на ее прочность. Так и есть: если ее сильно растянуть, то кожа, несмотря на сморщенный вид, не рвется.

А козы все же нет. Мухаммед, вздохнув, решает вернуться на стоянку.

К огорчению Мухаммеда, его спутники не обрадовались подарку: уж слишком ветхой выглядела кожа, чтобы ее можно было использовать для починки обуви. Мальчик сунул свитки в мешок, где он хранил пищу, и забыл о них.

Вернувшись домой, Мухаммед не вспомнил о находке. Да и не до нее было. Как пастух и думал, шейх поднял страшный крик. Он вопил так, как будто лишился всего своего состояния, а не одной заморенной козы, которая к тому же давно не доилась.

Кожи пролежали в мешке почти два года. Наконец на находку обратил внимание Васфи, дядя Мухаммеда. Он долго рассматривал свитки, пытаясь разобрать, что означают таинственные знаки. Потом дядя авторитетно заявил:

— Надо идти в Вифлеем. Это несомненно рукописи. И торговцы древностями могут дать за них большие деньги — может быть, десять фунтов, а может быть, и больше...

Три бедуина из кочующего племени таамире пришли в Вифлеем весной 1947 года. Лавку торговца древностями они разыскали лишь в полдень, когда обычно жизнь города замирала: люди прятались от палящего солнца.

Но зной не мог смутить бедуинов из племени таамире. Увидя, что лавка заперта, они смело постучались в нее. Однако, чтобы разбудить хозяина, потребовалось колотить в двери очень долго.

На пороге показался заспанный владелец лавки. Мигая закрывающимися от сна глазками, торговец вопросительно уставился на пришельцев. Те молча протянули ему свитки.

Торговец долго мял кожи, рассматривал их на свет, покусал одну из них зубами и затем снова уставился на пришельцев.

— Двадцать, — сказал один из них.

Торговец пожевал губами, сладко зевнул и осведомился:

— Фунтов?

Бедуины одновременно кивнули головами. Торговец древностями закрыл глаза и задумался. Думал он долго и, видимо, успел вздремнуть, потому что несколько раз явственно всхрапывал.

Наконец лавочник раскрыл глаза и выставил два пальца, что означало: два фунта. Носле этого он захрапел снова, на этот раз сильно и с присвистом.

Бедуины обменялись взглядами, растолкали спящего торговца и отрицательно покачали головами. Тот молча указал им на выход и, не потрудившись даже запереть за пришельцами двери, заснул снова, покойно и блаженно.

Можно не сомневаться: знай неразумный лавочник, какие

сокровища он выпустил из своих рук, сон его не был так безмятежен и покоен, если бы он смог спать вообще.

Уйдя от торговца древностями, бедуины кратко посовещались, что им делать. Васфи витиевато выругал лавочника и совсем уж было решил предложить своим спутникам уходить из Вифлеема, а кожи выбросить в ближайшую яму. Но тут он вспомнил, что в городе у него есть один знакомый владелец сапожной мастерской, Халил Искандер. Уж он-то должен разбираться в кожах.

— Быть может, пойдем к нему?

— Пойдем, раз уж выбрались в Вифлеем!

Хотя почтенный Халил Искандер и был членом сирийско-христианской общины, куда допускались люди образованные и имущие, бедуины застали его за сапожным станком. Видимо, образование не было помехой для тачания сапог. А состояние. ..

Что же до состояния, то выяснилось, что сам Халил ничуть не богаче двух мастеровых-сапожников, которые работали в его мастерской.

Взглянув на свитки, Халил восторженно зацокал языком:

— Клянусь своей бородой, что это очень древняя вещь! И это большие деньги, очень большие! Це-це-це...

Часа два бедуины, позабывшие свою степенность, кричали и размахивали руками, как женщины в лавке украшений, и наконец, вняв совету Халила Искандера, решили отправиться в Иерусалим, где у Халила был знакомый антиквар.

Когда четыре пришельца поздно ночью постучали в дом мосье Жоржа Исайи, тот поначалу рассвирепел. Не хватало, чтобы грязные арабы беспокоили его еще по ночам! Но когда антиквар увидел, что принесли бедуины, он повел себя так, как не пристало вести настоящему торговцу древностями. Вместо того чтобы зевнуть и спросить, лениво цедя слова: «И ради этой рухляди вы подняли среди ночи почтенного человека?» — мосье Жорж трясущимися руками схватил кожи и стал лихорадочно их разворачивать. Одного взгляда ему было достаточно, чтобы понять: перед ним очень большая древность.

Стоит ли удивляться, что в результате столь легкомысленного поведения мосье Жоржа арабы вздули цену за свитки вдвое? Свои сорок фунтов они получили немедленно. А две минуты спустя Жорж Исайя, наспех одевшийся, заводил потрепанный «шевроле».

Настоятель монастыря святого Марка митрополит Афанасий Иешуа Самуил, несмотря на позднее время, не спал: в монастыре вечерни назначались обычно на глубокую ночь. Вот почему он принял Жоржа Исайю в полном облачении и в суровом молчании: посетитель был известен своей без-божностью.

Мосье Жорж, пересыпая свою речь извинениями и уверениями в совершеннейшей преданности христианской церкви, рассказал митрополиту о находке и наконец выложил перед ним свитки.

Митрополит не удивился. Он остался спокоен. Он даже не протянул руки, чтобы взять кожи. Более того, не пожелал на них взглянуть.

Какой интерес могут представить для него эти ритуальные свитки? Мало ли что приволокут эти язычники арабы! И потом, разве господин Исайя не знает, что несколько лет назад в Вифлееме был случай чумы, а?

Мосье Жорж замолкает, а потом говорит свистящим шепотом:

— Ваше преосвященство, эти свитки найдены в Кумране. Там, где жил Иисус Навин! Это древнейшие рукописи. Ведь

Кумран сейчас превратился в пустыню. Много веков там уже никто не живет.

— Ну что ж, — с видимой неохотой произносит митрополит,— оставьте кожи у меня. И приведите ваших оборванцев. Может быть, у них есть что-нибудь еще?

Мосье Жорж, откланявшись, удаляется. А его преосвященство, внезапно потеряв свою степенность, бросается к рукописям, внимательно рассматривает их и затем, оборо-тясь к двери, произносит с торжествующей улыбкой:

— Исайя, скорби!

Как ни состоятелен был мосье Жорж, ему, конечно, не сравниться с настоятелем монастыря святого Марка. Вот почему спустя несколько месяцев свитки — и те, что попали вначале к антиквару, и те, которые арабы принесли вновь,— оказываются у митрополита.

Однако благочинный Афанасий до сих пор не знает, что именно написано на кожах. Выяснилось, что таинственные знаки — это буквы древнееврейского алфавита. А древнееврейского Афанасий, разумеется, не знал.

Поэтому митрополит вынужден пригласить для консультации специалистов. И монастырь сразу начинает лихорадить. Куда делся размеренный монастырский уклад! Где вы, заутрени, обедни и вечерни, свершавшиеся прежде с хронометрической точностью! Митрополит третьи сутки не выходит из своей кельи. А в некогда пустынных коридорах толпится пришлый люд, наполняя монастырь шумом, табачным дымом и суетными мирскими разговорами.

И впрямь было от чего прийти в возбуждение! Все специалисты заявили: рукописям не меньше 1500—2000 лет. Не меньше! А текст, нанесенный на свитки, — комментарий так называемой книги пророка Аввакума и пересказ библейской «Книги Бытия». Оба текста очень хорошо известны христианской церкви.

Митрополит Афанасий утратил покой, сон и некогда завидный аппетит. Митрополит Афанасий стал подозрителен, суетлив и раздражителен. Митрополит Афанасий не знает, что ему делагь,

ОТПУСК МИТРОПОЛИТА АФАНАСИЯ

Археологи часто находят разные интересные вещи. Но рукописи попадаются им чрезвычайно редко. Это понятно: пергамент, папирус — что их устойчивость в сравнении с глиняными черепками, золотыми украшениями, медными монетами:

А тут рукописи, и не одна... Впрочем, не это главное в нумранской находке. Главное другое: не сами ноши, а то, что на них написано.

Церковь утверждает: главные христианские божественные книги созданы много веков назад — где-то в первом вене нашей эры, сразу, деснать, после того,

нан умер и чудесно воснрес Иисус. Но вряд ли можно было найти даже среди богословов хотя бы десятой таких которые верили бы в это. В глубине души священнослужители считают, что церковные тексты возникли гораздо позже — спустя венов шесть-семь после рождества Христова. Да и писались они не сразу, а на протяжении неснольних

сотен лет.

И вдруг появляется библейский тенет, который, судя по всему, написан почти 2000 лет назад, то есть нан раз в то время, когда, по церковным легендам,

шил Иисус Христос.

Митрополит долго колеблется и наконец приглашает к себе мистера Джона Тревера, директора американской школы восточных исследований в Иерусалиме. Мистер Тревер не меньше митрополита взволнован кумранской находкой. Но он опечален, он очень опечален.

— Ваше преосвященство, разве вы не знаете, что по законам Иордании все предметы старины, найденные на ее территории, принадлежат правительству?

— Посоветуйте же, мистер Тревер, умоляю вас! — заискивающе просит митрополит.

— Вы устали, ваше преосвященство, — улыбается Тревер, — вам необходимо отдохнуть. Вы выезжаете, ну, скажем, в Александрию. А из Александрии ежедневно два самолета следуют в Нью-Йорк... Мы встретимся там, ваше преосвященство.

25 марта 1948 года митрополит отбывает на отдых. Восемь носильщиков-бедуинов тащат восемь громадных чемоданов митрополита. Один небольшой чемоданчик его преосвященство несет сам...

Рукописи очутились в сейфах одного из крупнейших нью-йоркских банков. Это было надежное укрытие. Тем не

менее его преосвященство не решается покинуть Нью-Йорк и бросить рукописи на произвол судьбы. Правда, и тогда, когда рукописи были проданы, — поверьте, за очень внушительную сумму! — его преосвященство не вернулся в Иорданию. Но это мелочи. Да и кто сейчас интересуется митрополитом Афанасием! Сейчас у всех на устах кумранские находки.

Академии и университеты, теологические ученые общества и археологи-одиночки пришли в страшное возбуждение. Они не стали ждать, пока спадет летняя жара. В кумранскую пустыню хлынули десятки экспедиций.

И они находят новые рукописи. Правда, еще больше сумели разыскать арабы, понявшие по тому переполоху, который начался в Вифлееме, что за эти старые кожи можно получить немалые деньги.

За каких-нибудь два года количество найденных рукописей возросло чуть ли не впятеро. Теперь экспедиции охотятся уже за каждым обрывком рукописей, за каждым клочком кожи. Почти одичавшие стада коз привольно бродят по при-горьям, а бедуины целыми днями пропадают в горах.

Оказалось, что пустыня Мертвого моря хранила большое число рукописей самого разнообразного содержания. Кроме чисто религиозных текстов, тут были и уставы общин, и списки запрятанных драгоценностей, и исторические изыскания, и даже полухудожественная, полуритуальная рукопись сказочного содержания: «Война сынов Света против сынов Тьмы».

В этой рукописи, особенно обратившей на себя внимание ученых (не все же интересовались только религиозными взглядами древних обитателей Кумрана), обстоятельно

рассказывалось о нападении на мирных иудеев кровожадных сынов Тьмы. Сыны Тьмы несли с собой не только смерть — они несли с собой чужую веру, чуждые мирным сынам Света обычаи. Культивировали право сильного и богатого. Тяжел был бой, велики были потери, но все же сыны Света одержали победу.

Итак, исследователям было над чем потрудиться. Впервые в руки ученых попало такое большое количество — подлинных!— рукописей древности. Наука получила информацию о событиях двухтысячелетней давности, так сказать, «из первых рук».

Однако прошло немного времени, и в бочки радости по поводу удивительных находок стали вливать ложки разногласий. Вряд ли стоит рассказывать здесь о всех перипетиях этих споров. Но очень скоро ученые, принимавшие участие в исследовании кумранских рукописей, разделились на два лагеря.

«Кожаные свитки—ровесники Иисуса Христа», — таким было торжествующее и бескомпромиссное заключение теологов-богословов, которые занимаются изысканием доводов подлинности существования Иисуса Христа, апостолов и иных библейских персонажей.

«Находки в Иудейской пустыне не имеют ничего общего с Иисусом Христом; более того, эти рукописи подтверждают, что христианство возникло как протест древних иудеев на притеснения римлян»,-—столь же категорически утверждали ученые второй группы.

Сказать, что между этими двумя группировками шла ожесточенная, яростная борьба, — значит не сказать ничего. Ведь здесь речь шла не просто о том, кто окажется правым в очередной научной дискуссии, и даже не о том, кому достанутся лавры научного открытия. Шут с ними, с лаврами! Нет, здесь спор шел о том, был ли бог человек Иисус, или это лишь выдумка, и притом не очень искусная. И понятно, что если выдуман Иисус, то все канонизированные христианские книги и догматы — тоже более или менее искусная выдумка.

И так уже случилось, что в фокусе всех споров очутился вопрос о возрасте рукописей.

Богословы утверждали, что рукописи написаны сразу же после гибели и чудесного воскресения Христа, то есть в первой половине первого века нашей эры. Представители оппозиционной группировки настаивали на ином: рукописи соз-

даны еще до нашей эры, задолго до того года, в котором, как утверждают церковники, родился Спаситель—Иисус Христос.

Теперь ясно, что точное определение даты рождения рукописей решало бы все. Это было очевидно. Не было только понятно, как же определить возраст кумранских находок.

