Теги: журнал домашняя лаборатория
Год: 2011
Текст
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
д О Л
ДЕКАБРЬ 2011
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
ВПТ
к
Научно-прикладной
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
domlab@inbox.com
СОДЕРЖАНИЕ
ДЕКАБРЬ 2011
История
Статьи для журнала направ-
лять , указывая в теме пись-
ма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие го-
норары авторам статей не
выплачиваются и никакие оп-
латы за рекламу не принима-
ются .
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской деятельно-
стью и никакой ответствен-
ности за содержание статей
не несет.
Кривая история открытий (продолжение) 3
Мир в ореховой скорлупке
Ликбез
106
Литпортал
Похищение чародея 150
Ключик 209
Техника
Инвертор для индукционного нагрева 214
Инвертор для индукционного нагрева - 2 240
Коаксиальная криптоловая печь 270
Самодельные реактивы
Химичка
281
Английски:
Мозазавры в степях Волгограда 300
Разное
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании материа-
лов этого журнала, ссылка
на него не является обяза-
тельной , но желательной.
Никакие претензии за не-
вольный ущерб авторам, за-
имствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается компенсиро-
ванным рекламой авторов и
их произведений.
Открытия и названия элементов 314
Провал 375
Фотогалерея 378
Новогоднее поздравление 379
По всем спорным вопросам следу-
ет обращаться лично в соответ-
ствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные ме-
стным нотариусом, копии всех
необходимых документов на афри-
каанс, в том числе, свидетель-
ства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
НА ОБЛОЖКЕ
О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
Пушкин А. С., 1829 г.
Читаем раздел «Ликбез».
История
КРИВАЯ ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЙ
С.Г. Бернатосян
(продолжение)
От редакции
Мы долго не решались дать дорогу этому материалу - уж больно
он смахивает на «желтую прессу». Но и отмахнуться от него так
просто нельзя - приводимые в нем сведения могут оказаться
достаточно верными, хотя может быть и не всегда правильно ин-
терпретируемыми . В конце концов, мы решили сопроводить каждую
статейку выдержками из Википедии, выделив их цветом. Наши чи-
татели достаточно разумны и образованы (иначе они бы не чита-
ли этот журнал), и вполне могут разобраться сами - где исти-
на , а где ее искажение.
ПРОДЕЛКИ ЕГО
ВЕЛИЧЕСТВА СЛУЧАЯ
Если попробовать поискать причины, по которым Т.Е. Ловиц один за другим те-
рял приоритеты на важнейшие исследования, повторенные позднее другими, то это
будет далеко не просто сделать. Как и ответить на вопрос, почему за Егором
Ивановичем Орловым так и не сохранилось авторство разработанной им новой хи-
мической технологии?
В 1908 году Орлов осуществил каталитический синтез этилена из газовой смеси
водорода и окиси углерода, обстоятельно изучив кинетические закономерности
этого процесса. Казалось, учёная общественность должна была бы немедленно ух-
ватиться за идею внедрения технологии, способной перевернуть, в буквальном
смысле слова, всю химическую промышленность. Ведь благодаря ей можно было
выйти на новое направление в получении ценных органических веществ из доступ-
ного и дешёвого сырья — водорода1 и окиси углерода. Подсказанным Орловым спо-
собом в огромных количествах добывались метанол и другие жизненно важные для
промышленности химпродукты. Однако сообщение Орлова учёный мир по достоинству
не оценил и не включил в химико-технологические анналы. Только через полтора
десятка лет та же идея целенаправленного синтеза углеводородов из смеси водо-
рода и окиси углерода под действием разных катализаторов нашла отражение во
встреченной рукоплесканиями публикации немецких химиков Фрица Фишера и Ганса
Тропса. Небывалому их успеху скорее всего способствовало то, что они направи-
ли органический синтез в чисто практическое русло, поскольку на его основе
начали получать жидкое моторное углеводородное топливо. Уже с 1925 года идея
Фишера и Тропса (а точнее — Орлова) нашла реальное применение. Немецкая фирма
"Рурхеми" запустила производство синтетического бензина по разработанной Фи-
шером и Тропсом технологии с годовой производительностью 600 тысяч тонн!
А две американские фирмы почти одновременно наладили эффективное нефтепере-
рабатывающее производство способом крекинга, позволявшим получать высококаче-
ственные моторные топлива меньшей молекулярной массы. Правда, никак не желая
уступить одна другой приоритет передовой технологической разработки, они
вступили меж собой в длительную судебную тяжбу с целью закрепления за собой
"законной" монополии на производство бензиновых топлив крекингом нефти. Если
бы только они знали, какой сногсшибательный сюрприз их ожидает на суде! Имен-
но там неожиданно выяснилось, что ни одна из этих фирм не может претендовать
на патент по той простой причине, что крекинг нефти первым открыл русский
технолог и инженер Владимир Григорьевич Шухов ещё в 1891 году, закрепив экс-
клюзивное право на "создание установки пиролитического разложения углеводоро-
дов нефти"! Вот ведь как бывает: несколько лет понадобилось, чтобы
"потерянная" идея Шухова получила практическое воплощение, но, к сожалению,
"безымянно", без участия самого автора.
Первым среди технологов Шухов сумел осуществить и переработку нефти под
давлением. Но о разработанном им нефтеперерабатывающем процессе теперь тоже
мало кто помнит. Изобрёл он и так называемую форсунку, с помощью которой уда-
лось получить промышленным способом факельное горение жидкого горючего. И что
же? Эта оригинальная инженерная разработка по непонятным причинам сегодня
приписывается совершенно другим людям.
Вот уж действительно, каких только казусов не случается в науке! От драм до
забавных коллизий, когда приоритет от истинного автора вдруг перекочёвывает к
ничего не знавшему о существовании данной научной проблемы учёному лишь из-за
одного совпадения фамилий! В этом смысле любопытен пример из области все того *
1
Водород до сих пор является недешевым сырьем.
же органического синтеза. Законы химического превращения фенола2 открыл К. Л.
Раймер. Но приоритет ценного открытия ошибочно приписали не этому Раймеру, а
другому — его однофамильцу, родившемуся на 10 лет позднее. Всё разъяснилось,
когда уже обоих не было в живых.
Известен и другой анекдотический случай. Нобелевский комитет в 1987 году
удостоил высочайшей оценки исследования по химии макрогетероциклических со-
единений, способных избирательно образовывать молекулярные соединения типа
"хозяин—гость", сразу трёх авторов — американцев Чарлза Педерсена3 и Дональда
Крама4 и француза Жак Мари Лену5, поскольку их работы дополняли друг друга.
