В 1807 году, Гемфри Дэви, Корнуоллский химик, обладавший независимым умом,
попытался сделать то, что никто не осмелился пробовать прежде.
Он использовал недавно открытую силу - электричество,
чтобы разложить едкий химикат, называемый поташ.
И открыл новый элемент.
Впечатляющий, необузданный калий.
Дэви нашел новый способ взломать естественный мир, чтобы показать его строительные блоки.
Это история одного из величайших вопросов.
Из чего же все сделано в нашем мире?
Стремление это выяснить, в конечном счете, привело к необычайной догадке -
что все: от многообразия в природе до сложности строения человека,
состоит лишь из 92 элементов.
Я Джим аль-Халили.
Я изучал физику всю мою жизнь, но я не смог бы получили свои знания о субатомном мире
без работы химиков, которые первыми раскрыли тайны материи.
Великолепно. Это было действительно красиво.
Поиск и изучение элементов оказались
одной из величайших детективных историй науки.
Кропотливая и трудная работа, которая продолжалась веками.
Я собираюсь повторить шаги химиков, которые рисковали своими жизнями,
чтобы с трудом раскрыть секреты мира природы.
Это мгновенное уродство, мгновенная слепота.
Это - ужасно опасно.
Я узнаю, как ученые изо всех сил пытались
взломать один из самых важных кодов во вселенной.
И я открою, как наше увлечение элементами привело к созданию современного мира.
и толкнуло человечество к краю гибели.
Наше непреодолимое желание искать ответы практически любой ценой
и поиск фундаментальных истин
питали научные изыскания.
И это лежит в основе нашей истории.
Стремления человечества разгадать тайны элементов.
BBC: Chemistry: A Volatile History / Химия: Изменчивая История e1 Discovering the Elements / Открытие элементов русские субтитры TrueTransLate.tv
Трудно представить себе, на что это, должно быть, походило -
смотреть вокруг и не иметь понятия, из чего состоит мир.
Не знать, что он содержит.
Быть очарованным пламенем огня, и не иметь понятия,
что кислород необходим для горения, или что кислород вообще существует.
Не знать, что водород - жизнетворящая составляющая океана,
или что натрий и хлор вместе придают воде соленый вкус.
Только в последние 200 лет мы узнали, что такое химический элемент.
Это вещество, которое не может быть разделено на более простые в результате химической реакции.
Древние греки уже знали о свинце, меди, золоте, серебре,
железе, ртути, олове.
Но для них это были просто металлы.
Они были уверены в том, что весь мир состоял из земли, воздуха, огня и воды.
Более чем за 1000 лет мы не нашли способа
раскрыть тайны естественного мира,
и не было другого выбора, кроме как основывать концепцию элементов на том, что мы видели вокруг.
К 16-му веку все начало меняться.
Алхимики начали проникать в суть веществ, окружавших их,
в своих попытках превратить неблагородные металлы в золото.
Они хранили секретные записи о своих экспериментах, написанные загадочными кодами и символами.
И они мечтали о бессмертии.
От Дальнего Востока, через Европу и до Лондона
задние дворы и подвалы были бурлящим, пузырящимся средоточием алхимических исследований.
Именно алхимик был первым, кто поставил под сомнение идею греков о том,
что все состоит из земли, огня, воздуха и воды.
Эта история началась в Базеле, Швейцария.
И начал ее Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм, который
к счастью для меня, потому что я не выговорю это еще раз,
взял себе псевдоним Парацельс.
Парацельс был не только алхимиком, пытавшимся раскрыть
тайны материи, он также был врачом и хирургом.
И он не боялся ставить под сомнение традиционные для того времени убеждения.
В 1526 году Базель славился печатным делом.
А его наиболее востребованный печатник, Фробениус, только что узнал
от своих докторов, что, если его ногу не ампутировать, то его ожидает смерть.
Фробениус послал за Парацельсом,
который не придерживался традиционных в то время медицинских взглядов.
Также он не боялся смешивать медицину и алхимию,
чтобы составлять новые снадобья и лекарства.
Он создал лекарство, которое не только спасло Фробениусу жизнь,
но закрепило за Парацельсом славу истинного радикала.
Он выдвинул новую революционную идею, предполагая, что мир
в действительности состоит из трех элементов -
соли, серы и ртути.
Парацельс рассматривал их как ключевые ингредиенты для создания металлов и лекарств.
Он считал, что соль исцеляет раны, сера легко воспламеняется,
а ртуть, известная тогда как живое серебро, была жидкой и нестабильной.
Вообще-то, ртуть - это невероятное вещество.
Это единственный металл, который при комнатной температуре имеет форму жидкости.
И к тому же чрезвычайно тяжелый.
Даже вот это небольшое его количество по ощущениям - очень-очень тяжелое.
Но я положил сюда больше.
И если я попытаюсь это поднять...
Она не прилипает к столу, она в 14 раз тяжелее воды.
Также она токсична, поэтому я надел перчатки с трехслойной защитой.
Я собираюсь сделать то, что всегда хотел -
погрузить свою руку в ртуть.
Это очень, очень странное ощущение.
Она выталкивает мою руку.
Она не похожа ни на одну из жидкостей, известных мне.
Рука ощущает сильный холод, и даже через три слоя перчатки я могу почувствовать, как он обжигает.
И вот, чтобы дать вам представление о том, какое странное это вещество, у меня здесь есть стальной болт.
Давайте посмотрим, что произойдет, если положить его в ртуть.