Автор понимает, что к недоумению участников спора о кумранских рукописях присоединяется вполне понятное удивление читателей. Арабский пастух, кувшины в пещерах, сварливый шейх, древние свитки, оборотистый митрополит... Но при чем же здесь закон Менделеева, которому посвящена эта книга? И как этот закон помог ученым выбраться из тупика?

ВОЛК, ОВЦА, ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА И АРХЕОЛОГИЯ

А ведь действительно тупин. Ну нан определить, ногда появились на свет

эти загадочные рукописи? Хорошо палеонтологам: те, едва взглянув на ности накого-нибудь индринотерия, могут уверенно сказать, ногда топтал землю их хозяин. Правда, ошибка здесь будет в десяток-другой миллионов лет. Однако это палеонтологов не очень беспокоит. Но в случае с рукописями дате сто лет — недопустимая ошибна. Это документ, и здесь надо сказать точно, ногда он был написан,

Ногда? Тупин...

Часто сам изобретатель не способен предугадать, какое применение найдет его открытие.

Эдисон считал, что фонограф станет отличным прибором для... документальной записи последней воли умирающего. Дескать, неутешные племянники смогут представить нотариусу валик с записью невнятного шепота двоюродного дядюшки, а затем уже с чистой совестью вступить во владение наследством.

Попов, сконструировав первый радиоприемник, предположил, что это будет отличная штука для предсказания погоды: ведь грозоотметчик улавливает грозовые разряды на большом расстоянии.

Паркеч, отыскав способ приготовления целлулоида, этой первой и, надо сказать, прекрасной пластмассы, очень обрадовался и запатентовал ее как материал для изготовления бильярдных шаров.

Либби изучал распределение на поверхности Земли радиоактивного изотопа углерода и вообще не предполагал, что это

исследование найдет хоть какое-нибудь практическое применение. По крайней мере в ближайшую тысячу лет.

Исследования Либби нашли применение в «ближайшие семь лет». Но, пожалуй, обо всем этом следует рассказать по порядку.

Со всех сторон на Землю льется непрерывный поток космического излучения. Все живое на планете надежно защищено от губительного действия этих космических лучей толщей атмосферы. Космические лучи, сталкиваясь с атомами газов, входящих в состав атмосферы, поглощаются ими. До поверхности Земли доходит лишь ничтожная часть излучения Вселенной, к тому же настолько ослабевшая от продирания через несколько сотен километров воздуха, что ни человеку, ни иным живым существам никакого вреда этим излучением причинено быть не может.

Об этом знали давно. Но как-то не задумывались над тем, что происходит с атомами атмосферных газов после того, как они поглощают космические лучи. Вот исследованием этой-то проблемы как раз и занялся Либби.

Скоро ответ на поставленный вопрос был получен. Космические лучи, «натыкаясь» на верхние слои атмосферы, выбивают из ядер атомов различных газов нейтроны. Эти нейтроны могут захватываться другими, соседними, атомами. При этом, как мы знаем, образуются атомы иных изотопов.

Так было установлено, что нейтроны захватываются ядрами азота. При этом образуется изотоп углерода с атомным весом 14.

Для интересующихся подробностями привожу реакцию, которая при этом происходит. Реакция несложна: Ы714 + п0' = С614 + Н11. Азот с атомным весом 14 и порядковым номером 7 захватывает нейтрон. Возникающее при этом ядро изотопа азота-15 неустойчиво и тотчас выбрасывает протон. Достаточно беглого взгляда на таблицу Менделеева, чтобы понять, что это ведет к образованию изотопа углерода с атомным весом 14.

Углерод-14 радиоактивен. Он распадается, выбрасывая одну бета-частицу, и превращается при этом в азот. Период полураспада углерода-14 составляет 5570 лет. Запомните эту величину. Если не точно, то хотя бы приблизительно. Очень скоро она нам понадобится.

Установить факт образования в атмосфере радиоактивного изотопа углерода было делом физики. Для ответа на

вопрос, что же происходит с этим углеродом дальше, Либби пришлось обратиться к химии.

Химия дала на этот вопрос быстрый и уверенный ответ. Образовавшийся из азота углерод-14 тотчас же соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый газ. Вот почему некоторая часть углекислого газа атмосферы радиоактивна. «Некоторая часть»? А какая именно?

Здесь вмешиваются геофизики. Они поясняют Либби, что, судя по всему, интенсивность космического излучения не изменялась последние несколько миллионов лет. Поэтому можно быть уверенным, что за единицу времени — скажем, за год или за десять лет, кому как удобнее считать,—в атмосфере образуется строго постоянное количество углерода-14. Ну, а поскольку величина периода полураспада тоже постоянна и к тому же невелика сравнительно с геологическими периодами, то очевиден вывод, что содержание углерода-14 в атмосфере постоянно и не изменяется.

Либби определяет точное содержание радиоактивного углерода в атмосфере. Он конструирует очень сложную установку для измерения слабой радиоактивности. Одно описание ее занимает двадцать две страницы убористого шрифта. Затем Либби принимается за измерение радиоактивности

углекислого газа, добытого из атмосферы в самых различных областях нашей планеты и на самых разнообразных высотах.

Результаты опытов совпадают. В грамме обычного углерода, выделенного из углекислого газа, содержится такое количество углерода-14, которое дает за минуту 16 распадающихся атомов. Запомним и эту величину.

Для интересующихся замечу, что такое количество распадов указывает на ничтожно малое в весовом выражении содержание углерода, имеющем атомный вес 14. На грамм углерода-12 приходится одна десятимиллиардная доля грамма углерода-14 (10~10 грамма).

Интересно, а попадает ли радиоактивный углерод на поверхность Земли? Ответ на этот вопрос приходится искать у биологов.

Биологи отвечают определенно: да, попадает. А как же может быть иначе? Растения поглощают углекислый газ. Углекислый газ превращается хлорофиллом растений в сложные химические соединения. Эти соединения откладываются в клетках. Вот почему в тканях растений будет находиться радиоактивный углерод.

Но растения не только поглощают углекислый газ, они его также выдыхают. Поэтому, вдыхая и выдыхая углекислый газ, растения постепенно приобретают такое же относительное содержание углерода-14, каким характеризуется углекислый газ атмосферы. Иными словами: если выделить из любого растения — безразлично, из придорожного лопуха или гигантской секвойи — грамм углерода, то окажется, что в этом грамме каждую минуту будет распадаться 16 атомов углерода-14.

Но в растениях не завершаются странствования углерода-14 по планете. Ему еще предстоит принять участие в следующем этапе путешествия, которое мы условно назовем «трава — овца—■ волк».

Овца, поедая траву на лужайке, с каждым граммом обычного углерода усваивает Ю-10 граммов углерода-14. Так как овца ест много травы, причем делает это каждый день, то постепенно все клетки ее организма приобретают такое же относительное содержание углерода-14, как и атмосфера или растения.

Но в какую-то роковую ночь приходит беда: пробравшийся в овчарню волк режет бедную овцу. Совершает он это чудовищное преступление отнюдь не по идейным мотивам — просто волк проголодался.

Конечно же, одной овцой серый не ограничится. Спустя несколько дней он разыщет очередную жертву. Словом, волк нахватается радиоактивного углерода в достаточном количестве, чтобы его клетки также приобрели равновесное содержание этого изотопа.

Надеюсь, не надо пояснять, что ничего бы не изменилось, если бы я вместо этапа «трава — овца — волк» описал бы этап «капуста — коза — тигр», или «морковка — заяц — лиса», или даже «кукуруза — корова — человек». Итак, все живое на нашей планете содержит радиоактивный углерод. Пусть его очень мало, но всегда грамм углерода, выделенный растениями или животными, будет давать 16 распадов в минуту.

Это если организм живет. А если он погиб? Вот, скажем, нашего волка настигло справедливое возмездие. Удачливый охотник всадил серому пулю в бок. Подпрыгнул хищник, перекувырнулся через голову и испустил дух. Не рыскать теперь серому по деревням, не резать бедных овечек. А главное, мертвый волк не ест. Прекратилось поступление в организм хищника органических веществ, содержащих радиоактивный углерод.

И вот с этого момента содержание углерода-14 в мертвом организме начинает уменьшаться: пусть медленно, наполовину почти за шесть тысячелетий, но углерод-14 неотвратимо распадается.

Если спустя 5570 лет ученые антропологи доберутся до скелета волка и вздумают определить,

сколько радиоактивного углерода содержится в нем, то обнаружат, что грамм углерода, выделенного из костей, будет давать уже не 16 распадов в минуту, а только 8. На грамм углерода-12 будет приходиться, таким образом, уже не 10~10 граммов углерода-14, а вдвое меньше.

Все, что шутки ради было пояснено на примере волка, относится к любому животному или растительному организму. Пока организм живет, он участвует в постоянном обмене радиоактивным углеродом с другими животными или растениями, с углекислым газом воздуха. Но после гибели организма относительное содержание углерода-14 в тканях, скелете непрерывно уменьшается.

Когда были завершены все эти физико-химико-биолого-геофизические изыскания, только тогда пришла Либби мысль, не обратиться ли к... археологии.

— Ну, знаете! — еще раз встрепенется иной из впечатлительных читателей. — Не притянуто ли это искусственно к книге о Периодической системе, ложной занимательности ради?

Но не будем спешить с выводами. В наше с вами, читатель, время науки очень тесно связаны друг с дружкой. И очень может быть, что и кумранские рукописи не чужды Периодическому закону.

Итак, археология. Что общего может иметь химик с этими одержимыми, роющимися под палящим солнцем в тысячелетней пыли? Разделять с ними радость по поводу найденного черепка? Хмурить лоб, размышляя над тайнами происхождения развалин? Гадать, в каком веке была вычеканена эта монета: пять столетий до нашей эры или в царствование короля Пипина Короткого?

Но плох тот естествоиспытатель, который неуважительно думает о представителях пусть неточной, но науки. Науки! А потом, почему неточной? Сегодня, когда даже поэзию поверяют кибернетикой, почему бы не попытаться сделать археологию точной наукой? Для этого ей надо немного: строгий, научный метод определения возраста находимых при раскопках предметов.

И химия дает археологам такие часы. Эти часы — углерод-14.

Уже много веков, много тысячелетий на Земле, точнее, в органическом, живом веществе Земли установилось постоянное содержание углерода-14: 16 распадов в минугу на

грамм обычного углерода. После гибели организма эта величина начинает уменьшаться. Это ли не идеальные часы, отсчитывающие время с момента гибели организма!

Вот находят при раскопках кусочек обуглившегося дерева. Стоит определить его радиоактивность, и можно узнать, когда это дерево было срублено.

Выкопаны из древнего могильника человеческие кости. Надо из кусочка кости выделить незначительное количество углерода, и его радиоактивность скажет точно и определенно, когда умер обладатель этого скелета.

Найдены в пещере веревочные сандалии. Теперь археологам не надо спорить о том, когда эти сандалии были сработаны. Археологи обращаются к химикам. И те, определив углеродную радиоактивность волокон, говорят: третье столетие нашей эры.

Хорошо? Очень!

НА ЧАСАХ: БЕЗ ДВУХ ВЕКОВ НАША ЭРА

Часы, углеродные часы. Заводит их сама природа, следит за медленным движением их стрелой человен. Но чтобы научиться этому, он должен был вооружиться новейшими достижениями физики, химии, биологии и еще многих других наун, которые замысловато сплелись здесь, в проблеме радиоактивного обитателя клетки N° 6 таблицы Менделеева.

К 1955 году вокруг находок в Иудейской пустыне бушевал уже двенадцатибалльный шторм страстей. Кусочки, обрывки рукописей перепродавались многократно. Десятки учреждений, сотни ученых корпели над расшифровкой новых находок.

А тем временем митрополит Афанасий провозгласил, что свитками, которые нынче находятся у него в руках, прежде пользовался сам Спаситель. А если не он, то уж его ученики, апостолы, наверняка. После этого цена на рукописи взлетела до миллиона долларов.

Снимки свитков, пещер, где были найдены кожи, замелькали на страницах газет и журналов всего света, потеснив даже кинозвезд, с которыми, как известно, до той поры никто и ничто конкурировать не могло.

И вот как раз в то время, когда спор о кумранских находках достиг высшей точки накала, появились сообщения о первых результатах исследований Либби.

То, что вы прочтете сейчас, весьма знаменательно, весьма характерно для науки наших дней. И коль скоро химия и физика смогли вмешаться в спор о происхождении христианства, о существовании Иисуса Христа и сказать самое веское слово в этом споре, то это значит, что эти науки действительно могут все. И это мне, физико-химику, очень приятно.

В книге Либби, посвященной углероду-14, этот опыт описан под № 576. В графе «образец» стоит: «Свитки с Мертвого моря». Далее одна строчка с цифрами результатов определений.

Всего одна строчка — граница в самом крупном за последние десятилетия споре, граница, по одну сторону которой находится истинная наука, а по другую — владения шарлатанов и богобоязненных кликуш.

Путь кумранских рукописей в лабораторию Либби был сложен и извилист. Собственно, Либби первым обратился к митрополиту Афанасию с просьбой дать кусочек кожи. Митрополит отказал, почти не раздумывая.

Впоследствии его преосвященство будет утверждать, что не мог позволить Либби свершить святотатства над рукописями, которых касалась рука Спасителя: ведь этот химик сам сказал, что для того, чтобы определить возраст кожи, ее придется сжечь.

Но, конечно, не опасение гнева господня остановило Афанасия. Он руководствовался добрым житейским правилом: «От добра добра не ищут». Сейчас цена рукописям миллион. Если этот господин ученый подтвердит, что рукописи написаны в первой половине первого века, то это, конечно, еще поднимет цену кож. Ну, а если нет?

Но, к счастью, не у одного Афанасия хранились кумран-ские рукописи. И скоро к Либби попадает несколько квадратных сантиметров кож.