Этим учёным фантастически повезло выйти на головоломную структуру молекул и
разработать на её основе направленный синтез сложных органических соединений.
Не повезло кое-кому другому. И вот в чём. Официальные представители комитета
должны были уведомить новоиспечённых лауреатов о присуждении им Нобелевских
премий. Если с Лену и Педерсеном им удалось связаться довольно быстро и пере-
дать радостное известие точно по адресу, то телефонный звонок из Стокгольма в
Лос-Анджелес застал врасплох среди ночи совсем не того Дональда Крама, но по
иронии судьбы тоже химика. Обескураженный Крам ничего не мог понять. Однако
трезвон в его доме не прекращался. "Двойника" нобелевского лауреата то по-
здравляли с грандиозным успехом, то просили выполнить какие-то необходимые
формальности, то приглашали на торжественную церемонию, то проявляли интерес
к деталям его уникальной работы — словом, не давали ни минуты покоя. Пред-
ставьте себе, какую же бурю чувств вызвало это "мелкое недоразумение" у псев-
до-лауреата, когда правда всплыла наружу! Благо, всё прояснилось "по горячим
следам". А что настоящий лауреат? Ничего. Отлично выспался!
Из-за совпадения в фамилиях очень часто путали датского физика Людвига Ло-
ренца и нидерландского физика-теоретика Гендрика Антона Лоренца. И не только
их самих, но и принадлежащие им авторские открытия. Особенно не везло Людви-
гу. Как отмечал Луи де Бройль, из-за того, что ряд его оригинальных работ в
области теоретической физики настойчиво приписывали знаменитому "тёзке", ос-
новоположнику классической электронной теории Гендрику Лоренцу, Людвиг как бы
всегда оставался "за бортом".
Наиболее парадоксальная ситуация возникла тогда, когда оба Лоренца почти
одновременно занялись одной и той же физической проблемой, решив её независи-
мо друг от друга и разными путями. Как тут было разобраться: кто первый? На-
конец, сошлись на том, что Людвиг вроде бы раньше Гендрика обнаружил связь
между показателем преломления вещества, его плотностью и электронной поляри-
зуемостью молекул и потому тоже имеет право на приоритет. История смилостиви-
лась над Людвигом. Его имя появилось дублем в выведенной обоими учёными фор-
муле Лоренца—Лоренца. Но вот кто из них кого опередил на самом деле, точно
всё-таки никто не знал. Когда же годы спустя об этом открытии, обросшем самы-
2 Реакция Раймера-Тимана — реакция орто-формилирования фенолов. Была открыта во вто-
рой половине XIX века.
3 Чарлз Джон Педерсен (1904—1989) — американский химик, лауреат Нобелевской премии
по химии 1987 года, разделивший её с Доналдом Крамом и Жан-Мари Леном «за разработку
и применение молекул со структурно-специфическими взаимодействиями с высокой селек-
тивностью». Известен своими разработками методов синтеза краун-эфиров, циклических
полиэфиров, способных образовывать стабильные комплексы со щелочными металлами. Его
работы также стали основой для дальнейших исследований Лена и Крама, положивших на-
чало супрамолекулярной химии.
4 Крам, Дональд Джеймс (Cram, Donald J.) , (1919—2001) , американский химик, лауреат
Нобелевской премии по химии, 1987 (совместно с Ж.-м.Леном и Ч.Педерсоном).
5 Жан-Мари Лен (фр. Jean-Marie Lehn; род. 1939 г, — французский химик, основополож-
ник супрамолекулярной химии.
ми разными толками, спросили самого Гендрика, он просто развёл руками, пока-
зав , что не менее всех остальных потрясён таким роковым переплетением двух
творческих судеб. "Формулирование одного физического закона в одно и то же
время двумя исследователями, имеющими одну и ту же фамилию, — прокомментиро-
вал он, — является чем-то неожиданным даже с точки зрения теории вероятно-
стей" . Но это был единственный триумф бедняги Людвига! Чаще всего он
"оставался с носом", безуспешно добиваясь признания своих открытий. И в гла-
зах общественности безусловно уступал Гендрику Лоренцу как мировой величине,
хотя на деле действительно был блестящим изыскателем. Сегодня почти нигде не
упоминается ещё об одном значительном достижении "забитого и забытого" датча-
нина. Людвиг Лоренц, независимо от Джеймса Кларка Максвелла и абсолютно не
зная его работ, имел счастье разработать электромагнитную теорию света. Стра-
ницы с математическими выкладками, написанные этими учёными из разных научных
центров, совпадали почти до мелочей. Как будто бы они принадлежали одной и
той же руке. Заметна была лишь едва различимая разница в почерке. Однако ис-
тория запечатлела только гениального Максвелла, начисто забыв о Людвиге Ло-
ренце. Французы бы на этот счёт сказали: "Се ля ви", т.е. "Такова жизнь!".
Орлов Егор Иванович (1865-1944), советский химик-технолог,
академик АН УССР (1929). После окончания МГУ (1894) препода-
вал в Костромском химико-технологическом училище; в 1911—27
профессор Харьковского технологического института; в 1927—
1932 директор Украинского НИИ силикатной промышленности; с
1932 преподавал в Московском химико-технологическом институ-
те им. Д.И. Менделеева. Основные труды по химической кинети-
ке и катализу, производству формальдегида, соды, серной ки-
слоты, хлора, силикатов и др. Синтезировал (в 1908) этилен,
использовав смесь СО и Н2 (в 1926 этот способ был усовершен-
ствован немецкими химиками Ф. Фишером и X. Тропшем). По про-
екту О. был построен (1909—10) первый в России формалиновый завод. Награжден
орденом Трудового Красного Знамени.
Владимир Григорьевич Шухов (1853—1939) — русский и совет-
ский инженер, архитектор, изобретатель, учёный; член-
корреспондент (1928) и почётный член (1929) Академии наук
СССР, Герой Труда.
В 1876 году окончил с отличием Императорское Московское
техническое училище (ныне Московский государственный техни-
ческий университет) и прошёл годичную стажировку в США.
Является автором проектов и техническим руководителем
строительства первых российских нефтепроводов (1878) и неф-
теперерабатывающего завода с первыми российскими установками
крекинга нефти (1931). Внёс выдающийся вклад в технологии
нефтяной промышленности и трубопроводного транспорта.