Плотность ртути намного выше, чем у стали. Болт плавает.
Ртуть, серебристая и похожая на зеркало -
это один из самых красивых и неуловимых элементов среди всех.
Редко встречающийся в естественной форме.
Но нагревание красной горной породы, киновари, высвобождает спрятанную в ней расплавленную ртутную лаву.
Фраза "сошел с ума как шляпник" появилась в то время, когда мастера шляпного дела,
использовавшие ртуть, страдали от вызванного ею помутнения рассудка.
На рудниках Южной Америки охотники за сокровищами рисковали жизнями,
используя токсичную ртуть для извлечения другого элемента - золота.
И плавание на ртути дало плавное движение вращающимся огням некоторых Викторианских маяков.
Парацельсу не удалось убедить общество в своей идее
о трех элементах: ртути, сере и соли.
Напротив, он вызвал гнев тем, что игнорировал медицинские тексты и создавал алхимические снадобья.
Он был слишком радикален для своего времени.
В драматическом порыве,
чтобы показать свое презрение к светилам медицины, он сжег их книги.
Он был вынужден покинуть университет Базеля и бежать в Германию,
где мог продолжить практиковать медицину и алхимию.
Но он проложил путь для новой эры - эры вопросов,
в то время, когда многие алхимики были более заинтересованы в получении золота.
Они нагревали металлы в обжигающих печах.
Они кипятили и очищали.
И именно погоня за золотом привела к первому значительному прорыву
в деле открытия элементов.
Для алхимиков золото было своеобразным священным Граалем.
Они полагали, что оно обладало духовными, волшебными, даже медицинскими свойствами.
Цвета солнца, оно было символом власти.
Из него делали короны и монеты.
Оно украшало королей и королев, дворцы и храмы больше тысячи лет.
В древнем Египте верили, что золото - это кожа богов.
Для цивилизации инков золото было потом солнца.
Алхимики еще не знали, что такое химический элемент.
Но некоторые невольно затронули идею, что элементы могут быть скрыты в других веществах,
когда предположили, что золото может скрываться в человеческом теле.
Эта не ослабевающая в своем безумии погоня привела одного из алхимиков к тому,
чтобы стать первым человеком, заслугой которого явилось открытие нового элемента.
Хенниг Бранд.
Он искал способ выделить золото из тела,
когда натолкнулся на казавшуюся многообещающей идею
о имевшейся в достаточном наличии жидкости цвета золота - моче.
Шел 1669 год, и в темном вонючем подвале его дома в Гамбурге дорогие алхимические
эксперименты Бранда быстро съедали средства его состоятельной жены, Маргарет.
Но сейчас, с его идеей о моче, Бранд верил, что он был на пороге важного открытия.
Он вот-вот должен был прославить свое имя и восполнить богатство своей семьи.
Все, что ему для этого было нужно, это пятьдесят ведер мочи.
Химик, доктор Андреа Селла изучал работу Бранда
и собирается попытаться отыскать скрытый элемент.
Передайте мне, пожалуйста, мочу.
Пожалуйста. И оцените мою любезность.
Я уже задерживаю дыхание.
Э, знаете, вам не стоит слишком остро реагировать.
Так что же сделал Бранд?
То, что Бранд пытался сделать - это проникнуть в самое сердце материи.
Для начала, выпарить ее, чтобы избавиться от ненужных компонентов.
Конечно, это была, главным образом, вода.
Было и дополнительное обстоятельство, и это неудивительно.
Ну, вы уже наверно ощутили этот аромат.
Да, весьма неприятный.
У Бранда, должно быть, были очень, очень терпеливые соседи.
Я и правда не знаю, на что была похожа его личная жизнь, но не могу представить, что он пользовался такой уж популярностью.
Ну, я могу понять, что моча имеет золотистый цвет.
Но Бранд искал способ добыть золото. Где же здесь связь?
Прежде всего, нам кажется чрезвычайно смешным использовать такой отвратительный экскремент как моча.
Одним из представлений алхимиков о мире было то, что человек в действительности является микрокосмом и, соответственно,
моча несет в себе часть этой животворной силы. Силы жизни.
Своего рода метафизический символ жизни?
Совершенно верно. И таким образом, это было вещество власти.
Бранд был настроен продолжать свой поиск золота.
Он упарил мочу до состояния пасты,
потом нагревал ее до исключительно высокой температуры в течение нескольких дней.
В конце концов в тонких облачках дыма показались крошечные фрагменты, которые горели в воздухе.
Но чем было это горючее вещество?
Оно не было золотистым подобно солнцу, но горело ярче, чем любая средневековая свеча.
Так вот, то, что Бранд выделил из мочи.
Не золото.
Это был фосфор.
Бранд открыл по чистой случайности новый химический элемент, никогда не встречавшийся человеку.
Воспламеняющийся фосфор.
Он искал богатства, но не осознал того, что он
обнаружил фундаментальное понятие о том, что элементы могли быть спрятаны внутри таинственного мира.
Фосфор с точки зрения биологии очень и очень важен.
Представьте себе наши кости, они преимущественно состоят из гидроксофосфатов кальция.
Там много фосфата.
Он есть в нашей ДНК, во всех видах нашей ткани,
и в результате он всегда присутствует в крови, а некоторый его излишек передается в мочу.
Немного меньше, чем примерно грамм на литр.
Это вещество - настоящий зверь.
Вы можете видеть, что в воздухе оно начинает слегка дымиться.