Все остальное было, как говорят, делом техники, вернее, химии. Кусочки кож хорошенько прокипятили в соляной кислоте, а затем сожгли, бережно собрав весь выделившийся при этом углекислый газ.

Говорят, что святая церковь опубликовала 540 книг — только книг, не считая статей, которых тысячи! — посвященных кумранским рукописям. Так вот, не ищите ни в одной из них упоминания об опытах Либби.

Господа ученые-богословы готовы вступить в спор о свитках с каждым. И каждому они будут вкрадчивыми и хорошо поставленными голосами объяснять, что эти рукописи — божье откровение, что история возникновения христианства освещается кумранскими рукописями, как ярким светом. Жесты их при этом будут округлы и благородны, фразы завершены, формулировки отточены.

Но попробуйте спросить: «А как же датировка рукописей по радиоуглероду?» И куда денется их степенная осанка, их величавая речь! Брызжа слюной и размахивая руками, они начнут охаивать и радиоуглерод, и радиоактивность, а вместе с ними и физику, и химию, и много других наук.

Все дело в том, что определение радиоактивности углерода, выделенного из кумранских кож, показало, что рукописи эти были написаны за 100 лет, а быть может, и за 200 лет до того года, который церковниками называется годом рождения Иисуса Христа. Итак, описание жизни и деятельности Спасителя было выполнено еще за 200 лет... до его рождения.

Конечно же, чего-либо иного и ожидать было нельзя. Еще

Энгельс писал, что христианская религия своими корнями уходит в иудейскую. А рассказы о Спасителе, о творившихся им чудесах и многое другое, что написано в священных книгах, все это не что иное, как мифы, происхождение которых можно ясно проследить и в Древней Греции, и в Египте, и даже в Ассирии.

ЛАДЬЯ ФАРАОНА СЕЗОСТРИСА

„Библейская" акция радиоактивного углерода была лишь первой в ряду славных дел этого на редкость деятельного элемента. Проникновение физики и химии в археологию только начиналось.

Сегодня археологические находки, возраст которых точно установлен по радиоуглероду, не перечислить даже в объемистой книге. Их много, этих окаменевших кусочков дерева, обугленных зерен пшеницы, раковин улиток, костей скелетов человека и животных, веревок и тканей. И именно этим точно фиксированным по возрасту находкам обязана археология своим вторым рождением.

Можно много рассказывать о замечательных открытиях, которые радиоуглеродный метод принес археологии, но... книга наша все-таки не об археологии.

Впрочем, об одной археологической находке, по-видимому, все же надо рассказать.

После того как была открыта гробница фараона Тутанха-мона, никакими находками в Египте археологов уже поразить было невозможно. (Гробница Тутанхамона была открыта до того, как нашли кумранские рукописи.) Что могло перевесить чашу весов, на которой лежали сотни золотых украшений из погребальницы самого молодого из египетских фараонов? Перевесили эту чашу несколько кусочков дерева, которые археологи нашли спустя 15 лет после того, как была раскопана пирамида Тутанхамона.

Когда подняли плиту, полковник Грегг, руководитель раскопок, осторожно опустил в провал, который эта плита закрывала, электрический фонарь. Несколько мгновений он молча осматривал помещение.

— Ну, что там, мосье колонель, что же? — не в силах сдержать свое любопытство, завопил француз Шутье, ученый секретарь экспедиции.

Полковник поднял покрасневшее от прилива крови лицо, крепко зажмурил глаза, потряс головой и сказал кратко и убежденно:

— Не может быть!..

Шутье выхватил из рук полковника фонарь и кинулся к провалу. Заглянув в черное отверстие, мосье Шутье, несмотря на почтенный возраст и обилие присвоенных ему важных ученых титулов, издал торжествующий вопль дикаря.

Полагаю, что ни один археолог на месте почтенного ученого секретаря не вел бы себя солиднее. Еще бы! Посредине большого помещения, устланного каменными плитами, стоял

египетский корабль. Один из тех кораблей, изображения которых в таком изобилии встречаются на плитах, пирамидах и памятных колоннах.

При раскопках в Египте находили многое: драгоценности и папирусы, гребни и броши, долговые расписки и счеты, серпы и мотыги, глиняные чаши и обуглившиеся зерна. Но никогда не находили ничего из того, что могло бы свидетельствовать о мореходном искусстве египтян или хотя бы об их умении плавать по Нилу.

А между тем доказать, что изображения кораблей и лодок на пирамидах и храмах сделаны с натуры, было очень важ-

ным. Это позволило бы окончательно установить, что египтянам было известно искусство мореплавания, что, в свою очередь, дало бы возможность понять культурные связи Египта с другими странами.

И вот перед исследователями египетский корабль — погребальная ладья фараона. На ней мумию фараона везли по Нилу к месту погребения.

Погребальную ладью сфотографировали в различных ракурсах и торжественно увезли в Национальный музей истории Египта, предварительно, конечно, законсервировав специальными составами, потому что дерево на воздухе могло рассыпаться в порошок.

Но кусочек ладьи, совсем маленькую дощечку, полковник Грегг захватил с собой и привез в Чикаго. Это было не совсем законно. Но именно эта невинная «контрабанда» установила мир в клане египтологов. А примириться им было необходимо.

Находка в гробнице фараона с новой силой всколыхнула споры о датировке различных событий из истории Древнего Египта и, в частности, точном времени царствования фараона Сезостриса III.

А причины для споров были. Посудите сами. Один египтолог утверждает, что Сезострис III правил 2500 лет до нашей эры. Другой убежденно называет срок 5000 лет. Третий, посмеиваясь над двумя предыдущими, замечает, что споры здесь излишни: каждому очевидно, что Сезострис III правил 4250 лет назад. А четвертый и вовсе молчит. А чего ему разговаривать с этими чудаками, которые не хотят признать того несомненного факта, что Сезострис III умер незадолго до начала нашей эры.

В 1950 году полковник Грегг передал Либби кусочек дерева фараоновой ладьи весом 10 граммов. Спустя четыре дня был получен ответ. Возраст дерева 3600 лет. Так показали измерения радиоактивности углерода.

Это решило все. У египтологов воцарился мир. А в истории Египта появилась первая с несомненностью установленная дата. Впоследствии с помощью радиоактивного изотопа углерода установят немало точных дат не только в истории Египта, но и Ассирии, Ирана, Мексики. Однако погребальная ладья фараона Сезостриса III особенно привлекает внимание археологов. Ведь она была первой.

ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ РАВЕН „ИКСУ"

Война сынов Света с сынами Тьмы велась не тольно в древней Иудее. Всю последующую историю человечества сыны Света яростно боролись с Тьмой, Тьмой неветества, косности, суеверия. Немало их погибло в этой борьбе. Немало гибнет и сейчас. Но Свет знания и гуманизма побеждает. А сражение не утихает. Сегодня оно ведется с яростью, быть может, не меньшей, чем

тысячу лет назад.

Об этом свидетельствует хотя бы начавшийся много венов назад и не утихающий по сей день спор о том, ногда возникла наша планета.

Впрочем, когда возникла Земля, известно точно: в 9 часов утра 26 октября 4004 года до рождества Христова. Не верите? Загляните в Библию. Там об этом подробно написано. Впрочем, насчет часа и 26 октября — это уже выяснил его преосвященство архиепископ Астер, который в 1950 году в Англии выпустил труд о происхождении Земли. Как видите, споры излишни.

Да, сегодня, в 1969 году, споры излишни. Мы можем только смеяться над беспросветным невежеством архиепископа Асшера, — невежеством, помноженным на обычное сановное нахальство. Но попробовал бы кто-либо посмеяться над этими вещами прежде!

Спор о возникновении Земли — один из самых старых споров науки с церковью. Святая церковь часто проявляла христианскую терпимость и смирение даже в вопросах о догматах веры. Но в споре о происхождении Земли она была решительно, просто воинственно непримирима!

История может припомнить об этом споре многое. И большей частью это будут очень неприятные воспоминания, потому что и 1500 лет назад, и 400 лет, и даже в прошлом веке верх в споре брала церковь, и только церковь. Там, где оказывались слабы схоластические аргументы, там, где не «срабатывали» цитаты из Библии, там отлично делали свое дело костер или яд, клевета или нож, пуля или темница.

Одерживать победы церкви было не так уж трудно. Что могла противопоставить наука твердолобию священнослужителей? Пусть гениальные, но догадки, только догадки о том, что Земля не может быть центром мироздания? Наблюдения неба в несовершенные тогда приборы?

Лишь в прошлом веке, когда начался бурный расцвет точных наук, когда резко проявилось стремление обосновывать любой вывод математическими расчетами, — только тогда церковь дрогнула. Но о сдаче позиций речи быть не могло. Куда там! Разве только еще больше ощерилась церковь на естествознание, еще большей ненавистью стали сверкать взоры святых отцов при столкновении с учеными.

Лорд Кельвин, один из самых выдающихся ученых прошлого столетия, был наиболее типичным представителем течения в науке, которое «гармонию поверяет алгеброй». Кельвин считал, и, в общем, не без основания, что нет такого явления в природе, которое не может быть переведено на сухой и предельно точный язык математики.

Во второй половине прошлого века наука располагала уже достаточным количеством сведений об окружающем мире, чтобы Кельвин мог составить уравнения, где величиной л; был обозначен возраст Земли. Нельзя не отметить, что рассуждения Кельвина были последовательны и логичны:

«Когда-то Земля была расплавленным жидким шаром. Постепенно она, отдавая тепло в мировое пространство, застывала. Масса Земли известна. Известны и ее размеры. Физика же позволяет определить, сколько времени потребуется для остывания шара такого размера и такой массы».

Величина х, по вычислениям Кельвина, оказалась равной 24 миллионам лет. Ответ крепко расстроил маститого исследователя. В то время ученые довольно ясно представляли, что возраст нашей планеты должен быть значительно большим. На это указывали данные многих наук и прежде всего геологии и палеонтологии.

И вот лорд Кельвин, тот самый Кельвин, который славился своим пристрастием к математике, должен был признать, что в этом случае «неточные» геология и палеонтология (а в то время они были еще совсем неточными науками) в чем-то превосходят физику, даже усиленную математикой.

Другие исследователи попробовали пойти иным путем. Например, вычислить, сколько времени понадобилось, чтобы в океане скопилось то количество солей, которое находится там в настоящее время. Проблема тоже не из легких. После некоторых разногласий пришли к совпадающей по вычислениям различными методами величине: полтора миллиарда лет.

Но это возраст океана. А сколько наша планета существовала до того, как получила голубую мантию? Еще полтора миллиарда лет? Или впятеро больше? А может быть, вдесятеро?

Я мог бы перечислить еще с дюжину попыток определить абсолютный возраст Земли. Но рассказ о каждой из них неизбежно заканчивался бы вопросительным знаком. Ни один из методов не давал хотя бы в малейшей степени достоверных результатов.

А возраст Земли науке надо было знать с возможной точностью. Дело не только в том, что эта величина необходима очень многим наукам. Без ответа, обоснованного ответа, на вопрос о возрасте Земли не может быть создано правильного научного мировоззрения. А тогда ничего нельзя сказать и о времени существования Солнечной системы, а следовательно, и Вселенной. И невозможно ничего предположить и о том, как образовалась Солнечная система. И становится абсолютно непонятной проблема развития звезд и галактик.

Многое, очень многое связано с величиной, которая в уравнении, составленном Кельвиным, была обозначена через х да так иксом и осталась.

ВОЗРАСТ ПЛАНЕТЫ И ЗАКОН МЕНДЕЛЕЕВА

Наша планета, нан и весь известный нам мир, состоит из химических элементов. А химические элементы объединены законом Менделеева. Проследить историю Земли, узнать ее возраст — это значит описать историю составляющих ее элементов. Тан закон Менделеева оказался причастным к решению важнейшей проблемы современного естествознания.

Как только было открыто явление радиоактивности, сразу же заинтересовались: влияют ли какие-либо факторы на скорость радиоактивного распада.

Нагревали (слабо, умеренно, сильно, плавили, возгоняли) радиоактивные металлы. Никакого эффекта. Нагревание не влияет.

Подвергали радиоактивные вещества действию высокого давления. Они оказывались к этому безучастными: скорость распада упорно оставалась постоянной.

Попробовали определить скорость распада одних и тех же радиоактивных элементов в различных соединениях. Вывод тот же: не изменяется.

Скорость радиоактивного распада такая же универсальная постоянная величина, как скорость света. Почему бы это не использовать для определения возраста Земли?

Первому пришла эта мысль знаменитому советскому ученому, геологу и химику (точнее, геохимику) академику Вернадскому. И чем больше задумывался Вернадский над этой идеей, тем больше она ему правилась.

В самом деле Вот хотя бы элемент уран. Скорость распада его такова, что количество урана в земной коре уменьшается наполовину за 4,5 миллиарда лет. Срок, как видите, почтенный. Такой «завод» часов устраивает геологов — они давно предполагали, что в числе, выражающем возраст нашей планеты, фигурируют миллиарды. Неясно только, сколько должно быть этих миллиардов.

Атом урана, выбрасывая альфа-частицу, превращается в торий, торий — в радий и так далее. В общем, уран проходит положенный ему путь в Периодической системе, путь от клетки № 92 до клетки № 82, где обосновался свинец — конечный продукт распада многих радиоактивных элементов конца таблицы Менделеева.

Скорость распада урана постоянна? Постоянна. Не зависит ни от каких внешних причин? Не зависит. А раз так, то за определенное время (за миллион лет или за 100 миллионов— меньший масштаб времени здесь не уместен) из определенного количества урана должно образоваться совершенно определенное количество свинца. Вот сколько «опре-деленностей»! Не слишком красиво с точки зрения изящного стиля, но зато очень ласково звучит для уха физика или геолога: они страсть как любят определенность!