В.Г. Шухов первым в мире применил для строительства зданий
и башен стальные сетчатые оболочки. Впоследствии архитекторы хай-тека, знаме-
нитые Бакминстер Фуллер и Норман Фостер, — окончательно внедрили сетчатые
оболочки в современную практику строительства, и в XXI веке оболочки стали
одним из главных средств формообразования авангардных зданий.
Шухов ввёл в архитектуру форму однополостного гиперболоида вращения, создав
первые в мире гиперболоидные конструкции.
Владимир Григорьевич Шухов автор проекта и главный инженер строительства
первого российского нефтепровода Балаханы — Чёрный Город (Бакинские нефтепро-
мыслы, 1878), построенного для нефтяной компании «Бр. Нобель». Проектировал и
затем руководил работами по постройке нефтепроводов фирм «Бр. Нобель», «Лиа-
нозов и К°» и первого в мире мазутопровода с подогревом. Работая на нефтяных
промыслах в Баку, В.Г. Шухов разработал основы подъёма и перекачки нефтепро-
дуктов , предложил метод подъема нефти с помощью сжатого воздуха — эрлифт,
разработал методику расчёта и технологию строительства цилиндрических сталь-
ных резервуаров для нефтехранилищ, изобрёл форсунку для сжигания мазута.
В статье «Нефтепроводы» (1884) и в книге «Трубопроводы и их применение в
нефтяной промышленности» (1894) В. Г. Шухов привёл точные математические фор-
мулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, мазута, создав
классическую теорию нефтепроводов. В. Г. Шухов автор проектов первых россий-
ских магистральных трубопроводов: Баку — Батуми (883 км, 1907), Грозный — Ту-
апсе (618 км, 1928).
В 1896 году Шухов изобрел новый водотрубный паровой котел в горизонтальном
и вертикальном исполнении. В 1900 году его паровые котлы были отмечены высо-
кой наградой — на Всемирной выставке в Париже Шухов получил Золотую медаль.
По патентам Шухова до и после революции были произведены тысячи паровых кот-
лов .
Шухов примерно с 1885 г. начал строить на Волге первые русские речные тан-
керы-баржи. Монтаж осуществлялся точно запланированными этапами с использова-
нием стандартизированных секций на верфях в Царицыне (Волгоград) и Саратове.
В.Г. Шухов и его помощник С. П. Гаврилов изобрели промышленный процесс по-
лучения автомобильного бензина — непрерывно действующую трубчатую установку
термического крекинга нефти. Установка состояла из печи с трубчатыми змееви-
ковыми нагревателями, испарителя и ректификационных колонн.
Через тридцать лет в 1923 году в Москву прибыла делегация компании «Синклер
Ойл», чтобы получить информацию о крекинге нефти, изобретенном Шуховым. Уче-
ный, сравнив свой патент 1891 с американскими патентами 1912—1916 годов, до-
казал, что американские крекинг-установки повторяют его патент и не являются
оригинальными. В 1931 году по проекту и при техническом руководстве В.Г. Шу-
хова был построен нефтеперерабатывающий завод «Советский крекинг» в Баку, где
впервые в России был использован шуховский патент на крекинг-процесс при соз-
дании установок для получения бензина.
В. Г. Шухов является изобретателем первых в мире гиперболоидных конструк-
ций [8] и металлических сетчатых оболочек строительных конструкций. Для Все-
российской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгоро-
де В.Г. Шухов построил восемь павильонов с первыми в мире перекрытиями в виде
сетчатых оболочек, первое в мире перекрытие в виде стальной мембраны (Ротонда
Шухова) и первую в мире гиперболоидную башню удивительной красоты (была куп-
лена после выставки меценатом Ю.С. Нечаевым-Мальцовым и перенесена в его име-
ние Полибино в Липецкая области, сохранилась до настоящего времени). Оболочка
гиперболоида вращения явилась совершенно новой, никогда раньше не применяв-
шейся в архитектуре формой. После Нижегородской выставки 1896 года В.Г. Шухов
разработал многочисленные конструкции разнообразных сетчатых стальных оболо-
чек и использовал их в сотнях сооружений: перекрытиях общественных зданий и
промышленных объектов, водонапорных башнях, морских маяках, мачтах военных
кораблей и опорах линий электропередач. 70-метровый сетчатый стальной Аджи-
гольский маяк под Херсоном — самая высокая односекционная гиперболоидная кон-
струкция В.Г. Шухова. Радиобашня на Шаболовке в Москве стала самой высокой из
многосекционных шуховских башен (160 метров).
Шухов изобрёл также арочные конструкции покрытий с тросовыми затяжками. До
нашего времени сохранились арочные: стеклянные своды покрытий В.Г. Шухова над
крупнейшими московскими магазинами: Верхними торговыми рядами (ГУМ) и Фирса-
новским (Петровским) пассажем. В конце XIX века Шухов вместе со своими со-
трудниками составил проект новой системы водоснабжения Москвы.
В 1897 году Шухов построил для металлургического завода в Выксе цех с про-
странственно изогнутыми сетчатыми парусообразными стальными оболочками пере-
крытий двоякой кривизны. Этот цех сохранился на Выксунском металлургическом
заводе до наших дней. Это первое в мире сводообразное выпуклое перекрытие-
оболочка двоякой кривизны.
С 1896 по 1930 годы по проектам В.Г. Шухова было построено свыше 200 сталь-
ных сетчатых гиперболоидных башен. До наших дней сохранились не более 20. Не-
плохо сохранилась водонапорная башня в Николаеве (построена в 1907 году, её
высота с баком составляет 32 метра) и Аджигольский маяк в Днепровском лимане
(построен в 1910 году, высота — 70 метров).
В. Г. Шухов изобрел новые конструкции пространственных плоских ферм и ис-
пользовал их при проектировании покрытий Музея изящных искусств (ГМИИ им.
Пушкина), Московского главного почтамта, Бахметьевского гаража и других мно-
гочисленных построек. В 1912—1917 гг. В. Г. Шуховым спроектировал перекрытия
залов и дебаркадер Киевского вокзала (бывшего Брянского) в Москве и руководил
его возведением (ширина пролета — 48 м, высота — 30 м, длина — 230 м).
Работая над созданием несущих конструкций, Шухов вносил существенный вклад
в окончательный проект зданий и невольно выступал в роли архитектора. В архи-
тектурном облике павильонов Всероссийской промышленной и художественной вы-
ставки 1896 года, ГУМа и Киевского вокзала авторство Шухова определило наибо-
лее впечатляющие черты сооружений.
Во время первой мировой войны В. Г. Шухов изобрёл несколько конструкций
морских мин и платформ тяжёлых артиллерийских систем, проектировал батопорты
морских доков.