Это предупреждение для нас о том, что случится, если мы не будем действовать быстро.
Поэтому мы собираемся опустить его в эту колбу.
Колба, вообще-то, наполнена кислородом.
И поставлена в песок,
чтобы тепло не повредило стекло.
А сейчас я собираюсь прикоснуться к нему горячим стеклянным стержнем.
И вот оно.
С ума сойти!
И чувствуется своего рода прохлада. Оно не горячее.
Это даже красиво.
Из-за этого яркого сияния,
и температуры, достаточно низкой, чтобы можно было держать в руке, Бранд назвал свое открытие "Icy Nocta Luca."
Холодный ночной свет.
Фосфор. Он в каждой клетке человеческого тела.
Он используется в медикаментах, чтобы стимулировать рост костей, например, для лечения таких заболеваний как остеопороз.
Каждый год производится 153 миллиона тон фосфора.
Фосфаты принимают как пищевую добавку, и они входят в состав зубной пасты.
Но, если съесть лишь 100 миллиграммов чистого фосфора,
количество, которое может поместиться на кончике пальца, то исход может быть летальным.
И у него есть еще более темная сторона.
Во время Второй Мировой Войны фосфор использовался в тысячах бомб, которые были сброшены на Гамбург.
Город, в котором Бранд его открыл.
Бранд надеялся, что фосфор принесет ему богатство,
но его наличные деньги закончились, и он продал тайну своего открытия за ничтожную сумму.
В скором времени фосфор расхваливали при королевских дворах Европы.
В 1677 он прибыл ко двору короля Чарльза II.
Вскоре после этого богатый алхимик Роберт Бойль стал свидетелем его люминесцентного волшебства
и решил исследовать его свойства.
Доктор Андреа Селла и я собираемся последовать инструкциям Бойля
и попытаться воспроизвести один из его наиболее значительных экспериментов с фосфором.
Итак, здесь у меня отрывки из книги Роберта Бойля
"Новые эксперименты и наблюдения, сделанные над Icy Nocte Luca".
Собрав около половины грана нашего сухого вещества nocte luca.
Половина грана - это сколько?
Ну, половина грана это в действительности совсем не много.
В одном грамме 15 гранов.
Таким образом, можете посчитать сами.
Вы же физик.
Ладно, и шесть частей по весу обычного мелкодисперсного порошка серы.
Хорошо, значит мы только добавим маленький кусочек...
- Так это всего лишь порошок серы? - Да, по сути это измельченная в мелкий порошок сера.
Да, и здесь сказано, что это засыпается в складку сложенного листа белой бумаги.
Который он растирал черенком ножа.
Ну, у меня нет ножа, но есть лопатка.
Подойдет. Воспользуемся ей. Хорошо. Начинает дымиться. Хорошо.
Начинает вспыхивать. У нас уже здесь небольшое пламя.
Основной кусочек фосфора...
О, смотрите, вот. О, вот. Вот. Ух!
Не было времени растереть его. Растирание и не понадобилось. Он сгорел.
Значит, вы фактически воссоздали то, что стало предшественником спички.
Да, и получил здесь несколько отличных колец дыма.
Что же, это на самом деле значительно изменило ход вещей, потому что вам удалось получить огонь по желанию.
Бойль случайно натолкнулся на компоненты, необходимые для создания спички.
Огромная отрасль промышленности родилась из этого эксперимента.
Но Бойля не так сильно интересовали возможности получения прибыли, которые открывал фосфор,
одно только понимание свойств этого элемента
уже было для него достаточной наградой.
Потому что, в конечном итоге, фосфор все-таки обладал трансформационными свойствами.
Он не мог превратить свинец в золото, но зато сделал из алхимика первого современного химика.
Бойль подготовил пространство для деятельности будущих охотников за элементами.
В отличие от большинства алхимиков, он не скрывал свои методы
и сумел передать способы, необходимые для того, чтобы раскрыть тайны материи.
Я собираюсь на поиски в хранилища Королевского общества в Лондоне.
То, что я ищу, было внесено на хранение в 1661, всего лишь год спустя после основания Общества.
Здесь.
"The Sceptical Chemist" (Химик- Скептик).
Она была написана Робертом Бойлем, одним из основателей Королевского общества.
Доктор Анна Мари Рус, специалист по истории химии, изучила записи Бойля.
У меня есть копия "Sceptical Chemist" Бойля.
Почему эта книга так важна?
Ее считали одной из первых книг,
которые означали переход от алхимии к химии,
и некоторые ученые думали, что это - первая книга по химии.
Тот факт, что эта книга была написана на простом английском, также был в новинку.
Нужно только сравнить книгу Бойля с зашифрованными записями другого алхимика,
великого ученого, Исаака Ньютона, чтобы оценить ее новаторство.
Мы можем увидеть, что они на латыни, а также,
что для обозначения химических элементов используется несколько алхимических символов.
Это мне очень напоминает астрологию
и египетские иероглифы. Абсолютно.
И я сравниваю это с Бойлем, который пишет такое: "Он взял 200 фунтов земли,
высушил ее в печи, поместив в глиняный сосуд и расплавил ее."
Он описал химические процессы.
Абсолютно верно. Некоторым образом отличало Бойля от других то, что он хотел
раскрыть некоторые из своих секретов в области химии для блага химического сообщества.
Бойль вывел алхимию из тени и начал для нее просвещенную, рациональную эпоху.
Он сделал научный метод доступным взору каждого.