Читателю идея радиоактивных геологических часов, конечно, понятна. Зная период полураспада радиоактивного элемента (урана, например), можно определить соотношение в каком-либо минерале радиоактивного элемента и его конечного продукта распада, а затем без труда рассчитать возраст минерала.

Не надо думать, что проблема определения абсолютного возраста минералов и горных пород так уж легка и безоблачна. Это очень кропотливое дело. Надо провести тщательный химический анализ минерала. (Это ваше дело, товарищи химики.) Потом необходимо определить изотопный состав элементов, интересующих исследователей. (Тут уж приходится потрудиться вам, товарищи физики.) Надо быть уверенным, что продукты распада радиоактивного элемента не выветрились, не вымылись и не улетучились из минерала. (Эти гарантии обязаны дать вы, товарищи геологи.)

Итак, лаборатория, где устанавливают абсолютный возраст,— довольно обширное объединение представителей различных наук.

Результаты определения возраста самых различных горных пород и минералов по ураново-свинцовому методу дали довольно хорошо совпадающие величины: от 5 до 6 миллиардов лет. Во столько же оценивали возраст нашей планеты астрономы. Правда, они делали это на основании приблизительных, и, по их собственным признаниям, очень грубых оценок. Но тем более они были довольны, что их предположения подтвердились.

Почти к таким же результатам привел подсчет возраста горных пород и минералов по содержанию в них гелия. Гелий выделяется при радиоактивном распаде почти всех тяжелых радиоактивных элементов. Понятно, чем больше в образце гелия, тем почтеннее его возраст.

Конечно, все эти методы определения геологического возраста подходят лишь к тем минералам и горным породам, которые в своем составе содержат уран или радиоактивные продукты распада этого элемента. Таких объектов мало: тяжелые радиоактивные элементы очень редки. Как быть тогда?

Тогда определяют соотношение аргона и калия в породах, содержащих калий (а таких очень много). При чем тут аргон и радиоактивность калия, поймет каждый, кто читал предыдущую главу, почти полностью посвященную радиоактивности этого элемента.

Чем древнее порода, тем больше калия в ней распалось, тем больше накопилось аргона. Зная период полураспада калия, нетрудно рассчитать, сколько времени потребовалось для накопления того или иного количества аргона.

Имеется немало пород, которые одновременно содержат и уран и калий. Поэтому ученые заинтересовались: а будут ли совпадать результаты определения геологического возраста ураново-свинцовым методом с аргоново-калиевым? Оказалось, совпадение очень неплохое. И это самое прочное подтверждение справедливости каждого из методов в отдельности.

Аргоново-калиевый метод был использован для вычисления возраста атмосферы нашей планеты. Речь здесь идет, конечно, не о той атмосфере, какой мы ее знаем сейчас: азот, кислород, немного аргона, немного углекислого газа. Такой атмосфера стала совсем недавно: каких-нибудь 400—500 миллионов лет назад. Мы говорим вообще о возрасте газовой оболочки Земли.

Принцип подхода к решению этого вопроса понятен. Калий выделяет при радиоактивном распаде аргон. Зная период полураспада калия и содержание аргона в атмосфере, можно вычислить возраст газового «шарфа» нашей планеты. Оказалось, что Земля обзавелась атмосферой очень скоро после своего рождения. Возраст атмосферы оказался равным 4,5 миллиарда лет. Таким образом, через миллиард, полтора миллиарда лет после своего образования Земля получила устойчивую газовую оболочку.

Возможности методов расчета геологического возраста, основанные на радиоактивных свойствах элементов, в последнее время необычайно расширились. Естественная радиоактивность, как мы помним, открыта у очень многих химических элементов.

Так, например, с успехом устанавливают возраст пород и минералов по содержанию в них рубидия и стронция (строн-ций-87 образуется при радиоактивном распаде рубидия-87). Введена «в игру» и пара рений-187 — осмий-187, которая позволяет проследить историю элементов на много миллиардов лет назад.

За последние годы методы определения абсолютного возраста распространились и на метеориты. Оказалось, что почти все из них — ровесники нашей Земли. Этот факт, установленный химиками, дал астрономам богатый материал для размышлений. Во всяком случае, недостатка в астрономических теориях, объясняющих этот факт, не ощущается. Жаль, конечно, что здесь, в книге о Периодической системе химических элементов, нельзя об этом рассказать. Как ни тесно связан закон Менделеева со всеми естественными науками, эта книга все же не энциклопедия.

МОЖЕТ БЫТЬ, НАВЕРНЯКА ДАЖЕ, ПОЯВЯТСЯ В БЛИЖАЙШЕМ БУДУЩЕМ ИССЛЕДОВАНИЯ, КОТОРЫМИ ТОЧНО И БЕССПОРНО БУДЕТ УСТАНОВЛЕН ВОЗРАСТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ, ПЛАНЕТ, ЛУНЫ, ДРЕВНИХ ИСКОПАЕМЫХ ЖИВОТНЫХ, ТАИНСТВЕННЫХ ПИРАМИД ДРЕВНЕГО МЕКСИКАНСКОГО ГОРОДА ТЕО-ТИХУАКАНА И ДАЖЕ, БЫТЬ МОЖЕТ, ФАКТ СУЩЕСТВОВАНИЯ АТЛАНТИДЫ. И КОНЕЧНО ЖЕ, ЭТИ ИССЛЕ-

ДОВЛНИЯ, КАК и ТЕ, КОТОРЫЕ БЫЛИ ОПИСАНЫ В ЭТОЙ ГЛАВЕ, КАК И ЛЮБЫЕ ДРУГИЕ, КОТОРЫЕ СВЯЗАНЫ С ИЗУЧЕНИЕМ ВЕЩЕСТВА И ЕГО ИСТОРИИ, БУДУТ ТЕСНО СВЯЗАНЫ С ЗАКОНОМ ДМИТРИЯ ИВАНОВИЧА МЕНДЕЛЕЕВА.

...Система, которая позволила доказать, что Вселенная вечна, что в ней есть только обновление и вечная молодость...

„С НАМИ БОГ!"

Пожалуй, не найти в науне XX вена другой проблемы, в которой физика, химия, астрономия, геология и еще с полдесятка других наун так прочно сплавились бы друг с другом. И конечно, не сыскать другой проблемы, для которой слово „мировоззрение" имело бы такой всеобъемлющий смысл. Л ведь речь всего-навсего идет о том, было ли начало и будет ли нонец

мира...

Может ли нечистая сила уместиться на острие иглы, и если да, то удобно ли ей там сидеть? Какой же все-таки плод предложил коварный змий Еве — яблоко или апельсин.

Есть ли у черта печень? Занимал ли Ной на ковчеге отдельную каюту? И где она помещалась — на носу или на корме?

Нет, эти вопросы не бред свихнувшегося монаха-отшельника. Это выписки из плана научных работ папской академии наук. Нынче и представить трудно, как занимали такие, с позволения сказать, проблемы ученых-теологов 300—400 лет назад.

Святые отцы относились к своим обязанностям ревностно. Научные проблемы решались истово и веско. Писались толщенные трактаты, устраивались многолюдные диспуты, на манер тех, что так блестяще описаны Рабле в его бессмертной сатире. Смаковали каждую буковку священного писания. А иногда, разнообразия ради, сжигали несговорчивых оппонентов на «медленном» костре из сырых дров.

Сегодня члены папской академии со сладкой тоской и едкой завистью вспоминают о своих предшественниках. Сегодня членам папской академии приходится туго. Сегодня члены папской академии, сопя от натуги, извлекают многопредельные интегралы, а это, право, гораздо труднее, чем решать проблему о том, что жевали в раю Адам и Ева.

21 ноября 1951 года, собравшись в большом и очень неуютном зале, папские академики слушали послание папы Пия XII. Лица академиков были непроницаемы, но в глазах мелькали искры — да что там искры — молнии! — недоумения, раздражения, а то и вовсе откровенного гнева.

— «Примерно от одного до десяти миллиардов лет назад, — читал старший из академиков, — вещество всех известных нам звездных систем было сжато в небольшом пространстве. В это время все космические процессы имели свое начало. Плотность, давление и температура вещества должны были тогда достигать совершенно колоссальных величин. Только в этих условиях можно объяснить образование тяжелых ядер и их содержание в Периодической системе элементов».

Академик кончил читать, обменялся красноречивыми взглядами со своими коллегами («Ну и послание! Ни слова о боге. Однако и времена теперь настали!») и сказал те самые слова, которыми должно было завершаться послание, но которых не было там:

— Аминь! С нами бог!

Слушатели склонили головы и по одному стали покидать зал.

Академики протестовали и гневались, конечно, зря. Просто Пий XII раньше других церковников — на то он и папа!—

понял истину, которая теперь очевидна для многих руководителей католической (да и не только католической) церкви. Не может в XX веке церковь сохранить авторитет среди верующих и удержать свое влияние на них, если будет пользоваться теми же методами, что и сто, и пятьсот, и тысячу лет назад.

В самом деле, кого теперь удивишь наивными библейскими легендами о сотворении мира? Кого растрогаешь рассказами об Иисусе, который несколькими ломтиками хлеба накормил пропасть народу? И наконец, кого волнует, удобно ли сидеть черту на игле и был ли обеспечен Ной достаточным комфортом на сколоченной им барже?

Обращение папы Пия XII к терминам и выражениям ядерной физики и современной астрономии в высшей степени знаменательно, но в то же время совершенно закономерно. Но не менее знаменательны и те выводы, к которым папа завуалированно, но очень настойчиво подталкивал своих верных академиков.

Несколько миллиардов лет вещество было сжато. Кто же сжал его? Разумеется, тот единственный, служить и возносить хвалу которому — наша главная задача. Кто повелел, чтобы начался процесс образования элементов? Тот единственный, служить и возносить... Кто привел в соответствие содержание тяжелых ядер во Вселенной с их положением в Периодической системе? Тот единственный...

Вот почему святые отцы накинулись на азы физики, химии и математики. На рабочих столах папских академиков Евангелие, Библия и всяческие «Заветы» потеснились, уступив место книгам, которые пестрели значками интегралов и символами химических элементов.

ОДИН УМ ХОРОШО...

Вся Вселенная, ноторую мы знаем: и холодный Плутон, и романтичесная туманность Андромеды, и красавица звезда из созвездия Персея, и еле видимая в сильнейший телесноп даленая Галантина — вся Вселенная состоит из тех же химических элементов, которые объединены здесь, на Земле, законом Менделеева. Астрономы ищут ответ на вопрос: нан возникли планеты, звезды, галактики? Но прежде всего им необходимо ответить на вопрос: а нан возникли химические элементы, из которых эти галантини состоят?

Сегодня находка метеорита радостное, но не выдающееся событие. И все же астрономы, в руки которых обычно попадают метеоритные находки, стараются по возможности дольше молчать о небесном камне. Упрекнуть их в этом трудно. Астрономы умудрены жизненным опытом и хорошо знают, что произойдет после того, как станет известно о метеорите.

А происходит вот что. Буквально на второй день после публикации предварительного сообщения о новом метеорите в обсерватории появляются химики. Обычно они приходят вдвоем: один химик в обсерватории не воин, и с языкастыми астрономами ему не совладать. Химиков встречают с выражением живейшего и явно преувеличенного восторга. После долгих расспросов о новостях и здоровье, на которые пришельцы терпеливо отвечают, астрономы невзначай осведомляются, зачем химики пожаловали. Те говорят прямо и без обиняков.

— Что-о-о-о? — удивляются астрономы. — Этот метеорит? Да зачем он вам? Дрянной камешек и к тому же вот такой малю-ю-сенький! И потом, сегодня очень хорошая погода, а вот тот прибор, между прочим, стоит под напряжением в двадцать киловольт — двадцать тысяч вольт!

Сообщение о вольтах не производит на химиков впечатления. Они молчат и требовательно глядят на хозяев.

Делать нечего. Астрономы открывают шкаф и вынимают коробку, где хранится покоящийся на вате небесный камень. Потом астрономы внезапно нестройным хором с подозрительно льстивыми интонациями начинают превозносить химию. Это, дескать, наука будущего. Но и сейчас она может многое. Так, например, они знают, что химикам для полного анализа вполне достаточно двух граммов метеорита. Это точно! Да еще полграмма останется на контроль. Вот это наука!

Тут химики впервые произносят:

— Сто!

Это односложное слово означает, что потерявшие всякое представление о порядочности химики хотят слупить с бедных астрономов 100 граммов этого уникального, этого единственного метеорита. Цифра настолько несуразна, что вызывает у астрономов приступ уничтожающего смеха.

Настоящий торг начинается позже, когда химики снизят свои требования до 30 граммов. В конце концов сходятся на какой-то величине, которая, по мнению астрономов, крайне велика, а по глубокому убеждению химиков, в такой же степени мала. И вот уже один из астрономов с убитым видом пилит метеорит, стараясь захватить краешек поплоше.

Заполучив метеорит, химики торопливо прощаются и уходят, поеживаясь от «ласковых» взглядов, бросаемых им в спину. Владельцев этих взглядов трудно упрекнуть. Они знают, что их метеорит ждет невеселая участь. Эти палачи, эти пробирники-химики, кровожадно посмеиваясь, кинут ме-

теорит в кислоты и щелочи, будут жарить на чудовищном пламени — и все это до тех пор, пока от бедняги останется одно воспоминание да колонка цифр в журнале анализов.