Сооружение в 1919—1922 гг. башни для радиостанции на Шаболовке в Москве
явилось самой известной работой В. Г. Шухова. Башня представляет собой теле-
скопическую конструкцию высотой 160 метров, состоящую из шести сетчатых ги-
перболоидных стальных секций. После аварии на строительстве радиобашни В.Г.
Шухов был приговорён к смертной казни с отсрочкой исполнения приговора до
окончания строительства. 19 марта 1922 года началась трансляция радиопередач
и В.Г. Шухов был помилован.
Регулярные трансляции советского телевидения через передатчики Шуховской
башни начались 10 марта 1939 года. Долгие годы изображение Шуховской башни
являлось эмблемой советского телевидения и заставкой многих телепередач,
включая знаменитый «Голубой огонёк».
Сейчас Шуховская башня признана международными экспертами одним из высших
достижений инженерного искусства. Международная научная конференция «Heritage
at Risk. Сохранение архитектуры XX века и Всемирное наследие», прошедшая в
апреле 2006 года в Москве с участием более 160 специалистов из 30 стран мира
в своей декларации назвала Шуховскую башню в числе семи архитектурных шедев-
ров русского авангарда, рекомендованных на Включение в список Всемирного на-
следия ЮНЕСКО.
В 1927—1929 гг. В. Г. Шухов, принимая участие в реализации плана ГОЭЛРО,
превзошёл эту башенную конструкцию, построив три пары сетчатых многоярусных
гиперболоидных опор перехода через реку Оку ЛЭП НиГРЭС в районе города Дзер-
жинска под Нижним Новгородом.
Шуховские башни в Москве и на Оке являются уникальными памятниками архитек-
туры русского авангарда.
Последним крупным достижением В. Г. Шухова в области строительной техники
стало выпрямление накренившегося во время землетрясения минарета древнего
медресе Улугбека в Самарканде.
Последние годы жизни Владимира Григорьевича были омрачены репрессиями 30-х
годов, постоянной боязнью за детей, неоправданными обвинениями, смертью жены,
уходом со службы под давлением бюрократического режима. Эти события подорвали
его здоровье, привели к разочарованию и депрессии. Его последние годы прохо-
дят в уединении. Он принимал дома только близких друзей и старых коллег, чи-
тал , размышлял.
Лоренц Людвиг Валентин (Lorenz Ludvig Valentin, 1829-
1891) — датский физик-теоретик. Родился в Элсиноре.
Окончил Технический университет в Копенгагене (1852) . С
1866 — профессор Датской военной академии. Был также
профессором Копенгагенского университета. Работы отно-
сятся в основном к оптике и тепло- и электропроводности
металлов. В 1869 предложил формулу, связывающую показа-
тель преломления вещества с электронной полязируемостью
его частиц (формула Лоренца—Лоренца). Независимо от Дж.
Максвелла и не зная его теории, построил (1867) электро-
магнитную теорию света. Член Парижской АН.
Хендрик (часто пишется Гендрик) Антон Лоренц (нидерл.
Hendrik Antoon Lorentz; 1853—1928) — выдающийся голланд-
ский физик.
Учился в университете Лейдена, в котором затем с 1878
года был профессором математической физики. Он развил
электромагнитную теорию света и электронную теорию мате-
рии, а также сформулировал самосогласованную теорию элек-
тричества , магнетизма и света. С именем этого учёного
связана известная из школьного курса физики сила Лоренца
(понятие о которой он развил в 1895 году) — сила, дейст-
вующая на электрический заряд, движущийся в магнитном по-
ле . В электродинамике широко применяется метод вычисления
локального поля, впервые предложенный Лоренцем, и извест-
ный под названием «Сфера Лоренца».
Продолжая заниматься исследованием оптических явлений, Лоренц в 1878 г.
опубликовал работу, в которой теоретически вывел соотношение между плотностью
тела и его показателем преломления (отношением скорости света в вакууме к
скорости света в теле - величине, характеризующей, насколько сильно отклоня-
ется от первоначального направления луч света при переходе из вакуума в те-
ло) . Случилось так, что несколько раньше ту же формулу опубликовал датский
физик Людвиг Лоренц, поэтому она получила название формулы Лоренца-Лоренца.
Однако работа Хендрика Лоренца представляет особый интерес потому, что осно-
вана на предположении, согласно которому материальный объект содержит колеб-
лющиеся электрически заряженные частицы, взаимодействующие со световыми вол-
нами. Она подкрепила отнюдь не общепринятую тогда точку зрения на то, что ве-
щество состоит из атомов и молекул.
Развил теорию о преобразованиях состояния движущегося тела, одним из ре-
зультатов которой было так называемое сокращение Лоренца—Фицджеральда, описы-
вающее уменьшение длины объекта при поступательном движении. Полученные в
рамках этой теории преобразования Лоренца являются важнейшим вкладом в разви-
тие теории относительности.
За объяснение феномена, известного как эффект Зеемана, был удостоен в 1902
году совместно с другим нидерландским физиком Питером Зееманом Нобелевской
премии по физике.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
блуждающие приоритеты
Основная причина то и дело возникающих споров за приоритет на открытия, как
в случаях с Френелем и Юнгом, кроется и психологии научною творчества, где
успех и неуспех подчинены жёсткой системе естественного отбора в мире интел-
лекта . А она, в свою очередь, тесно связана с обширными личностными
"комплексами", склонностью ко всякого рода распылениям творческого потенциа-
ла, с неопрятностью и дезорганизованностью в работе или, наоборот, способно-
стью к самой предельной концентрации ума и сил с вечным ощущением дефицита
времени.
Талант таланту на самом деле рознь, и на примере многих творческих судеб
можно проследить, как под напором оппонентов и обстоятельств одни из великих
умов неизбежно скатывались в болото консервативных течений, другие начинали
сомневаться в собственных силах и впадали в апатию, третьи пасовали перед ав-
торитетами и на последний бой, который трудный самый, просто не шли, направ-
ляя свою неуёмную энергию в другое русло.
На преодоление психологического барьера оказывались способными лишь едини-
цы. И то при двух обязательных условиях: наличии широчайшей осведомлённости
во всех областях знаний и яркого образного мышления. Только варьируя непред-
взятыми понятиями и обладая высокой степенью свободомыслия, было возможно
сделать рывок в неведомое и совершить переворот в науке.