Алхимики, должно быть, боялись, что он выдаст их секреты.
Но он отнюдь не был столь заинтересован в развенчании алхимии,
сколько в избавлении от ее метафизического багажа
и замене его на более точный научный подход.
Началась новая эпоха научных экспериментов.
И, вместе с более открытым обменом идеями, пришло отторжение традиции.
Это возвестило начало эпохи, во время которой древнегреческие доктрины
были переоценены, и предложены новые концепции.
Коперник поставил под сомнение древнюю идею о том, что Земля была центром вселенной,
вместо этого предположив, что она была лишь одной из нескольких планет, вращавшихся по орбите вокруг солнца.
Везалий создал анатомические таблицы человеческого тела.
Это было волнующее, время, когда ветер свободы помогал Европе
перейти из темноты невежества в эпоху разума.
Но одно лишь то, что люди стали думать по-другому,
совсем не обязательно означало, что они стали думать правильно.
И в то время, как новое поколение ученых увлеченно пыталось найти современные элементы для замены
четырех древних, их энтузиазм не спасал их от веры в полностью ошибочные теории.
Таким образом, наука отправилась по одному из тупиковых путей в истории химии.
Шел 1667 год, следующий после того, как Великий лондонский пожар
до основания разрушил один из величайших городов Европы.
Тайны огня были в центре внимания всех умов.
Но никто в действительности не понимал, что такое огонь, или откуда он берется.
Немецкий химик, Йоганн Бехер, предположил, что разрушительная
сила огня была вызвана нематериальной сущностью, называемой флогистоном.
Он, как думали, был бесцветным, безвкусным и невесомым веществом
без запаха, которое заставляет вещи гореть, уменьшая их до их истинной формы.
Это горящее дерево производит пепел.
Таким образом, дерево должно состоять из пепла, чистой древесины, а также флогистона.
В 17 веке теория флогистона казалась настолько надежной,
что полностью устраивала научное сообщество.
Оно было принято в качестве истины, фактически парализуя нашу способность
открывать большее количество элементов и очерчивать контуры естественного мира.
Один великий химик, который экспериментировал с газами, даже утверждал, что выделил его.
Еженедельно в один и тот же день в течении 50-ти лет
весьма странный ученый приходил в Королевский Общественный Обеденный Клуб
для обсуждения самых последних научных идей.
Генри Кавендиша охарактеризовали как "самого богатого из образованных и самого образованного из богатых".
Он был главным акционером в Английском Банке и имел связи при дворе.
Но примечательным является то, что он постоянно посещал общественные собрания.
Кавендиш был болезненно стеснительным и фактически жил в изоляции.
Дома он настойчиво требовал, чтобы его прислуга общалась с ним исключительно в письменной форме.
Коллеги по Обеденному Клубу говорили, что его часто замечали медлившим перед входом,
в попытках набраться храбрости, чтобы войти.
И во время беседы с ним все же лучше смотреть в сторону, чем прямо на него.
Несмотря на признаки, которые сегодня можно было бы распознать как аутизм,
Кавендиш сделал значительный вклад в открытие элементов.
Я собираюсь исследовать, каким образом эксперименты Кавендиша с воздухом
привели его к открытию первого элемента - газа.
Кавендиш добавил металл - цинк в кислоту.
Это было обманчиво просто.
И очень скоро...
на поверхности цинка начали появляться пузыри.
Кавендиш начал собирать этот газ, который я намерен получить в этой пробирке.
Он ничем не пахнет, не имеет вкуса, и по сути абсолютно невидим.
Вскоре Кавендиш понял, это был необычный газ.
А затем...
он его поджег.
БАХ
Кавендиш не знал, что он открыл новый элемент,
на самом деле он думал, что нашел новый вид воздуха, отличающийся от воздуха, которым мы дышим.
Не удивительно, что он это назвал "горючим воздухом".
И он считал, что его горючий воздух и был таинственным флогистоном.
Он существовал, не имел запаха, вкуса и цвета, а самое главное он воспламенялся.
Он ОБЯЗАН был быть флогистоном.
Но он ошибся.
Кавендиш не осознал этого, но он выделил новый элемент - водород.
Он исследовал свойства своего нового воздуха
и подсчитал, что он в 11 раз легче, чем воздух, которым мы дышим.
Здесь я попросил Асму помочь мне.
Она прокачивает водород сквозь полученную жидкость
и создает пузыри водорода, которые поднимаются сквозь эту воронку.
Поскольку водород все-таки намного легче воздуха,
в какой-то момент эти пузыри будут выделяться и начнут всплывать.
Великолепно, это было действительно красиво.
Он был легче воздуха и взрывался при горении.
Понятно, почему Кавендиш подумал, что это был флогистон.
Боже мой! Они все лучше и лучше!
Но это заблуждение означало, что Кавендиш при жизни был лишен славы первооткрывателя водорода.
Он также не увидел его полной мощи.
Водород, образовавшийся сразу после Большого взрыва, наряду с гелием и литием -
это самый распространенный и самый легкий элемент во Вселенной.
Солнечная энергия образуется за счет ядерного синтеза водорода.
Тот же принцип использован в водородной бомбе.
В 1937 году была засвидетельствована легковоспламеняющаяся сущность водорода,
когда из-за него загорелся дирижабль цеппелин "Гинденбург", погибло 36 человек
Как и многие другие охотники за элементами, Кавендиш не понимал значения своего открытия.