Я, конечно, преувеличил '. И химики и астрономы в этом случае работают над одной проблемой: изучение химического состава Вселенной. И эта проблема прежде всего интересует именно астрономов. Вот почему они отдают химикам часть своих коллекций. Причин не доверять химикам у астрономов, разумеется, нет. Ведь они отлично знают, как много дал их науке изобретенный химиками метод спектроскопии, с помощью которого они изучили состав очень многих звезд (об этом шла речь в предыдущих главах).

Совместные усилия астрономии и химии принесли обильные плоды. Если сегодня некоторые детали распространения элементов во Вселенной остаются неясными, то общая картина очевидна. На первый взгляд между распределением элементов во Вселенной и на Земле (точнее, в земной оболочке) ничего общего. В самом деле, во Вселенной абсолютным чемпионом по распространенности является водород. Там его гораздо больше, чем всех остальных элементов, вместе взятых. На Земле же преобладают кислород и кремний. А кремния во Вселенной в 40 тысяч раз меньше, чем водорода. Очень велико, по сравнению с земным, содержание во

Вселенной гелия. Второй он в Периодической системе, второй и по распространенности во Вселенной — его там всего вдесятеро меньше, чем водорода.

Но на этом заканчивается перечень различий между распределением элементов в космосе и на нашей планете. Как во Вселенной, так и на Земле проявляется одна общая закономерность: относительное содержание элемента тем меньше, чем выше его атомный вес. Причем в космосе этот закон выражен гораздо более отчетливо, чем на Земле (у водорода атомный вес 1, у гелия 4, это самые легкие элементы).

Так же как и на Земле, в космосе преобладают те изотопы, которые имеют четный атомный вес, и уж совсем много тех, которые имеют атомный вес, кратный четырем. «Волшеб-ность» этого числа поясняется очень просто: атомные ядра изотопов с атомными весами, кратными четырем, построены из целого числа альфа-частиц, без всяких «довесков» из нейтронов. А такие ядра особенно устойчивы. Поэтому и вероятность образования их выше.

Стоит ли так подробно говорить о распределении элементов во Вселенной? Безусловно. Потому что решить проблему возникновения химических элементов — это прежде всего объяснить, почему они находятся сейчас во Вселенной именно в таком соотношении, а не в каком ином.

Пожалуй, ни у кого не было сомнений, что узнать, как возникли и развивались химические элементы, удастся, только призвав на помощь ядерную физику, законы распада и образования атомных ядер, законы, которые стали известны при исследовании явления радиоактивности.

И СВЕТИТ, И ГРЕЕТ

В газетах и журналах часто можно встретить полюбившееся журналистам выражение: „событие вена". Например, „матч вена", „сенсация вена", ..преступление вена" и т. д. Я не любитель прибегать н штампам. Но ту реакцию, о ноторой сейчас пойдет речь, очень хочется назвать „реакцией вена". Эта простая и незамысловатая реакция, которую удалось осуществить науне,

безусловно самая важная из всех, секреты которых удалось раскрыть.

Рассказывают, что однажды гениального астронома и математика Лапласа спросили:

— Как вы создаете выдающиеся теории?

— Очень просто, — усмехнулся ученый. — Записываю

первую пришедшую мне в голову мысль, а затем опровергаю ее по частям.

(Рассказывают также, что этот любопытный обыватель, услышав ответ Лапласа, страшно обрадовался и побежал домой записывать первую пришедшую ему в голову мысль с тем, чтобы затем «опровергать ее по частям». Вот как просто создавать научные теории! Но сколько бедняга ни сидел, кроме фразы: «Сегодня за обедом было чудное жаркое!» — ничего придумать не мог. А опровергнуть эту мысль даже по частям было трудно, потому что кухарка у незадачливого претендента в Лапласы действительно была хорошей.)

Шутка шуткой, но в научном творчестве очень важна бывает первая, пусть даже не всегда верная, предпосылка. Не беда! Постепенно накапливая подробности, сопоставляя факты, отбрасывая неверное и примиряя противоречия, ученый в конце концов выведет теорию на правильную дорогу.

Так вот, когда заходила речь о том, почему светит и греет Солнце, ученые не могли воспользоваться советом Лапласа.

И прежде всего потому, что тут никакие мысли не возникали. Никакие!

Уже в середине прошлого века в науке прочно утвердился закон сохранения энергии. Каждому ученому-естественнику было ясно, что энергия не может возникать из ничего и не может исчезать бесследно. Оставались еще идеалисты-путаники, которые никак не могли примириться с тем, что это и есть самый главный, самый всеобщий закон природы. Всюду им мерещились нарушения этого закона. Но с этими горе-учеными окончательно разделался Владимир Ильич Ленин еще в начале нашего века.

Представьте себе ученого, ну, скажем, прошлого века. Он отлично понимает, что Солнце — колоссальнейший источник энергии. Но откуда эта энергия берется?

Предположить, что на Солнце идет непрекращающаяся реакция горения, то есть соединение углерода с кислородом? Нет, такая идея не посетит даже последнего неуча. Ясно, если бы Солнце целиком состояло из лучших березовых дров или бакинской нефти первого сорта, если бы там даже имелся в избытке кислород (хотя чего там нет в сколько-нибудь заметных количествах, так именно этого элемента; да и других элементов, за исключением водорода и гелия, на Солнце

исчезающе малое количество), даже тогда, учитывая массу нашего светила, можно было бы подсчитать, что Солнце горело бы сто тысяч лет, ну, миллион.

А ведь и тогда науке — настоящей науке — было совершенно ясно, что возраст Солнца во много-много раз больший.

Однажды я заинтересовался, какие споры велись 80— 90 лет назад вокруг проблемы происхождения солнечной энергии. Мне пришлось перевернуть кучу пожелтевших журналов, пересмотреть десятки старых книг, но, как это ни странно, я почти ничего не нашел. Три-четыре статьи, с полдесятка заметок, три мемуара — вот, пожалуй, и все.

Поначалу это казалось совершенно непонятным. Но потом стало ясно. В те времена проблема происхождения солнечной энергии просто пугала своей безнадежностью. А браться за такие проблемы охотников сыскать трудно.

Но вот проник в астрономию и стал одним из основных ее методов спектральный анализ — и все чаще замелькало в астрономических книгах и статьях слово «водород».

Стало ясно, что этот элемент занимает во всех отношениях исключительное место во Вселенной. Оказалось, что Солнце и многие другие звезды не что иное, как громадные скопления водорода. Разве только гелий может сравниться с водородом по распространенности.

К тому времени, когда все это выяснилось — к 30-м годам нашего столетия, — наука о строении атома подвинулась уже достаточно далеко, чтобы сопоставив все факты, можно было выдвинуть теорию, пояснявшую тайну неисчерпаемости источника солнечной энергии. Вот тогда-то и родилось предположение о реакции, которая позже была названа «реакцией века», — реакции, о которой спустя тридцать лет было написано и говорено больше, чем о любом ином физико-химическом процессе.

Теория исходила из очень простой предпосылки: водорода много, гелия поменьше, остальных элементов совсем мало. Следовательно, на Солнце и на других звездах (потому что Солнце наше — самая обыкновенная звезда) водород превращается в гелий:

4Н = Не

Простая реакция, не правда ли?

— Подозрительно простая! — скажет иной неверующий.— Предположить можно что угодно. Да и более сложную реак-

цию написать (написать!) не стоит большого труда. Докажите, что все это правда.

Доказательство вручим в руки самого беспристрастного из судей — расчета. Атомный вес водорода 1,008. Следовательно, если уравнение, написанное выше, верно, то атомный вес гелия должен быть ровно вчетверо больше атомного веса водорода, а именно: 1,008 X 4 = 4,032. Смотрим в таблицу атомных весов: почти верно. Атомный вес гелия равен 4,003. Разница 0,029. Иными словами, это означает, что при взаимодействии 4,032 грамма водорода получается не такое же количество гелия, а приблизительно на три сотых грамма меньше.

Подумаешь, три сотых грамма! Велика ли величина? Велика! Чудовищно громадна! Потому что благодаря этим трем сотым грамма при взаимодействии каждых четырех граммов водорода с образованием гелия высвобождается энергия, соответствующая более чем миллиарду килокалорий.

Не пытайтесь представить себе эту величину. Бесполезная затея. Здесь может помочь лишь сравнение. Этим количеством тепла можно нагреть до кипения 10 тысяч тонн воды. Впрочем, того, кто знает суть одного из самых важных уравнений современного естествознания — уравнения Эйнштейна, связывающего величину массы с эквивалентным ей количеством энергии,-—этим числом не удивишь.

Если же обратиться к тому, что происходит на Солнце, то удивления и восхищения не сдержит даже умудренный знаниями и годами седобородый профессор.

Ежесекундно на Солнце 570 миллионов тонн водорода превращаются в 566 тонн гелия. Каждую секунду Солнце теряет 4 миллиона тонн массы, уносящейся в виде световой и тепловой энергии. Если подсчитать, какому количеству килокалорий отвечает эта масса, получается число, с которым в физике и даже астрономии встречаться приходится не каждый день: 1,3 • 1026 килокалорий. Постигнуть грандиозность этого числа не поможет и самое броское сравнение. Впрочем, читатель, июльским полуднем изнывающий под палящими лучами Солнца и с ужасом думающий, что на планете имеются места, где солнечные лучи палят еще нещаднее, вспомни, что на Землю падает всего одна двухмиллиардная доля всей радиации, испускаемой Солнцем.

На протяжении всего одной страницы мы довольно далеко углубились в дебри современной ядерной физики. Впрочем, я неточен. Какие это дебри? Все, о чем я сейчас рас-

сказал, хотя и не очень просто для понимания, но дебрями физики никак назвать нельзя. Сегодня — это уже вдоль и поперек изъезженный перекресток, вроде площади Пушкина в Москве. Нынче есть в физике места, которые действительно называют джунглями. Хотя физики-теоретики неплохо в этих «джунглях» ориентируются.

Солнечную реакцию ученые научились осуществлять на Земле. Правда, поначалу процесс слияния ядер атомов водорода получил в высшей степени мрачное применение: водородная реакция используется в термоядерных бомбах, которые иначе называются водородными. И уж очень не хочется мне описывать громадную разрушительную силу этих бомб. Об этом пишут предостаточно.

Нельзя не подивиться тому факту, что водородная реакция— второе в истории науки явление, которое вначале было обнаружено на Солнце, а потом уже осуществлено на Земле. Первым было нашумевшее в свое время открытие «солнечного газа» — гелия.

Для нас здесь важно другое: сам факт образования гелия— реакция, в результате которой водород сам себя «повышает в числе» — самопроизвольно передвигаясь из клетки № 1 в клетку № 2.

Но, может быть, не один водород на звездах стремится к «повышению в должности»? Может быть, и другие элементы обнаруживают тенденцию к укрупнению?

ЗВЕЗДЫ ТОЖЕ СТАРЕЮТ

Вам предстоит пройти тяжелый и сложный путь в 100 километров длиной. А вы прошли тольно один. Можете ли вы сказать, что путешествие закончено? Нет, конечно. Еще ждут впереди нрутые горные перевалы, опасные переправы да редние передышки. А надо спешить. Вот тан и здесь, в проблеме происхождения элементов. Выяснено, нак образуется гелий. Один элемент из сотни! Мало, очень мало. Но не зря говорят: хорошее начало — половина успеха. А начало — выяснение роли водородно-ядерной реакции и впрямь нан будто бы неплохое.

Науке точно известны условия, при которых в звездах происходит слияние ядер водорода с образованием ядер гелия. Условия эти выражаются тремя словами: 20 миллионов градусов. Кратко, но... очень сложно.

Сложно потому, что извилистым и подчас изнурительным путем пришли ученые к выяснению этой величины.

Сложно потому, что нелегко было доказать и исчезновение водорода, и образование гелия.

Сложно потому, что 20 миллионов градусов — это все-таки громадная, чудовищная температура. И надо обладать незаурядной научной смелостью, чтобы предположить возможность существования таких температур, и выдающейся научной эрудицией, чтобы доказать справедливость этих предположений.

20 миллионов градусов! Много? Очень много. Тем не менее очень скоро мы поведем речь о таких температурах, по отношению к которым 20 миллионов градусов — то же, что студеная вода горного потока в сравнении с кипящим маслом.

Итак, выгорает на звезде водород. Он не горит, конечно, в прямом смысле этого слова. Горение — процесс соединения элементов с кислородом. Вот почему «выгорает» здесь сказано не совсем правильно, но, по-видимому, достаточно образно. В звезде образуется гелиевое ядро. При этом гелий оказывается очень сильно сжатым по сравнению с исходным водородом. Оболочка звезды — небольшое количество оставшегося водорода, — напротив, сильно расширяется.

Что же при этом происходит? А то же, что в нашем домашнем холодильнике. Когда фреон в испарительной камере расширяется, происходит охлаждение; сжижается испарившийся фреон — и происходит разогревание.

Таких «холодильников» во Вселенной столько, «сколько звезд на небе». Вероятно, эта поговорка никогда не была так к месту. Потому что здесь ее следует понимать буквально. Каждая звезда — «холодильник» с «холодильной камерой» — оболочкой и «поршневой камерой» — ядром.

Вот почему в гелиевом ядре температура сильно повышается, а водородная оболочка звезды значительно остывает. Это слово надо понимать, конечно, относительно. Водородная оболочка имеет температуру этак 3000—4000 градусов; при такой температуре не озябнешь!

Тут, разумеется, возникает вопрос: как об этом узнали? Как раз это оказалось сравнительно несложным. Установили, что те звезды, в которых мало водорода, но много гелия, имеют на поверхности более низкую температуру. Определять температуру звезд хотя и не очень простая, но, в об-

щем, вполне посильная задача: чем белее звезда, тем она жарче разогрета, чем краснее, тем она холоднее. (Вспомните: «Нагреть до белого каления».)