Понятие подобного барьера есть также и в современных представлениях кванто-
вой механики. Согласно им подвижная частица в атоме — электрон — пребывает в
воображаемом пространстве "потенциального ящика", из которого не в состоянии
вылететь в свободное пространство, если не совершит необходимый "скачок". Для
такого скачка требуется большое количество дополнительной энергии.
При этом позиция, которую электрон занимает в потенциальном ящике, неважна:
он может находиться и на выходе, и в центральной части, и в любом другом мес-
те. Главное — энергия. Только при получении дополнительной порции квантов со-
стояние электрона резко меняется, и он делается способным преодолеть потенци-
альный барьер, высота которого вполне определённа для каждого конкретного
случая.
Примерно в таких же равных условиях, как электроны, находятся и занятые на-
учным творчеством исследователи. Овладеть истиной может как тот из них, кто,
скажем, на 99,99 процента располагает необходимым для научного открытия мате-
риалом, так и тот, кто воспользовавшись им в качестве готовой базы данных,
сумеет "добыть" недостающие 0,01 процента и, предельно сконцентрировавшись,
вывернуть его наизнанку, поколебав тем самым всю систему устоявшихся научных
воззрений и концепций.
Учёный может и достаточно долго стоять у самого порога научного открытия,
но переступить его он так и не сумеет, потому что это будет порогом его воз-
можностей. А если постоянно находиться на их пределе, то вряд ли возможно
продвинуться хоть на шаг вперёд. Получается своеобразный заколдованный круг,
откуда могут вырваться только психологически сильные личности.
Истина в науке вообще трудноуловима. Открываясь человечеству "по частям",
она не терпит никаких недомолвок и недоделок в исследовательской работе.
Цельная, сверкающая чистотой, как бриллиант, истина в виде научного открытия
достаётся тем, чей взор смог оценить её красоту во всей полноте граней, и кто
имел настойчивость довести необработанный алмаз — научную идею — до утончён-
ного изящества и совершенства.
Вот почему бедолаги Гук и Юнг, будучи действительно замечательными физика-
ми-естествоиспытателями, каждый раз оказывались "вторыми" первыми. Научная
непоследовательность и разбросанность никак не давала им "перепрыгнуть" через
планку заведомо определённой высоты, предусмотренной природой для каждого из
своих законов, до конца раскрыть суть природных явлений и сформулировать но-
вую физическую закономерность. Как говорится, сами виноваты в своих неудачах.
Работу огранщиков — так уж получалось! — за них делали другие. Причём дра-
гоценные камни со своего острова сокровищ коллегам-ювелирам они часто уступа-
ли добровольно, не задумываясь о последствиях такой щедрости. А иногда просто
оставляли найденные клады на произвол судьбы, спохватываясь о них, когда уже
было слишком поздно, и брошенная ими идея попадала в чьи-нибудь заботливые
руки, чтобы получить соответствующую оправу.
Запоздалый вызов учёной общественности учёным-"потеряшкам" ничего хорошего
не приносил. Разве что отнимал у них попусту время и силы. Право на утрачен-
ный приоритет отстоять практически никогда не удавалось. Незавершённые логи-
ческие построения, неполнота формулировок — все это было лишь звёздной пылью
на дороге к открытию, но не самим открытием, не новой вспыхнувшей звездой.
Энергия, не израсходованная на творческий прорыв, уходила в песок, и чем
упорнее тратили её неудачники на споры, навязывая их более хватким коллегам,
тем больше проигрывали. Что их толкало на этот обречённый путь? Скорей всего,
обычная человеческая досада, хотя, кроме как на себя, если исключить не впол-
не добросовестных историков науки, пенять им было не на кого.
Но и это ещё не все. Можно сделать грандиозное по масштабам открытие, но не
суметь отстоять свой приоритет: недостаток, которым страдало большинство оте-
чественных деятелей науки. Им, как правило, было легче "оседлать" строптивую
идею, нежели доказывать потом учёному миру своё превосходство над зарубежными
коллегами, которые приходили к тем же блестящим результатам много позднее.
А сколько приоритетов оказывались блуждающими из-за элементарной небрежно-
сти в оформлении необходимых документов и соблюдении прочих формальностей
претендентами на право стать собственниками открытий! За примерами далеко хо-
дить не надо.
В 1979 году советский астрофизик Э.А. Богомолов6 со своими коллегами откры-
ли новые элементарные частицы — галактические антипротоны. Посчитав, что
вполне достаточно сообщить о своём открытии на международной научной конфе-
ренции, чтобы приоритет был преподнесён им на блюдечке с голубой каёмочкой,
они совершили непростительную психологическую ошибку.
Выступая с обзорным докладом на ближайшей же конференции, Богомолов как бы,
между прочим, в порядке изложения куда менее значимых научных фактов огласил
также основные результаты исследования, свидетельствующие о существовании га-
лактических антипротонов. Простаки от советской науки просто вручили амери-
канцам ключи от квартиры, где деньги, о, пардон, галактические протоны, ле-
жат .
Американские исследователи во главе с Р. Голденом, прослышав о новых удиви-
тельных античастицах, пошли по следам советских учёных, а выйдя на те же дан-
6 Богомолов Эдуард Александрович, и.о. главного научного сотрудника, доктор фив. -
мат. наук в ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
ные, тут же изложили в доступной и чёткой форме суть своих опытов и быстрень-
ко тиснули научную статью в печать. Для советской науки это сообщение стало
громом среди ясного неба. Несмотря на все возражения её представителей, при-
оритет в открытии доселе неизвестных элементарных частиц автоматически закре-
пился за более расторопными коллегами из-за рубежа.
Какой вывод напрашивается отсюда? Очень простой. Важно не только вырваться
вперёд, но и позаботиться о том, чтобы достижение было правильно зафиксирова-
но. А для этого необходимо как самим учёным, так и историкам науки чётко для
себя определить понятие научного открытия, разграничив каждый этап на пути к
нему.
Бесплодные споры о приоритете чаще всего возникают на почве недоговорённо-
сти, чем же открытие является на самом деле. Для одного под открытием понима-
ется то, что другой называет только предысторией к открытию, в то время как
третий соотносит его с развитием последующей истории. То есть одно и то же
событие рассматривается разными лицами как собственно научное открытие, как
подготовительный период к нему или как вытекающие из него последствия.
При этом судьба приоритета зависит от того, имеется в виду простая конста-
тация важного научного факта без развёрнутого теоретического обоснования или
открытие считают состоявшимся, когда на суд общественности представлен исчер-
пывающий материал, подвергнутый строгому аналитическому осмыслению. Во главу
угла ставится, исходя из этих позиций, либо прежде других сказанное в науке
слово, либо подтверждение новой теории на протяжении определённого историче-
ского отрезка времени с проекцией на будущее. Рассуждая о потенциальном барь-
ере и поведении электрона в потенциальном ящике, мы не касались вопроса об
открытии этого элементарного отрицательного заряда, а ведь связанная с ним
история имеет самое прямое отношение к неразберихе в толкованиях.