Но он действительно наблюдал что-то, что будет играть важную роль в нашем понимании естественного мира.
Каждый раз, когда он зажигал газ,
на поверхности стакана начинали появляться капли жидкости.
Это была вода.
Это имело невероятные последствия тогда, в 1700-х, поскольку в то время
верили в древнегреческую идею, что вода была одним из элементов.
Но если можно получить воду из двух других компонентов,
то она не могла быть элементом. В действительности вода - это соединение.
Этот удар в самое сердце древней идеи о четырех элементах.
Наблюдения Кавендиша могли потрясти основы принятых убеждений.
Но этого не произошло, поскольку он гнался за флогистоном.
Он считал, что воздух должен содержать форму воды,
модифицированную наличием флогистона.
Ему просто в голову не пришло, что вода - это соединение.
Итак, хотя он и был очень близок к разрушению античного пантеона четырех элементов,
он, тем не менее, не смог полностью опровергнуть эту теорию.
Опоры этого пантеона уже тогда стояли на очень зыбкой почве,
и не слишком долго оставалось ждать их обрушения.
Но не вода Кавендиша была тем, что наконец опровергло бы древнюю теорию.
Это был воздух.
Пока было найдено 19, как мы называем, элементов
но ученые 18-го века все еще трудились над осознанием
того, из чего сделан мир.
Королевское общество поручило своим членам
изучить невидимый воздух.
К середине 18 века были известны 3 типа воздуха, или газа.
Существовал обычный воздух, которым мы дышим, горючий воздух,
известный теперь как водород, и связанный воздух, или углекислый газ.
А экспериментировать с этим воздухом было любимым времяпрепровождением
священника и химика-любителя Джозефа Пристли.
Пристли жил рядом с пивоварней и провел там довольно много времени, особенно учитывая,
что он был Унитарианским священником, известным своими крайне радикальными проповедями.
Но здесь он был не из-за пива.
Пристли интересовал газ, который выделялся в процессе брожения.
Он назвал его пивным газом, но конечно, к тому времени, он был известен как связанный воздух.
Сегодня мы знаем его как углекислый газ.
Углекислый газ производится в этом чане,
и, будучи тяжелее воздуха, он скапливается и льется каскадом вниз.
Сейчас мы не можем увидеть этого, но эксперимент, который сам Пристли
проводил, включал наблюдения за тем, что делает двуокись углерода с зажженным пламенем.
Итак, если я удерживаю это пламя здесь,
то в этот момент оно не находится на пути движения газа, но если я его опущу...
Можно видеть, что оно сразу гаснет.
Можно даже заметить дымовой шлейф на пути движения газа.
Пристли был восхищен связанным воздухом.
Он смешал его с водой, то есть изобрел первый газированный напиток.
Со временем это породит многомиллионную индустрию,
но он практически ничего не заработал на этом.
Вместо этого страсть Пристли к науке
привела к приглашению его в поместье Бовуд Хаус в Уилтшире,
чтобы обучать детей будущего Премьер Министра, Лорда Шелбурна.
Пристли недоставало богатства его предшественников-химиков, таких как Бойль и Кавендиш.
И его изобретения, и радикальные писания принесли ему мало средств.
Лорд Шелбурн предлагал ему финансовую стабильность
и возможность продолжить свои научные эксперименты в обмен на обучение.
Он стал первым профессиональным химиком, получавшим жалование.
И именно здесь он продолжал свои эксперименты с воздухом.
1 августа 1774 года он провел
один из наиболее значительных экспериментов в истории химии.
Пристли был охвачен попытками разгадать природные тайны воздуха.
Время от времени он экспериментировал с порошком, который знал как ртутную окалину.
Оксид ртути.
Он положил его в опытную пробирку, чтобы собрать любой газ, который мог выделяться при его нагревании.
Затем он наполнил опытную пробирку ртутью, которая бы улавливала газ.
Итак, сейчас я помещаю мой палец на самый верх пробирки,
переворачиваю ее, таким образом, что она погружена в ртутную ванну.
Сейчас порошок оксида ртути находится на самом верху пробирки.
Затем Пристли нагрел этот порошок.
Уровень ртути в пробирке опускается.
Далее образовавшийся газ толкает ртуть вниз.
В действительности произошло вот что - этот порошок оксида ртути
распался на два своих компонента.
Сейчас посмотрим, что за газ получил Пристли.
Если я возьму эту лучину и задую ее так, что у меня будет всего лишь тлеющий уголек,
она вновь загорится ярким пламенем.
Сейчас мы знаем, что Джозеф Пристли обнаружил кислород.
Но так как он верил в идею флогистона, что решил, что лучина
подводила флогистон к новому воздуху и загоралась.
Он сделал вывод, что его воздух должен быть без флогистона.
Итак, он назвал его «бесфлогистонный воздух».
Эксперименты Пристли с этим его новым воздухом на этом не остановились.
Более того, приобрели странную форму.
Он поместил мышь внутрь запечатанного контейнера с новым воздухом,
полагая, что она едва проживет 15 минут.
Вместо этого он нашел её живой и здоровой через полчаса.
Затем он попытался подышать сам и отметил:
"Мне кажется, моя грудь почувствовала особенную легкость и удобство через некоторое время.
Кто бы мог сказать, что со временем этот чистый воздух
может стать предметом светской роскоши.
До сих пор только две мыши и я имели честь вдыхать его."
Пристли даже и не подозревал о том, что каждый имел привилегию дышать им.