В гелиевом ядре таких звезд возникают условия, которые простыми уж никак не назовешь. Температура 100— 150 миллионов градусов. (Мы видим, что сравнение «холодный ручей — кипящее масло», которое я приводил раньше, не ахти какое верное, потому что здесь «масло» нагрето выше «воды» на сотню с лишним миллионов градусов.) Плотность вещества гелиевых звезд — несколько сот тысяч граммов в кубическом сантиметре. Плотность хорошая. Такая, что одна щепотка этого звездного вещества завесила бы столько, сколько баржа, доверху груженная отборными астраханскими арбузами.

Вот при таких условиях становится возможной реакция

3 Не = С

Из трех ядер гелия образуется одно ядро углерода. Эта реакция может идти и при «прохладной» температуре — доказательством служит то, что углерод обнаружен на Солнце. Но при такой низкой температуре, как на нашем светиле, реакция образования углерода идет очень медленно; вот почему этого элемента так мало на Солнце.

А вот при 150 миллионах градусов образование углерода протекает очень быстро. Проходит каких-нибудь 10—100 миллионов лет — и гелия на звезде нет, или, вернее, почти нет: выгорел.

«Дым» при этом «горении» получается очень увесистый. Дело в том, что при такой чудовищной температуре, которая повышается по мере выгорания гелия, образовавшийся углерод продолжает присоединять ядра атомов гелия. При этом происходит ряд последовательных реакций:

С + Не = О — образуется кислород;

О + Не = Ые — образуется неон;

Ые + Не = Мд — образуется магний.

Астрономам известно несколько звезд, которые содержат, по-видимому, очень много магния. Так что приведенные уравнения ядерных процессов отнюдь не досужий вымысел.

Из водорода — магний! Такое значительное увеличение атомного веса химических элементов, образующих звезду, не проходит для нее бесследным. Центральная область ее про-

должает уплотняться, сжиматься. Температура звезды при этом, конечно, возрастает. Сейчас она выражается уже совершенно немыслимой величиной: 3 миллиарда градусов! При такой температуре возможны уже самые неожиданные процессы. Начинают соединяться друг с другом ядра углерода:

С + С = М8

Это взаимодействие может идти и несколько иным образом:

С + С = Ыа + Н

При реакции образуются ядра водорода — протоны. Но это уже совсем не тот «кроткий» водород, каким он был в начале развития звезды, когда протекала «тихая и мирная» реакция образования гелия. Еще бы! Ведь там температура была совсем ничтожной в сравнении с нынешними 3 миллиардами градусов.

Вот почему ядра атомов водорода начинают активно участвовать в ядерных реакциях, приводя к образованию самых различных элементов, находящихся в Периодической системе в «районе» магния — алюминия — кремния.

И уж совсем «яростными» становятся при такой температуре немногие оставшиеся альфа-частицы — ядра гелия (они

образуются, кстати, также и при столкновении некоторых тяжелых ядер). При взаимодействии альфа-частиц с тем широким набором элементов, который уже имеется на звезде, получаются самые различные элементы, а главное, при этих реакциях образуются нейтроны. Ну, а коль скоро уже появились нейтроны, то могут образовываться самые разнообразные элементы; ведь ничто не может помешать нейтрону проникнуть в ядро. Итак, с появлением нейтронов на звездах образуются разнообразные тяжелые элементы: молибден, барий, вольерам и многие другие.

И вот тут самый раз вспомнить о 43-м элементе, о котором шла речь во второй, «алхимической» главе. Действительно, существование его на некоторых звездах служит лучшим доказательством справедливости теории развития элементов на звездах. Технеций — очень неустойчивый элемент. Самый долгоживущий его изотоп имеет, как мы помним, период полураспада 2,5 миллиона лет — ничтожный по масштабам жизни Вселенной отрезок времени. Вот почему существование технеция на звездах — неоспоримое доказательство того, что в них идет непрекращающийся процесс образования химических элементов. И если мы видим в спектре звезды линии технеция, это означает, что он вот-вот образовался, так сказать, «с пылу горячий».

Участие в звездных реакциях нейтронов может привести к образованию самых тяжелых элементов. Ясно, однако, что на каком-то элементе этот процесс должен остановиться. Но на каком? И что после этого произойдет со звездой? Погаснет? Станет мертвой?

БОЖЕСТВЕННЫЕ РАССУЖДЕНИЯ О КОНЦЕ МИРА

Сейчас нам снова придется повстречаться с нашими старыми знакомыми — церновнинами. Хочу, впрочем, предупредить. Церновнини отнюдь не всегда облачаются в сутаны и ризы. Для пропаганды своих взглядов они могут обойтись без надила или органа. Мы знаем церковников, облаченных в самое обычное, „партикулярное", платье. И орудуют они с помощью обычной авторучки или куска мела. Более того, многие из этих церковников не посещают цернви. А некоторые из них самым иснренним образом почитают себя атеистами.

Сегодня церковь спорит с истинной наукой так же яростно, так же непримиримо, как и триста, как и пятьсот лет назад. Правда, по форме спор этот не похож на те, которые так пышно обставлялись в средневековье и в лучшем случае кончались плахой проигравшей в споре стороны. Надеюсь, не стоит указывать, что выигравшей стороной всегда бывала церковь.

Сегодня ни одному церковнику не придет в голову отстаивать, например, сказку о пророке Ионе, который «три дня и три нощи» провел «во чреве кита».

Нет, церковник этот, если он умный, охотно согласится с вами, что такое вряд ли может быть даже при вмешательстве духа святого.

Но если зайдет речь об одном из основных вопросов, которые лежат в основе идеологии: было ли начало и будет ли конец мира — здесь церковники будут спорить самозабвенно, до хрипоты в голосе и до синевы на бритых физиономиях. Они не идут ни на какие компромиссы. Они уверенно отвечают: было и будет! Было и будет! Было и будет!

В чем дело? Что так взволновало почтенных отцов? О, у них имеются все причины для волнений! Ведь если начало мира было, значит, кто-то «начал» это начало. Кто же? Понятно кто — бог.

Если предвидится конец мира, кто будет «задергивать занавес». Понятно кто — бог.

Но хлопотно живется сейчас церковникам! Не знаешь, с какой стороны ждет тебя неприятность. На что бы уже, казалось, безобидна проблема происхождения элементов — всякие там протоны, нейтроны, дефект массы. А вот поди — стала эта проблема огненным разделом между церковью и истинной наукой.

Впрочем, прежде чем перейти к существу спора, я хочу самым решительным, самым категорическим образом подчеркнуть: далеко не все ученые Запада повинны в идеалистических грехах. Нет, пожалуй, подавляющее большинство из них поняло: материализм — единственно возможный фундамент для научного

творчества. Но здесь пойдет речь о тех немногих, которые этого не поняли, или о тех, которые не хотят понять, считая, что «не понимать» во всех отношениях выгоднее.

Обычно рождение каждой крупной естественнонаучной теории всегда сопровождается стройным хором хулы и проклятий. Первые голоса в этом хоре принадлежат церкви. Но явственно различима и втора — это примыкающая к церкви псевдонаука. Она усердно вторит запевалам, а если иногда попадает не в тон, то регенты этого хора — святые отцы, — хотя и морщатся, но особенных выговоров ученым не делают. Лучших теперь не сыщешь!

Но вот что получилось с теорией происхождения элементов. На многолетнюю — почти полвека!—осаду, подобную той, что церковь устроила теории Дарвина, у мракобесов про-

сто не было времени. Они не располагали даже тем десятилетием, в течение которого они сопротивлялись теории строения атома. Здесь дело решали месяцы. И вот за эти месяцы церковь показала, что она совсем не та, какой была 300 лет назад, и не та, какой была 100 лет назад. И даже не та, какой была 30 лет назад.

Совершенно неожиданно теория происхождения элементов привела церковников в состояние живейшего восторга. Более того, в католической прессе стали появляться утверждения, что теория эта для церкви ну просто находка, причем находка во всех отношениях великолепная!

И то сказать, обрадовались церковники не зря. Они усмотрели в этой теории научное доказательство того, что мир имел начало и будет иметь конец. И в первый же год после того как появилась и оформилась теория происхождения элементов во Вселенной, возгласы церковников «Было и будет!» зазвучали еще громче, еще ликующе, еще нахальнее.

И вот как стал выглядеть спор между церковью и наукой. Не удивляйтесь, что святые отцы прибегают к необычным для них терминам. Я рассказывал в начале главы, что церковь занялась астрофизикой и математикой. И вот первый урожай на ниве научных трудов.

— Ну-с, господа материалисты, — вкрадчиво и вежливо— очень вежливо! — говорит один из папских академиков, — не можете ли вы ответить сначала на один вопрос? Как там по-вашему, по-марксистски: если какое-либо явление имеет конец, то должно оно иметь начало?

— Обязательно должно! — отвечают материалисты.

Этот ответ приводит церковников в восторг.

— Оу! — потирает руки наиболее прыткий из них. — Надеюсь, вы не отречетесь от этого заявления, когда мы дойдем до конца спора?

Вы подтверждаете, что не отречетесь. Тогда вам начинают взахлеб и дрожащим от бьющего наружу торжества голосом перечислять:

— Вот имеется водородная звезда. На ней идет непрерывный процесс превращения водорода в гелий. Надеюсь, вы не станете этого отрицать?

— Напротив, мы об этом сами рассказывали.

— Так вот, — не скрывая торжествующей улыбки, продолжают святые отцы, — после того как выгорел весь водород, начинаются, если мы не ошибаемся, реакции гелиевого цикла, а затем образуются углерод, магний, титан, железо?

-— Не ошибаетесь, ваши преосвященства!

— Ну-с, а затем появляются свободные нейтроны, благодаря которым образуются самые тяжелые элементы, верно?

— Верно, — соглашаетесь вы.

— А раз это, как вы изволили выразиться, верно, то не составит ли вам труда ответить еще на один вопрос: что происходит со звездой, когда на ней завершится цикл образования элементов, когда весь водород и гелий выгорят, когда образуются самые тяжелые элементы?

— Тогда звезда погаснет, — заявляете вы.

— Аминь!! — хором вопят академики. — Спор окончен. Вы согласились с нами, что конец мира неизбежен.

Не вздумайте удивляться такому неожиданному выводу. Потому что, в общем, папские академики правы. Если звезда с неизбежностью гаснет, то в конце концов погаснут все звезды. Вселенная умрет.

Но ведь одно из основных положений материалистического мировоззрения гласит: Вселенная безгранична во времени и пространстве. И вот мы, материалисты, сами создали теорию происхождения элементов, с помощью которой святоши укладывают нас на обе лопатки. Ведь звезды и впрямь должны гаснуть. Обидно? Еще бы!

„ГОСТЬЯ"

Нан автор нниги, я дате рад, что создалась таная ситуация. По нрайней мере, наглядно видно, что путь ученых - не одни триумфальные открытия. Бывают и у них минуты недоумения и даме растерянности. Но не уныния. Да и чего унывать? Уныние никогда не было подспорьем делу. А потом, все ли аргументы использовали мы в споре с церковниками? Нет, не все. Видимо, сейчас самое время заняться явлением, о котором знали и раньше, но подробно изучать начали сравнительно недавно.

Известие о том, что открыта очередная сверхновая звезда обычно вызывает сильнейшее возбуждение в среде астрономов. Все обсерватории ощериваются трубами сотен телескопов и хитроумных приборов, а астрономы, не успев отдохнуть от переживаний прошлой ночи, ждут не дождутся,

когда же снова наступит темнота, тихонько ругая лентяйку Землю за то, что она так нестерпимо медленно крутится. Сейчас вы убедитесь, что астрономы волнуются не зря.

Уже давно люди обратили внимание на то, что иногда на том участке неба, где вчера еще ничего не было, сегодня вспыхивает яркая звезда. Правда, такое событие случается не часто. И обычно оно так поражает наблюдателей, что история сохранила для нас почти все случаи, когда за последние два тысячелетия наблюдались вспышки сверхновых звезд.

Так, в китайской летописи с длинным названием, перевод которого я так и не мог узнать, «Вень-Сянь-Тин» пишется: «В эпоху Чжун-пи-на, на второй год (185—186 год нашей эры) на десятую луну в день Квейхая появилась необыкновенная звезда Нан-

Мана. Она была величиной с бамбуковую циновку и последовательно показывала пять цветов. Постепенно уменьшала она блеск к шестой луне следующего года, когда исчезла».

Что касается «бамбуковой циновки», то автор летописи малость переборщил. Появись на небосклоне звезда такой величины, от живого на Земле не осталось бы ничего. Но это лишний раз показывает, как дивились люди необычности сверхновых звезд. А во всем остальном автор летописи был предельно точен. Действительно, самой характерной и, как мы убедимся дальше, самой важной для нас особенностью сверхновых звезд является то, что они сравнительно быстро уменьшают свою яркость и почти полностью гаснут за 9—10 «лун».

В летописях многих народов можно найти упоминание о самой мощной на памяти людей вспышке сверхновой, которая произошла в 1054 году. Эта звезда была настолько ярка, что ее было видно даже днем. Астроном китайской обсерватории Большого Дракона в Пекине Ма Туан-линь оставил нам подробное описание сверхновой 1054 года, благодаря которому мы можем представить себе, как это происходило.

Звезда вспыхнула внезапно, и уже на следующую ночь она могла поспорить по своей яркости с луной. Ночью каждый предмет отбрасывал две тени, и это так удивляло горожан, что даже мальчишки, которым давно полагалось спать, бегали по улицам, размахивая палками и распевая песни.

Ма Туан-линь дал звезде поэтическое имя «Гостья». Имя было выбрано удивительно точно: появившись внезапно, звезда «гостила» на небе недолго. Через год ее уже не было видно невооруженным глазом (а до изобретения телескопа надо было ждать еще почти полтысячелетия).