КТО ЖЕ ОТКРЫЛ ЭЛЕКТРОН?
На этот счёт существует полная разноголосица. Одни из историков науки свя-
зывают открытие электрона с именами Г. Лоренца и П. Зеемана7, другие приписы-
вают его Э. Вихерту, третьи — прочим исследователям, большинство же настаива-
ет на приоритете Джозефа Джона Томсона, или великого Джи-Джи, как его ещё
иначе называют в научном мире.
Даже самые крупные авторитеты, вплотную занимающиеся проблемами атомной фи-
зики, пребывают в полной растерянности, кому же принадлежит честь первооткры-
вателя? Выдающийся физик-теоретик Н. Бор убеждён в приоритете Ф.Э.А. Ленарда,
а непревзойдённый физик-экспериментатор Э. Резерфорд — Ф.Кауфмана.
Во времени же спорный период фактического открытия электрона простирается
на 28 лет: с 1871 по 1899 год. Кто же стоял у истоков этого значительного от-
крытия, породившего столь долгие научные баталии, когда не на шутку ломались
копья? Причём в обстановке, когда некоторые из спорщиков уже успели наломать
слишком много дров. Кто-то из них был занят научными поисками, а кто-то науч-
ными происками. Совсем как в дискуссиях по выяснению природы света.
Поначалу, в 1894 году, схватились между собой крупный немецкий естествоис-
пытатель Герман Людвиг Гельмгольц и его научный противник ирландец Джордж
Стоуни. Каждый из них приписывал приоритет открытия электрона себе. Стоуни
при всём честном народе обвинил Гельмгольца в явном плагиате, опубликовав об-
7 Питер Зееман (нидерл. Pieter Zeeman; 1865—1943) — нидерландский физик, лауреат Но-
белевской премии по физике в 1902 г., совместно с Хендриком Лоренцом, «за выдающиеся
заслуги в исследованиях влияния магнетизма на радиационные явления».
личающие его факты в статье "Об электроне или атоме электричества", которая
появилась в одном из номеров журнала "Философикс мэгазин" (1894, vol.38,
Р.418) . Насколько же это обвинение отвечало истине?
За двенадцать лет до этой публикации в том же журнале (1882, vol.11, Р.361)
Стоуни поместил работу, в которой излагал свои воззрения на предмет существо-
вания электрона, утверждая, что "на каждую разорванную химическую связь в
электролите приходится определённое, одинаковое во всех случаях, количество
электричества".
Не прошло и двух месяцев, как в журнале, издаваемом Химическим обществом,
появилась статья Гельмгольца, объявляющая об открытии им электрона. В ней го-
ворилось: "Если считать верной идею об атомном строении простых веществ, то
нельзя избежать вывода о том, что и электричество, как отрицательное, так и
положительное, разделено на элементарные порции, которые держатся как атомы
электричества".
Знал ли Гельмгольц о труде Стоуни, когда писал эти строки? Судя по всему,
не мог не знать. Тогда не поддаётся объяснению, зачем, спекулируя своим авто-
ритетом, он при каждом удобном случае буквально давил Стоуни, постоянно выда-
вая его приоритет за свой? Ради приумножения славы? Но Гельмгольц и так до-
вольно часто купался в её лучах. У Стоуни же ввиду погружённости в
"электронную" идею, которую он продолжал развивать, на нейтрализацию раздра-
жителя в лице Гельмгольца просто не хватало времени.
Её разработка поглотила его настолько, что он не только сумел дать количе-
ственную оценку наименьшего электрического заряда, настояв на его включение в
число фундаментальных природных постоянных величин, но и придумал название
стабильной отрицательно заряженной элементарной частице — "электрон".
Видимо, затаённая зависть к прорыву трудяги — Стоуни в будущее науки пону-
дила Гельмгольца сначала повсюду нападать на своего коллегу, а затем благора-
зумно отмалчиваться. Трудно предугадать, активным действием, противодействием
или бездействием лучше всего удастся одолеть противника. Вот он временно и
замолчал.
Однако, если перевести стрелки часов ещё немного назад, то затевать борьбу
за научное лидерство вообще не имело смысла, так как при дотошном изучении
истории вопроса на поверхность всплыли ещё два имени. Оказывается, в 1878 го-
ду до Стоуни один из столпов физической науки голландец Гендрик Лоренц уже
обратил внимание учёных кругов на идею дискретности электрических зарядов, а
за семь лет до Лоренца об электроне заговорил немецкий физик Вильгельм Эдуард
Вебер, предвосхитивший исследования ирландца, да и всех других своих последо-
вателей . Вебер, например, с удивительной прозорливостью утверждал: "... при
всеобщем распространении электричества допустимо воспринять, что с каждым
атомом вещества связан электрический атом". Может, он и должен был удостоить-
ся почётных лавров?
Навряд ли. Ведь одно дело высказать ценную идею, другое — всемерно способ-
ствовать её развитию. И поэтому без зазрения совести приоритет в теоретиче-
ском обосновании существования электрона, фактически в предсказании отрица-
тельно заряженной элементарной частицы, можно смело отдать ирландцу Стоуни,
имя которого, к сожалению, нигде не упоминается: ни в справочниках, ни в эн-
циклопедиях .
Кстати, за приоритетное право открытия электрона сражались не только теоре-
тики, но и экспериментаторы, выясняя, кто обнаружил отрицательно заряженную
частицу экспериментальным путём? Сегодня каждому школьнику известно имя Дж.
Дж. Томсона, который, по утверждению большинства летописцев науки, и есть ис-
тинный "родитель" электрона. Именно за это сногсшибательное открытие ему была
в 1906 году присуждена Нобелевская премия.
Приоритет считается бесспорным, хотя на самом деле историческая реальность
ему противоречит. Чтобы в этом убедиться, достаточно взять в руки журнал Кё-
нигсбергского университета за январь 1897 года, где печатались новейшие ис-
следования в области химии и физики. В январском томе 38 на странице 12 этого
периодического издания была помещена статья немецкого физика Эмиля Вихерта,
недвусмысленно утверждающая приоритет в экспериментальном открытии электрона
за ним.