Кислород - третий наиболее распространенный элемент во вселенной
и составляет более половины веса человеческого тела.
При температуре минус 183 градуса по Цельсию он конденсируется в бледно-голубую жидкость.
Сталеплавление использует более половины произведенного в коммерческих целях кислорода в мире.
Он также используется как ракетное топливо.
Примерно на 21% воздух состоит из кислорода.
На пару процентов меньше, и мы бы не смогли дышать.
На несколько процентов больше, и некоторые органические вещества, воспламенившись,
будут гореть бесконтрольно.
Хотя Пристли знал, что он нашел что-то особенное,
он не понимал, что выделил элемент.
Ему по-прежнему мешала его вера в флогистон.
Но его путь пересекся с провидцем,
который тоже думал о газах и воздухе.
В октябре 1774 года Пристли сопровождал
своего благодетеля, лорда Шелберна, в продолжительном турне по Европе.
Они отправились в Париж, где их пригласили
поужинать с некоторыми из наиболее выдающихся ученых страны.
Для практичного йоркширца Пристли это, возможно, было подарком судьбы.
Одним из гостей был выдающийся французский ученый Антуан Лавуазье.
В возрасте 28 лет он уже был избран во Французскую академию наук.
Этот парень был невероятен. Он публиковал труды обо всем: от минералогии Пиренеев
до указания наиболее подходящих мест для размещения скотобоен в Париже.
Лавуазье был не только членом вновь возникающей научной элиты,
но и сборщиком налогов, а кроме того, чрезвычайно богатым представителем буржуазии.
И вот он решил еще и раскрыть тайны природы.
Когда Пристли и Лавуазье встретились за ужином, они говорили о химии.
И разговор вскоре обратился к новому захватывающему открытию Пристли - бесфлогистонному воздуху.
Заинтригованный Лавуазье, настаивал на деталях,
и Пристли несомненно нашел в нем очень внимательного слушателя,
поэтому он рассказал ему все о своем эксперименте.
Лавуазье и Пристли были совершенно разными по натуре.
У Лавуазье была лучше всего оснащенная в Европе лаборатория
с более чем 10-ю тысячами приборов высокой точности.
Пристли работал в импровизированной лаборатории
с оборудованием, сделанным им самим на скорую руку.
Лавуазье взвешивал, измерял, вновь взвешивал и аккуратно подсчитывал
до и после каждой реакции.
И этот же подход он применил для исследования великой тайны флогистона.
Прорыв Лавуазье произошел тогда, когда он обратился, со своим фанатичным вниманием к деталям,
к весу вещества до и после нагревания.
Сначала он очень точно взвесил металл - в данном случае, олово.
И, если доверять замерам, это 150,07 грамма.
Нагрев олово и затем взвесив его повторно,
он обнаружил мучительную проблему в теории флогистона.
Если флогистон выделяется, когда вещество нагревается, оно должно весить меньше.
Тем не менее, здесь по показаниям 153,6 грамма.
Это примерно на 4 грамма больше, чем до его нагревания.
Вот где у Лавуазье и произошло озарение.
Может быть, флогистон и не выделяется, когда вещество нагревается.
Напротив, вероятно, он поглощает некоторое количество воздуха.
Это бы объяснило излишек веса.
Но если это было правдой, что послужило причиной увеличения веса?
Сразу после его беседы с Пристли, Лавуазье решил
повторить эксперимент Пристли, только с точностью до наоборот.
Он нагревал некоторое количество ртути внутри запаянного контейнера,
до тех пор пока она не превратилась в оксид ртути, который по внешнему виду точно такой же,
как и тот, что использовал в своем эксперименте Пристли.
Он измерил количество воздуха, которое было поглощено ртутью, пока ее нагревали.
Затем он нагрел оксид ртути
и отметил, что количество выделившегося воздуха было в точности таким же,
как и количество воздуха, поглощенного ртутью, когда ее нагревали.
Внезапная вспышка озарения помогла ему понять: что-то такое
было взято ртутью из воздуха для образования оксида ртути.
И этот же газ затем выделялся.
Он имел смелость предположить, что этот газ не имел ничего общего с флогистоном.
По сути, это был совершенно новый элемент.
Лавуазье назвал его кислородом.
Так, благодаря эксперименту Пристли, Лавуазье открыл истину
о несостоятельности теории, которая препятствовала развитию химии в течение века.
В конечном счете, Лавуазье показал что флогистон просто не существует.
Лавуазье освободил химию от пут флогистона
и пережитков средневекового мировоззрения.
И он первым применил научный метод
и поэтому смог добиться быстрого прогресса в выделении элементов.
Лавуазье, к ярости Пристли, утверждал, что ОН открыл кислород,
потому что он распознал его как новый элемент.
Попытка решить, кто должен получить славу, оказалась грязным делом.
Злобная словесная баталия и борьба за репутацию разразилась между Англией и Францией.
Пристли был взбешен тем, что Лавуазье пытался украсть его громкую славу,
и он был прав, поскольку эксперименты Лавуазье по кислороду
не были завершены до его встречи с Пристли.
Возможно, Лавуазье и не открыл кислород,
но он осознал его значение.
И именно Лавуазье, а не Пристли
известен как "отец химии".
Открытие кислорода окончательно разгромило все остатки
греческой концепции четырех элементов.
Вода состоит из водорода и кислорода.
Земля и воздух в целом - это мешанина из различных элементов.
А огонь - это не элемент вовсе.