Сегодня в созвездии Тельца — в том участке неба, где когда-то появилась Гостья, — в сильные телескопы можно видеть крабовидную туманность, которая несомненно образовалась из Гостьи.

За последние 500 лет всего дважды посчастливилось обнаружить вспышки сверхновых в нашей Галактике, так сказать, поблизости. И оба раза это было очень давно: в 1572 и 1604 годах. И в других же галактиках сверхновые вспыхивают не чаще. Но так как галактик много, то астрономам приваливает счастье открывать одну сверхновую в среднем раз в год.

Во многих обсерваториях мира организована служба сверхновых звезд. Ученые тщательно рассматривают фотографии различных участков неба; не появилось ли на негативе пятнышко сверхновой. И когда очередная сверхновая бывает обнаружена, весть об этом распространяется с быстротой — нет, не молнии, а гораздо быстрее — радиоволн. Потому что о таком важном событии сразу начинают вещать радиостанции.

После пространного рассказа о сверхновых звездах читателю ясно, что автор повел о них речь не зря, что история развития химических элементов связана именно с этими диковинными астрономическими объектами. Как ни редки вспышки сверхновых, все же астрономы смогли усмотреть одну очень важную закономерность. Оказывается, яркость каждой сверхновой звезды уменьшается наполовину приблизительно за шестьдесят суток. Вот, скажем, замерили яркость сверхновой сегодня. Спустя два месяца она будет светить вдвое тусклее, через четыре месяца — вчетверо тусклее, через полгода — в восемь раз и так далее.

Дальше астрофизики и астрохимики рассуждали так. Отчего может уменьшаться, да еще с такой закономерностью, яркость звезды? Очевидно, там идет процесс распада какого-то элемента. Распад, конечно, радиоактивный. А раз так, то какой элемент может иметь период полураспада 60 суток?

Удивительно вовремя было сделано открытие о законе спадания светимости сверхновых! Возникни это открытие двумя десятилетиями раньше — и ни один, даже самый гениальный ученый не смог бы понять, какой это элемент может распадаться на сверхновых звездах. Но сегодня для ответа на этот вопрос не надо быть научным провидцем. Достаточно пройтись внимательным взглядом по «радиоактивному» участку Периодической системы — и виновник обнаруживается сразу. Калифорний-254. Именно этот изотоп имеет период полураспада 60 суток.

Так совершенно неожиданно ученые получили «привет» от элемента, который не существует на Земле, но «уютно» обосновался на сверхновых звездах.

Итак, мы знаем теперь, на каком элементе обрывается процесс укрупнения атомных ядер на звездах. Оказывается, последнее звено или, во всяком случае, одно из последних звеньев этой цепочки превращений — элемент № 98, калифорний.

ВЗРЫВ — РОЖДАЮЩИЙ

В начале существования — водород, в нонце — налифорний. „Нарьера" нан „нарьера". Что в ней особенного? Особенного много!

Боюсь, что грандиозность взрыва, которым сопровождается образование сверхновой звезды, пока еще недоступна воображению читателя. Какое бы тут подобрать сравнение? Вспомните, что пишут о размерах разрушений, которые приносит взрыв атомной бомбы скромного калибра. Теперь представьте себе энергию, затрачиваемую на... щелчок двумя пальцами. Думаю, что даже и калории здесь не будет.

Так вот: энергия взрыва сверхновой так относится к энергии взрыва атомной бомбы, как последняя относится к энергии, затрачиваемой на щелчок пальцами.

Соответственно велики и количества калифорния, участвующие во взрыве сверхновой. Оказывается, что «взрывчаткой» на сверхновых служит такое количество калифорния, которое по массе равно примерно двадцати таким шарам, как наша Земля.

Не буду ничего рассказывать о тех чудовищных температуре и давлении, которые образуются при взрыве сверхновой. Тут уже не поможет никакое сравнение. Да и читатель, наверное, устал от цифр. Прошу поверить только, что и температура и давление выражаются числами с таким количеством нулей, которое заняло бы не одну строчку этой книги.

При такой температуре, при таком давлении ядра атомов калифорния разлетаются на мелкие осколочки. Тут нет никакого образного преувеличения. Так и есть: на мельчайшие осколочки — на нейтроны и протоны; мельче в данном случае уже ничего не придумаешь. Нейтроны остаются нейтронами. Ну, а протоны не что иное, как ядра водорода. Водорода! 1

Понятно, к чему я клоню? Конечно же, понятно! Распад тяжелых элементов, образующих сверхновую звезду, или, вернее, звезду, предшествовавшую сверхновой, происходит так глубоко, что при этом снова возникает водород.

Не надо думать, что при взрыве сверхновой сразу же

образуется «молодая», водородная звезда. Водород, возникший при взрыве, с фантастической скоростью выбрасывается в мировое пространство. А то, что именно водород рассеян в межзвездном пространстве, было известно уже давно. Правда, средняя концентрация водорода там очень невелика — несколько атомов на кубический сантиметр.

Благодаря силам тяготения атомы водорода начинают собираться в небольшие скопления, которые становятся со временем все большими и большими. Процесс этот идет очень долго. Быть может, миллиард лет, а вероятнее всего, еще дольше. Важно другое: в конце концов образуются громадные скопления этого элемента, равные по массе звезде.

Когда скопляется такая громадная масса водорода, то неизбежно возникают громадная температура и чудовищное давление. И, как результат этого, начинается ядерная реакция: ядра водорода, сливаясь, образуют ядро гелия. Звезда начинает жить.

Все. Круговорот, цикличность жизни звезд доказана. Очень хотелось бы мне посмотреть на физиономии святых отцов и закончить описанный в начале этой главы (и, конечно же, выдуманный мною) спор. Впрочем, боюсь, что они уклонились бы от этого спора. Под вежливыми, разумеется, предлогами: дескать, заняты подготовкой к очередному собору, у них теперь молебен или вообще им недосуг — дел много.

Что ж, можно им поверить. Дел у них действительно много. Они сегодня ищут новые доказательства существования бога. И думают, бедняги, что найдут эти доказательства. Сказать бы им на это так:

— Господа ученые-богословы! Неужели вы не видите, что все ваши попытки сражаться с наукой, с современной наукой, обречены на провал? Бросайте это занятие, пока не поздно. Мало ли дела на земле хорошему человеку? Можно сеять пшеницу, делать станки, мастерить игрушки, заниматься наукой, настоящей наукой. В нашем, XX веке сказка о боге должна умереть. Мы не можем, просто не имеем права привести в XXI век, в третье тысячелетие, религию. И без того XX веку будет за что отвечать перед будущими поколениями.

„АЭЛИТА"

А ведь началось все с открытия радиоантивности, с исследования процессов, происходящих в глубинах маленьного-маленьного ядра маленького-маленького атома. А нончилось открытием процессов, приводящих н гибели и возрождению звезд. Впрочем, нончилось ли?

Зависть, конечно, нехорошее чувство. Но в 1935 году мы, киевские мальчишки, завидовали своим московским сверстникам мучительно и откровенно. Они встречали челюскинцев, они видели наяву, что нам суждено было высматривать с не очень ярких в то время киноэкранов. Они приглашали к себе на слеты Каманина и Ляпидевского. А некоторым удалось заполучить самого Отто Юльевича Шмидта.

О чем они могли разговаривать с академиком? Разве что лепетать заплетающимися от робости языками обещания хорошо учиться и слушаться пап, мам и пионервожатых да в сотый раз задавать Отто Юльевичу надоевший ему, наверное, до самой последней возможности вопрос: очень было холодно на льдине или так себе, терпимо?

А нам необходимо было встретиться с академиком Шмидтом по важному научному вопросу. У нас, во дворе 39-го дома по Пушкинской улице, был свой астрономический кружок. Назывался он «Аэлита». Сейчас это название звучит совсем обыденно. Теперь так называют диетические столовые. А в 1935 году имя героини повести Алексея Толстого звучало для нас совсем как сегодня «Гагарин».

На заседаниях «Аэлиты» я провел немало бурных часов. Происходили эти заседания на заднем дворе, где нас не могли настигнуть воинственные призывы мам о невыученных уроках. На заседаниях мы в основном спорили. О чем угодно. Живут ли люди на Марсе (впрочем, это был, кажется, единственный пункт, по которому особых разногласий не существовало: конечно, живут!)? Можно ли доставить с Венеры живого птеродактиля и поместится ли он в ракете? Как близко можно подлететь к звезде, чтобы не сгореть?

Мы спорили и о том, как назвать ту планету за Плутоном, которую мы откроем, как только удастся поднакопить денег на телескоп. Я предлагал назвать планету Велиорой. Это, во-первых, было очень красивое имя, а во-вторых, означало: «Великая Октябрьская революция».

Жорка Гительман предлагал имя «Лидола», что, во-пер-

вых, напоминало по названию какую-то ветеринарную мазь, а во-вторых, ровно ничего не означало, разве только имя Лидки — суматошной и, на мой взгляд, совсем некрасивой девчонки с соседнего двора. Это предположение я высказал вслух и смог вернуться домой лишь вечером: темнота должна была скрыть от мамы большой синяк под глазом.

Один Отто Юльевич Шмидт мог рассудить нас. К чьему авторитету мы могли еще обратиться? Жил, правда, у нас во дворе «собственный» академик. Но он ни на какие льдины не летал, а ходил смирный и бритый каждый день к себе в институт, где занимался какими-то древними черепками. Нет, нам был необходим именно Отто Юльевич Шмидт!

Но Шмидт тогда в Киев не приехал. А когда я встретился с ним лет двадцать спустя, на юбилейной сессии Украинской Академии наук, то выяснять эту проблему не имело смысла: планета так и не была открыта, а Жорка погиб зимой 44-го на Первом Украинском.

Я не случайно вспомнил здесь имя академика Отто Юль-евича Шмидта — выдающегося общественного деятеля, крупнейшего математика, отважного путешественника, знаменитого астронома. Сейчас пойдет речь об одной теории, созданной Шмидтом в последние годы его жизни. Хотя с этого времени прошло почти два десятилетия, теория Шмидта продолжает оставаться в центре внимания научного мира, продолжает широко обсуждаться, проверяется, уточняется, дополняется. .. А теория эта вот о чем...

Нам очень хочется иметь соседей во Вселенной. Хочется, чтобы неизменно волнующие научно-фантастические повести о чудовищнообразных, но добрых марсианах и человекоподобных, но свирепых пришельцев из созвездия Скорпиона оказались ну хотя бы чуточку правдой.

Хочется этого не только нашему поколению. Мечтали об

этом давно, очень давно. Досужие архивисты раскопали сочинение о народонаселении других планет, написанное в средневековье Сирано де Бержераком. Автор этого сочинения, если верить французскому поэту Ростану, написавшему о Сирано пьесу, был отличным стихотворцем, бесстрашным дуэлянтом, благородным рыцарем и незаурядным фантастом.

Но оставим исторические изыскания. Они завели бы нас очень далеко. Да и, честно говоря, в данном случае не так уж важно установить, кто первый сказал «э»! Важно другое. Когда ученые всерьез занялись проблемой обитания других миров, стало ясно, что островами жизни во Вселенной могут быть, конечно же, только планеты. На звездах, даже самых прохладных, обитать живым существам было бы не очень уютно, потому что температура на поверхности таких звезд приблизительно 3000 градусов. При такой температуре из всех химических соединений может существовать разве что соединение углерода с азотом, да и то в небольшом количестве.

Вот почему планеты издавна привлекали внимание ученых, и не только астрономов. Ведь проблема обитания других миров волнует представителей многих наук.

Очевидно, что прежде всего необходимо было решить проблему происхождения планет. Но вот беда: ни одной другой планетной системы, за исключением нашей Солнечной, астрономия не знает. Ведь планеты светят не собственным светом, а лишь отраженным. Так вот попробуйте уловить отраженный свет на расстоянии, которое даже луч пробегает за несколько десятков лет.

Так что вполне возможно: сидят сейчас на одной из планет, вращающихся вокруг звезды Альфа Центавра, туземцы и до хрипоты спорят, есть ли у ближайшей к ним звезды — Солнца — планеты.

Сейчас, наверное, уже не счесть всех теорий происхождения планет, которые выдвигались в свое время. Одни существовали до первого обсуждения, другие становились общепризнанными и насчитывали весьма солидный возраст — годы или даже десятилетия. Но все эти теории с неизбежностью опровергались накопляющимися фактами.

И оказалось, что следствия, вытекающие из закона Менделеева, сказали решающее слово и в этой проблеме — проблеме происхождения планет. Однако здесь надо будет рассказывать по порядку.

Все прежние теории происхождения планет, отличаясь, разумеется, друг от друга в деталях, тем не менее имели одну общую основу: планеты произошли из Солнца. Вот, например, известная в свое время и даже вошедшая в школьные учебники теория астронома Джинса. По Джинсу, какая-то звезда, проходившая в районе Солнца, вызвала на нем приливную волну, в результате которой от Солнца оторвалось несколько «капель» материи. Вот эти капли-то и стали планетами.

Несмотря на внешнюю простоту, теория Джинса, казалось, вначале объясняла многое и, в частности, поясняла тот общеизвестный факт, почему недра нашей планеты находятся в расплавленном состоянии: просто Земля снаружи успела остыть и покрылась твердой коркой, а изнутри еще сохранилась высокая температура.

Я не буду сейчас рассказывать о всех тех фактах, под тяжестью которых теория Джинса, господствовавшая в науке почти два десятилетия, в конце концов рухнула. (Вспомним хотя бы расчеты лорда Кельвина, о которых рассказывалось в предыдущей главе.) Читатель без труда сможет найти подробности о теории Джинса и ее критику в многочисленных книгах о происхождении Солнечной системы.