Томсон доложил о том же самом открытии учёному совету Королевского институ-
та Англии двумя месяцами позже — 30 апреля 1897 года, а первая его публикация
с подробным изложением этого вопроса вообще появилась только в мае. С нею по-
знакомил учёных журнал "Электришн" (1897, vol.39, Р. 104).
Таким образом, Вихерт на пять месяцев опередил великого Джи-Джи. Но кого
интересовала хронология событий, когда речь шла о работе непререкаемого в на-
учном мире авторитета? Тут-то мы и возвращаемся к вопросу, что всё-таки сле-
дует принимать за точку отсчёта в распределении интеллектуальной собственно-
сти: саму идею, её развитие и обоснование, или включающий в себя и то, и дру-
гое пионерский печатный труд?
Думается, в любом случае хронологический порядок вхождения открытия или
изобретения во власть, игнорировать нельзя. Даже при условии, что изначально
существовала гипотеза, которой было необходимо "отстояться" во времени и
умах. Поэтому в той же, если не большей степени, чем Стоуни, Вебер и знамени-
тый Томсон, к открытию электрона причастен мало кому известный Вихерт.
Но только в немногих специальных справочниках можно прочесть, что независи-
мо от Дж.Дж. Томсона этот физик открыл электрон и определил его относительный
заряд. На этом примере мы убеждаемся, какой реальной силой в науке обладает
сила авторитета.
Это они, научные авторитеты, требуют от творцов и талантливых, но безызве-
стных людей творить и изобретать. Остальное берут на себя.
Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (нем. Hermann von
Helmholtz; 1821—1894) — немецкий физик, физиолог и психо-
лог. В Москве именем Гельмгольца назван НИИ Глазных болез-
ней на Садово-Черногрязской улице.
Герман фон Гельмгольц получил первоначальное образование
в Потсдамской гимназии, а затем в 17 лет поступил студентом
в королевский медико-хирургический институт, который окон-
чил и в 1842 году, написав докторскую диссертацию «De
fabrica systematis nervosi evertebratorum».
Обязательной для выпускников королевского медико-
хирургического института была восьмилетняя военная служба,
которую Гельмгольц проходил с 1843 года в Потсдаме, в каче-
стве военного врача. В 1847 году Гельмгольц пишет свою знаменитую брошюру
«Ueber die Erhaltung des Kraft» и по рекомендации Александра Гумбольдта в
1848 году ему разрешено преждевременно оставить военную службу и возвратится
в Берлин, чтобы занять место в Академии художеств в качестве преподавателя
анатомии; одновременно Гельмгольц становится ассистентом при анатомическом
музее. Но в 1849 году по рекомендации своего учителя, знаменитого физиолога
Иоганна Мюллера, он был приглашен на должность профессора физиологии и общей
анатомии в Кёнигсберг. В 1855 году переезжает в Бонн, где руководит кафедрой
анатомии и физиологии, с 1858 года — кафедрой физиологии в Гейдельберге. В
1870 году становится членом Прусской академии наук.
В Гейдельберге Гельмгольц оставался до 1871 года, когда по приглашению Бер-
линского университета возглавил вакантную, после смерти известного профессора
физики Густава Магнуса, кафедру физики. После Магнуса Гельмгольц получил в
наследие маленькую и неудобную лабораторию; она была первой в Европе по вре-
мени основания, а он вторым по времени ее руководителем. Тесно и неуютно было
ему в маленькой лаборатории, и вот при содействии правительства он выстроил в
1877 году дворец науки, именуемый ныне Физическим институтом Берлинского уни-
верситета, которым и управлял до 1888 года, когда германский Рейхстаг основал
в Шарлоттенбурге большое учреждение — физико-техническое имперское ведомство
(Physicalish-Technische Reichsanstalt) и назначил Гельмгольца его президен-
том. С тех пор он покинул физический институт в Берлине, передав руководство
профессору Августу Кундту, а сам читал лекции лишь теоретического характера.
В своих первых научных работах при изучении процессов брожения и теплообра-
зования в живых организмах Гельмгольц приходит к формулировке Закона сохране-
ния энергии. В его книге «О сохранении силы» (1847) он формулирует закон со-
хранения энергии строже и детальнее, чем Роберт Майер в 1842 году, и тем са-
мым вносит существенный вклад в признание этого оспариваемого тогда закона.
Позже Гельмгольц формулирует законы сохранения энергии в химических процессах
и вводит в 1881 году понятие свободной энергии — энергии, которую необходимо
сообщить телу для приведения его в термодинамическое равновесие с окружающей
средой (F = U - TS, где U есть внутренняя энергия, S — энтропия, Т — темпера-
тура) .
С 1842 по 1852 занимается изучением роста нервных волокон. Параллельно
Гельмгольц активно изучает физиологию зрения и слуха. Также Гельмгольц созда-
ет концепцию «бессознательных умозаключений», согласно которой актуальное
восприятие определяется уже имеющимися у индивида «привычными способами», за
счёт чего сохраняется постоянство видимого мира, при этом существенную роль
играют мышечные ощущения и движения. Он разрабатывает математическую теорию
для объяснения оттенков звука с помощью обертонов.
Гельмгольц способствует признанию теории трёхцветового зрения Томаса Юнга,
изобретает в 1850 году офтальмоскоп для изучения глазного дна, в 1851 году —
офтальмометр для определения радиуса кривизны глазной роговицы. Сотрудниками
и учениками Гельмгольца были В. Вундт, И. М. Сеченов и Д. А. Лачинов.
Установлением законов поведения вихрей для невязких жидкостей Гельмгольц
Закладывает основы гидродинамики. Математическими исследованиями таких явле-
ний как атмосферные вихри, грозы и глетчеры Гельмгольц закладывает основы на-
учной метеорологии.
Ряд технических изобретений Гельмгольца носит его имя. Катушка Гельмгольца
состоит из двух соосных соленоидов, удалённых на расстояние их радиуса и слу-
жит для создания открытого однородного магнитного поля. Резонатор Гельмгольца
представляет собой полый шар с узким отверстием и служит для анализа акусти-
ческих сигналов, а также при строительстве низкочастотных звуковых колонок
для усиления низких частот или наоборот используется для подавления нежела-
тельных частот в помещениях.
Много работ посвятил Гельмгольц обоснованию всеобщности принципа наименьше-
го действия.