Химия вступала в современную эпоху.
Это был период, когда химики расщепляли материю,
совершая великие открытия,
когда просто пытаясь понять, из чего же сделан наш мир.
Но казалось, что там все еще нет какого-либо порядка,
какой-нибудь логики в их открытиях,
просто случайные элементы, разбросанные на химическом пейзаже.
Лавуазье был первым ученым, который определил, чем является элемент -
субстанцией, которая не может быть разложена существующими химическими методами.
Это рукопись.
И он взялся за составление окончательного списка всех элементов.
И вот, 33 заменили четыре древних.
Здорово!
Итак, вот он. Это оригинальный список элементов Лавуазье.
Он на французском, и это его почерк,
но, пожалуй, все же стоит пояснить, что тут написано.
Он разделил их на четыре группы. Четыре категории элементов.
Это газы, неметаллы, металлы и "земли".
Можно видеть, что среди газов он поместил кислород и водород.
Но он не расположил их в правильной последовательности.
Я вижу, что он отнес сюда, к своим металлам, мышьяк и сурьму.
Сегодня их не относят к металлам.
Но еще более удивительно, что lumi`ere, или свет,
и теплород, тепло, он отнес к элементам из категории газов.
Конечно, свет и тепло, как нам теперь известно, всего лишь чистая энергия.
Но, если не считать этих ошибок, это был огромный скачок вперед в области химии.
Это было раннее осознание того, что, возможно, существовал какой-то порядок по отношению к элементам.
Некая грандиозная структура строительных блоков нашего мира.
И Лавуазье не остановился на достигнутом.
Он создал систему для классификации открытий многих других химиков,
также он намеревался изменить сам язык химии.
Он начал революцию научной терминологии,
заменяя образность и возвышенность точностью.
Так бесфлогистонный воздух стал кислородом.
Железная окалина
стала оксидом железа.
Купоросное масло стало серной кислотой,
а "философская шерсть" стала оксидом цинка.
Наконец-то появился универсальный язык для выявления элементов.
Может быть, это и досадно, что заменили некоторые из этих экзотических имен,
но в какой-то степени я восхищаюсь логикой Лавуазье.
Он произвел революцию в области химии,
но были и другие революции.
В 1789 году французская революция будет иметь ужасные последствия
как для Лавуазье, так и для его соперника Пристли.
В Англии симпатия Пристли к восстанию
привлекла к нему нежелательное внимание.
Дело дошло до своего апогея в 1791г, когда разъяренная толпа,
испугавшись, что революция дойдет до Англии,
ворвалась в его новый новый дом и сожгла его подчистую.
Благодаря тому, что его предупредили, Пристли не пострадал,
но решил бежать в Америку.
Лавуазье не был так удачлив.
Несмотря на его службу правительству,
Лавуазье и 28 других сборщиков налогов были осуждены
и признаны виновными в заговоре против народа Франции.
В тот же день, 8 мая 1794 года, его доставили сюда, на площадь Революции.
И их всех казнили в течение 35 минут.
Днем позднее, французский математик Жозеф Лагранж
сказал: "Всего мгновение потребовалось им, чтобы срубить эту голову,
а и во сто лет не будет такой другой."
Лавуазье оставил невероятное наследие.
Он отбросил старые догмы и заменил их эмпирическим подходом.
Дороги назад не было.
Сейчас наиболее радикальные идеи уже можно было доказать или опровергнуть экспериментально.
Но ученые были по-прежнему убеждены в том, что большинство элементов, должно быть, еще не открыто,
и были заняты отчаянным поиском новых способов их обнаружения.
Вещество по-прежнему было изучено мало.
И потребовались мощные и рискованные усилия,
чтобы найти новый способ его разделения.
Хэмфри Дэви, необузданный, харизматичный корнуэльский ученый,
часто навлекавший на себя опасности.
Он был профессором химии Королевского Института в Лондоне.
6-го октября 1807 года Дэви продолжал работать в подвале,
где служебные помещения были приспособлены им под лабораторию.
Он работал с несколькими кристаллами соли... так называемым поташом.
Лавуазье не удалось разложить его,
и он предположил, что это элемент.
Но это не убедило Дэви.
Он подозревал, что поташ состоит из нескольких элементов.
Сколько усилий не прилагали учёные, поташ ставил их в тупик.
Казалось, нет никакого способа, которым химия могла бы его расщепить.
И вот, у Дэви появилась новая идея.
Первая электрическая батарея была изобретена недавно.
Она была очень простой. Ряды металлических пластин и картона,
погруженные в соленую воду.
Но она производила первый в мире постоянный ток.
Я собираюсь использовать тот же принцип, чтобы попытаться произвести электричество.
Я взял медную монету, подсоединенную к цинковой шайбе с помощью медной проволоки,
и, если этого достаточно для соединения этих бокалов,
наполненных только солёной водой, то тогда я могу создать цепь.
Сейчас, если я соединю медную монету с одной стороны с лампой,
а с другой стороны - с цинковой шайбой,
то получится электричество. Свет горит.
Я произвел электричество с помощью простых стаканов, наполненных солёной водой, и двух различных металлов.
Большинство химиков в то время считали, что этот результат связан с чем-то в самих металлах.
Но Дэви полагал, что причина была гораздо глубже.
Что это была химическая реакция, которая и стала причиной появления электрического тока.
Но если дело было в этом, тогда, возможно, могло быть верно и обратное -
электрический ток мог быть причиной химической реакции.