В 1944 году вопросом происхождения планет занялся Отто Юльевич Шмидт. Я лишен возможности рассказывать подробно о его интересной теории. Суть ее вкратце такова. Планеты возникли не из Солнца. Они образовались из скоплений метеоритов. Постепенно метеориты образовывали все большие и большие объединения. Притянувшиеся друг к другу метеориты становились центрами тяготения, которые притягивали к себе остальные метеориты и межзвездную пыль. И сегодня наша планета притягивает к себе метеорное вещество. Правда, сейчас в «окрестностях» Земли осталось совсем мало метеоритов, и за сутки на поверхности планеты выпадает всего около 10 тонн метеорного вещества. Судите сами, много это или мало. Во всяком случае, несколько миллиардов лет назад выпадало гораздо больше.

Пусть сейчас имеются весьма существенные дополнения к теории Шмидта, но основные сведения, которыми мы располагаем о Солнечной системе: особенности вращения планет, закономерности расположения планет относительно Солнца и друг друга, масса планет—все они «работают» на эту теорию. Все, кроме одного: внутреннего тепла Земли.

ПЕЧКА НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ

Среди всех начеств, которыми должен быть наделен настоящий ученый, немаловажным является умение видеть за малым бопыиое, за частным — общее, за незначительным — ватное. Если он обладает этим качеством да еще де-сятном иных добродетелей, то тогда мотет быть сделано открытие, подобное вот этому...

Следует не без некоторого чувства горечи отметить, что в 1969 году космос будет исследован учеными значительно лучше, чем недра нашей планеты. Да, познать процессы, протекающие в глубине Земли, труднее, чем процессы, развивающиеся на расстоянии десятков, а то и сотен световых лет от нас.

Что поделаешь! Телескоп с легкостью «пробивает» толщу миллиардов километров, отделяющую нас от какой-нибудь звезды, но не может заглянуть в глубь Земли даже на полсантиметра. Но и иные, специально приспособленные для исследования Земли приборы в лучшем случае могут проникать в нее на глубину пробуравленных скважин, то есть на несколько километров. С помощью специальных взрывов можно «прощупывать» планету на несколько десятков километров вглубь. И это все. Что происходит в более глубоких областях, об этом можно только догадываться.

Что бы там ни происходило, «хозяин» тех областей — конечно, высокая температура. Вулканическая лава, нагретая до температур нескольких сот градусов, — достаточно красноречивое тому свидетельство. Сегодня ученые располагают достаточным количеством фактов, указывающих на то, что по мере приближения к центру планеты, температура ее растет.

Ученых давно волновала мысль: каково происхождение этого тепла? Наиболее естественный ответ пришел сразу. Я о нем уже рассказывал: Земля некогда (образовавшись из Солнца) была раскаленным шаром. Остыв с поверхности, она продолжает оставаться раскаленной изнутри. Вот и все.

Но еще в прошлом веке ученые подсчитали, что раскаленный шар объемом с нашу планету должен полностью потерять свое тепло за 24 миллиона лет. А ведь возраст Земли много-много больший. Следовательно, внутри планеты имеется какая-то печка. Реакция превращения водорода в гелий? Нет, конечно. Откуда водороду там взяться?

Геология знает несколько способов определения количе-

ства тепла, поступающего из глубин Земли к нам, на ее поверхность. Все эти способы не так уж сложны, но, впрочем, не так уж и просты. Не очень важно для нас и точное число, выражающее количество этого тепла. Для наиболее любознательных сообщу, что за год из недр планеты поступает 5- 1020 калорий. Величина эта очень большая, можно поверить этому без особых сравнений и доказательств.

Важно другое. То, что при радиоактивном распаде выделяется тепловая энергия, было открыто едва ли не сразу после самого открытия явления радиоактивности. Более того, для многих радиоактивных элементов определили точное количество тепла, высвобождающееся при их распаде. Так, например, грамм урана за год выделяет три четверти калории, калия — пять миллионных доли калории.

Пять миллионных доли калории — величина ничтожная, да и три четверти калории — не бог весть как много. Но урана на земном шаре очень много, а калия в земной коре — количество, выражающееся астрономическим числом тонн. И, кроме того, имеются еще иные радиоактивные элементы.

Словом, когда подсчитали, какое количество тепла должны выделять все радиоактивные элементы, получилось приблизительно 5-Ю20 калорий.

Трудно сказать, скоро ли узнали астрономы об этом удивительном совпадении: тепло, идущее из глубин планеты, равно по величине тому теплу, которое высвобождается при распаде радиоактивных элементов Земли. Но уверен, что, узнав это, они ахнули.

Оказывается, внутреннее тепло Земли имеет радиоактивное происхождение! Каких-то «несчастных» калорий, на которые раньше и внимания не обращали, вполне достаточно, чтобы поддерживать недра планеты в расплавленном состоянии. Удивительно! Невиданно!! Феноменально!!!

Первым из астрономов, кто от возгласов удивления перешел к своему астрономическому делу, и был Отто Юльевич Шмидт. Начались кропотливые расчеты, теоретические изыскания, которые покоились на строгой экспериментальной основе.

Расчеты были просты. Нам довольно хорошо известно общее количество (как, впрочем, и каждого в отдельности) радиоактивных элементов Земли. Для всех этих элементов с большой точностью определены периоды полураспада. Возраст Земли, как об этом рассказывалось в предыдущей главе, определен более или менее точно: 5 миллиардов лет. Все эти, как говорят представители точных наук, исходные данные позволяют рассчитать, какое же количество радиоактивных элементов было на нашей планете при ее рождении (то есть, согласно Шмидту, при образовании ее из метеоритов). Оказалось, было столько, что тепло, выделяющееся при их распаде, должно было поддерживать в расплавленном состоянии массу вещества, равную массе Земли. Что и требовалось доказать.

Итак, Земля действительно в определенном периоде своего существования была расплавленной.

Но, во-первых, этим она вовсе не обязана «солнечному» происхождению.

А во-вторых, расплавленной она была не в первый период своего существования, а во второй, когда метеорного и пылевого вещества скопилось уже достаточно много.

Нам на страницах этой нниги уже не раз приходилось прибегать н слову ,,мировоззрение". Разное может быть оно, мировоззрение.

Можно думать, что земля — центр мироздания, а следует знать, что наша планета — малая из малых частиц безбрежной Вселенной. Нан видим, разница существенная.

Можно считать, что человен — творение бога и отличается от прочего органичесного мира дарованным ему свыше разумом, а можно считать, что человен— один из этапов (пусть и высший) развития органической жизни на планете.

Можно предполагать, что образование планетных систем, а следовательно, возникновение жизни —

редчайший, если не единственный случай во Вселенной. Однано есть и иная точна зрения: образование планет — занономерное следствие процессов, нонцентри-рования материи в поле тяготения звезд. Разное оно мотет быть, мировоззрение. . .

Теория образования планет О. Ю. Шмидта вывела много астрономов из состояния глубочайшего уныния. Ведь если бы подтвердилась справедливость теории Джинса, то оказалось бы, что планеты —уникальнейшее, почти невероятное явление во Вселенной.

В самом деле, если, согласно Джинсу, предположить, что для образования планет необходимо близкое, нет, не столкновение, а просто схождение двух звезд, то простые расчеты показывают: вероятность такого события настолько мала, что с ней не приходится считаться.

Раз это так, то образование планетных систем — результат очень редкого совпадения. И, следовательно, во всей Вселенной не может быть больше планет. Солнечная система уникальна, а человек — единственное разумное существо во всей Вселенной.

И хорошо, если останавливались на этой мысли. Некоторые же шли дальше. Коль скоро, рассуждали они, образование планет такое редкое дело, то быть не может, чтобы возникновение Солнечной системы обошлось без вмешательства... Здесь употребляли различные термины — в зависимости от образования, возраста, мировоззрения (вот оно, это слово!), и, если хотите, совести, потому, что в науке совесть необходима не меньше, если не больше, чем в ином роде человеческой деятельности. Кто довольствовался туманными определениями («высший разум», «всеобщая мировая целесообразность»), иные же брякали не колеблясь: бог! Бог — и никаких!

Теория О. Ю. Шмидта не первое и не последнее из научных достижений XX века, которые заставили старого боженьку оставить свои позиции и уйти в небытие. Многие из ученых Земли сегодня стоят уже на прочных материалистических позициях. Но многие еще, очень многие продолжают считать, что все определяется волей божьей и властью божьей.

И это тоже называется мировоззрением. Вот ведь какое важное слово!

МАЛ ЧЕЛОВЕК В СРАВНЕНИИ СО ВСЕЛЕННОЙ, НИЧТОЖНЫ ЕГО СИЛЫ В СРАВНЕНИИ С СИЛАМИ, ВЫЗЫВАЮЩИМИ К ЖИЗНИ ЗВЕЗДЫ, МАЛ СРОК ЕГО ЖИЗНИ В СРАВНЕНИИ С ЖИЗНЬЮ ПЛАНЕТ. НО ВСЕСИЛЕН ЕГО РАЗУМ. РАЗУМ, БЛАГОДАРЯ КОТОРОМУ УЖЕ СЕГОДНЯ, НА ЗАРЕ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА — ПОТОМУ ЧТО ЧЕЛОВЕЧЕСТВО БУДЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ СЧАСТЛИВО И ДОЛГО,-ЧЕЛОВЕК ДОКАЗАЛ, ЧТО ВСЕЛЕННАЯ БЕССМЕРТНА, ЧТО ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В НЕЙ, НЕИЗБЕЖНО ВЕДУТ К ОБНОВЛЕНИЮ, ЧТО ВО ВСЕЛЕННОЙ ВСЕГДА ВЕСНА!

ОГЛАВЛЕНИЕ

На просторах химической Антарнтиды

Карта химии .......................................12

«Дом» с «чуланом»........................21

Срытый двор..........................................25

С чего начинается начало....................................29

Рекордсмен..........................................31

Металл драгоценностей..................................34

Пятнадцать, как один....................................37

Одна миллиардная доля процента..........................49

Его Величество Уран..................................53

Алхимия XX вена

Бискайская история ....................................60

«Пустые» номера........................................69

«Философский камень» сегодняшних алхимиков................72

Первая брешь..........................................80

61-й..................................................85

Двести сорок, и ни грамма больше..........................90

92 +х................................................93

«Заграничные» элементы ..................................97

Манипуляторы с невидимым..............................ЮЗ

Пока последние...........................НО

Новое семейство........................................118

Есть ли предел числу элементов? ..........................120

Открытие, ноторое началось с конца

Досада лорда Кэвендиша................................126

0,0016 — много или мало?................................130

Дважды два — четыре?..................................135

«Почему же, почему?»....................................137

Преступником оказался... «швейцар»........................142

И уран, и калий, и все остальные..........................146

И у элементов есть папы....................................152

Брошь миссис Мак Вильяме..............................155

„Война сынов Света против сынов Тьмы"

Невыдуманная притча о скупом шейхе и смелом пастухе .... 159

Отпуск митрополита Афанасия............................166

Волк, овца, ядерная физика и археология.........169

На часах: без двух веков наша эра........................176

Ладья фараона Сезостриса................................178

Возраст Земли равен «иксу» ..............................181

Возраст планеты и закон Менделеева......................183

Во Вселенной всегда весна...

«С нами бог!»..........................................188

Один ум хорошо..........................................191

И светит, и греет......................................194

Звезды тоже стареют....................................198

Божественные рассуждения о конце мира....................202

«Гостья»..............................................206

Взрыв — рождающий....................................210

«Аэлита»..............................................212

Печка нашей планеты....................................216

В 1969 году весь мир отмечает 100-летие Периодической системы химических элементов, открытой великим русским ученым Дмитрием Ивановичем Менделеевым.

В этой книге, адресованной старшеклассникам, увлекательно рассказывается о роли, которую сыграл закон Менделеева в развитии науки с 1869 года до наших дней. Книга посвящена не только химии и даже не столько ей. Читатель прочтет здесь об истории некоторых необходимых химических элементов, познакомится с одним из значительных достижений науки — «алхимией XX века», узнает о всеобщей радиоактивности химических элементов. Интересно описаны приложения, которые находит Периодическая система элементов в геологии, астрономии и даже в археологии.

Автор книги доктор химических наук Ю. Я. Фиалков известен рядом научно-художественных произведений для детей. Его книги неоднократно издавались на многих языках народов СССР.

В этой книге наряду с новым материалом помещены некоторые главы из предыдущих книг Ю. Фиалкова: «Девятый знак» и «Ядро — выстрел!», также посвященных Периодической системе элементов.

Рисунки Н. УСТИНОВА

Для старшего возраста

Фиалков Юрий Яковлевич В КЛЕТКЕ №...

Ответственный редактор М. А. Зарецкая.

Художественный редактор Л. Д. Бирюков.

Технический редактор С. Г. Маркович.

Корректоры Л. М. Агафонова и Э. Л. Лофенфельд.

Сдано в набор 16/ХП 1968 г. Подписано к печати 8/У 1969 г. Формат 60Х84'Лв. Печ. л. 14. Усл. печ. л. 13,06. (Уч.-изд. л. 12,25). Тираж 50 000 экз. ТП 1969 № 554. А06173. Цена 50 коп. на бум. м/мел. Издательство «Детская литература». Москва, М. Черкасский пер., 1. Фабрика «Детская книга» № 2 Росглавполи-графпрома Комитета по печати при Совете Министров РСФСР. Ленинград, 2-я Советская, 7. Заказ № 478.

Внимание!

Это непроверенный текст книги, полученный с помощью системы оптического распознавания символов (OCR).

Все книги автора