Дэви решил это выяснить.
Химик доктор Хэл Сосабовский и я собираемся повторить эксперимент Дэви,
чтобы выяснить, что же в действительности увидел Дэви.
Добро пожаловать в лабораторию. Благодарю Вас.
Хорошо, итак, мы собираемся расщепить поташ.
Первое, что нам следует сделать, это расплавить поташ.
Ему свойственна относительно низкая точка плавления в 360 градусов, это значит, что мы можем
плавить его с помощью Бунзеновской горелки и паяльной лампы.
Таким образом практически сразу видно, что формируется блестящая жидкость.
Он плавится внутри сосуда.
Полагаю, в расплавленном состоянии, он станет очень опасным, очень едким?
Именно так. Если он брызнет на нас, то мгновенно покалечит, приведет к слепоте.
Он довольно опасен в твердом состоянии,
но в расплавленном состоянии он опасен исключительно.
Страшно даже подумать о том, на что, должно быть, это походило в лаборатории Дэви.
Потеря пальцев, глаз серьезные травмы?
Да, наука была пока еще в "нежном возрасте".
Он бы стоял там в своем твидовом костюме и при галстуке, без защитных очков.
Таков был путь науки. Они все были первопроходцами.
И не забывайте, Дэви не знал, что он искал.
Он не знал, что искал очень химически активный металл, который фактически загорается в воздухе.
Таким образом, существовала двойная опасность, если хотите.
Вот здесь, это современная аккумуляторная батарея для грузовых автомобилей.
Она обеспечивает 12 вольт. Вполне достаточно для нашего эксперимента.
И мы взяли угольные электроды и пусковые провода.
Так что мы полностью готовы к расщеплению нашего поташа.
Мы просто не знаем, что случится когда положим это туда.
Электрические токи, протекающие через расплавленный поташ,
создают непредсказуемую и изменчивую химическую реакцию,
вырывая отдельные, электрически заряженные частицы из поташа.
Но достаточно ли этого, чтобы разложить его?
Он полностью изменил цвет.
Электроды изнашиваются, потому что это едкая среда.
О, посмотрите, там такое! О, что это за розовая вспышка?
Да - вот, где вырабатывается калий. И сразу же реагирует.
Этот калий на поверхности быстро сгорает в присутствии кислорода.
Здесь еще один, посмотрите. Да, он реагирует.
Прямо как небольшая розовая спичка, выпрыгивающая на поверхность.
Точно. И тот самый звук, похожий на вспышку спички - это горение калия.
И это как раз то, что он увидел. Именно там и тогда.
Красивое сиреневое пламя.
Там, где другие ошиблись, Дэви добился успеха.
Он разложил поташ на его основные базовые составляющие,
выделив невиданный доселе элемент. Калий.
Вероятно, невозможно представить то волнение, которое испытал Дэви.
Впервые он обнаружил новый элемент.
Невиданный прежде еще никем в целом мире.
Его ассистент заметил, что Дэви прошелся в танце по лаборатории, когда сделал это открытие.
Калий.
Это мягкий серебристый металл, который режется как сыр.
Всего минуту сверкает как сталь, а затем темнеет на воздухе.
Калий необходим для жизни человека.
Нашим телам нужен его постоянный запас,
чтобы поддерживать мускулы и почки работоспособными.
Он также способствует передаче нервных импульсов.
Но кроме того, он смертельно опасен.
Хлорид калия в больших дозах может вызвать сердечный приступ со смертельным исходом.
При соприкосновении калия с водой происходит взрыв,
выделяется водород и поташ в осадке.
Но в морской воде в виде соли он содержится в изобилии.
Это позволило Хэмфри Дэви вырвать его у природы и сделать видимым.
Дэви оказался способен проникнуть дальше внутрь непостижимого мира элементов -
возможно даже дальше, чем мыслил Лавуазье.
Но калий был только началом.
Со временем Дэви добавил к списку Лавуазье шесть новых элементов
и подтвердил, что такие вещества, как хлор и йод, также являлись элементами.
Он был рыцарем в мире химии -
бесстрашным, даже безрассудным с точки зрения рискованности эксперимента.
Для него опасность была неотъемлемой частью науки.
И вероятно, вдыхание этих химикатов в течении жизни сделало свое дело.
Он умер в мае 1829 года в возрасте 50 лет.
Его поиски знания, глубокие, кропотливые исследования скрытого естественного мира,
возможно, стоили ему жизни.
Но шаг, который он сделал для научного прогресса - безмерен.
После смерти Дэви, идея элементов была утверждена окончательно.
Были найдены 55 строительных кирпичиков нашей планеты.
И мир получил новую науку - химию.
В следующий раз я собираюсь пройти путь химиков-первопроходцев...
Как жжет мои руки.
... поскольку они старались придать смысл изначальному хаосу.
Я выясню, каким образом мечта ученых
стала одним из наших наиболее прекрасных творений -
Периодической таблицей.
И я кропотливо исследую субатомный мир, чтобы обнаружить
скрытую модель вселенной, порядок элементов.
Тайминг MVGroup.org Перевод Truetranslate.tv Редакторы Irina73, kodev, IamCrazy, memento, Betelgeuse_990, Torry, cepylka
Переведено на сайте www.notabenoid.com Переводчики: IamCrazy, Betelgeuse_990, memento, Akfaire, Irina73, cepylka, Torry, Serg1111, Matthew, AIR_cb, Truth