Стоуни (Stoney), Джордж Джонстон (1826-1911) - британский (ирландский) фи-
зик и математик. Учился в Тринити-колледже в Дублине, где получил степень ба-
калавра (1848) и магистра (1852). В 1848-1852 гг. Стоуни работал в Парсонта-
унской обсерватории; в 1852 г. получил должность профессора натуральной фило-
софии в Королевском колледже графства Голуэй (ныне Национальный университет
Ирландии). В 1857 г. стал руководителем Королевского университета в Дублине,
а впоследствии начальником Экзаменационного управления Ирландии. Член Ирланд-
ского королевского общества (1861), его секретарь на протяжении 20 лет. Име-
нем Стоуни названы кратеры на Луне и на Марсе.
Научные работы Стоуни в области физики относятся к оп-
тике, спектроскопии, кинетической теории газов, строению
атома. Он первым указал в 1874 г. на существование эле-
ментарного электрического заряда и вычислил (1881) его
величину. В 1891 г. Стоуни ввёл для обозначения этого
элементарного заряда термин электрон, использованный
Дж.Дж. Томсоном в качестве названия для открытых им час-
тиц, поток которых образует катодные лучи.
Стоуни был одним из первых учёных, указавших на важ-
ность мировых констант; используя величину элементарного
заряда, а также известные значения скорости света и гра-
витационной константы, он предложил естественные (т.е.
задаваемые самой природой) единицы длины, времени, массы. Эта идея Стоуни
оказала серьезное влияние на дальнейшее развитие фундаментальной физики; про-
блема фундаментальных физических постоянных продолжает вызывать споры среди
физиков-теоретиков и в наши дни. Значения констант Стоуни близки к значениям
констант, предложенных позднее М. Планком.
Вильгельм Эдуард Вебер (нем. Wilhelm Eduard Weber;
1804—1891) — немецкий физик.
В 1826 г. окончил университет в Галле, где он изучал
физику у профессора И. С. X. Швейгера. В этом же году
Вебер получил докторскую степень и оставался в Галле
сначала приват-доцентом, а затем экстраординарным про-
фессором (1828).
В 1831 г. он получил кафедру физики в Гёттингенском
университете. В 1837 г., после смерти ганноверского ко-
роля Вильгельма IV, Вебер был уволен из университета
новым королем Эрнстом-Августом (отменившим в Ганновере
конституцию, утверждённую его предшественником), вместе
с шестью другими профессорами (в числе
Гримма) . Только в 1843 г. Вебер снова
1849 г. переходит опять в Гёттинген,
этих шести были: Гервинус и два брата
делается профессором в Лейпциге, а в
где и остается профессором до своей
смерти.
Уже первое исследование Вебера, проведённое им совместно с его старшим бра-
том, впоследствии известным профессором анатомии и физиологии, Эрнстом Генри-
хом Вебером, и напечатанное в 1825 под заглавием: «Die Wellenlehre auf
Experimente gegrundet», весьма замечательно. В нём авторы проследили характер
движения водяных частичек при распространении волн по поверхности воды. После
нескольких работ по акустике Вебер в 1833 опубликовал исследование о механиз-
ме ходьбы («Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge»), проведённое им вместе с
младшим братом Эдуардом Фридрихом, также известным анатомом в Лейпциге. В том
же году, вместе с К.Ф. Гауссом, Вебер изобрёл и впервые в Германии устроил
электромагнитный телеграф, соединявший университетский физический кабинет с
обсерваторией.
Главные работы учёного относятся к области явлений магнитных явлений и
электричества. Его мемуары, частью находящиеся в издававшихся с 1837 до 1843
гг. Гауссом и Вебером «Resultate aus den Beobachtungen des magnetischen
Vereins», частью собранные вместе под названием «Abhandlungen uber
electrodynamische Maasbestimmungen», легли в основу классической физической
литературы. Своими работами Вебер существенно способствовал увеличению знаний
о законах, управляющих электродинамическими явлениями, открытыми А.М. Ампе-
ром. Он теоретически вывел закон взаимодействия движущихся зарядов, впервые
выведя формулу, в которой учитывались не только знаки и величина этих заря-
дов, но и их относительная скорость перемещения, однако, не учитывал конечно-
сти скорости взаимодействия — он считал, что силы действуют мгновенно, вне
зависимости от расстояния. Также разрабатывал гипотезу о дискретности элек-
трического заряда.
В 1856 г. совместно с Ф. Кольраушем Вебер определил отношение заряда кон-
денсатора в электростатических и магнитных единицах и впервые выяснил, что
оно численно равно скорости света.
Главное дело Вебера, которое составило ему имя в истории науки, это уста-
новление абсолютной системы электрических измерений. В своих опытах над абсо-
лютными измерениями электрических величин Вебер впервые определил скорость
распространения электромагнитной индукции в воздухе.
Принятая в 1881 на Международном электрическом конгрессе в Париже система
абсолютных практических единиц измерений электрических величин представляет
собой развитие того, что было введено в науку Вебером. Нелишне упомянуть, что
ещё в 1864 Вебер предвидел всё значение, какое должны иметь для дальнейшего
развития учения об электричестве явление электрических колебаний, и посвятил
этому вопросу, столь блистательно решённому впоследствии опытным путем Г.Р.
Герцем, обширную записку.
Эмиль Иоганн Вихерт (нем. Emil Wiechert, 1861—1928) —
немецкий геофизик.
Вихерт родился в прусской провинции Тильзит в семье Ио-
ганна и Эмили Вихерт. После смерти отца мать с сыном пере-
ехали в Кёнигсбёрг (теперь Калининград) для того, чтобы
юный Вихерт мог учиться в университете. Из-за финансовых
проблем обучение Затянулось, но Вихерт сумел в 1889 году
получить звание кандидата наук (Ph.D). На следующий год он
получил право читать лекции по физике.
До 1897 года Вихерт преподавал и проводил исследования в
Кёнигсбёргском университете, под руководством Пауля Фольк-
манна .
С 1898 года, после приглашения, он работал в университете Гёттингена. Сна-
чала как помощник Вольдемара Войгта, а с 1898 года — в должности доцента гео-
физики — директором Геофизической лаборатории. С 1905, став профессором,
Вихерт проработал в лаборатории до конца карьеры.
Независимо от Дж.Дж. Томсона открыл электрон. Внёс значительный вклад в фи-
зику катодных лучей. Студентам-физикам известен в паре с Альфред-Мари Лиена-
ром по выражению для потенциалов электромагнитного поля, названного их именем
(потенциалы Лиенара—Вихерта). Вихерт — автор многих научных работ, в том чис-
ле передовых исследований сейсмических волн.
Сэр Джозеф Джон Томсон (1856—1940) — английский физик, открывший электрон,
лауреат Нобелевской премии по физике 1906 года.
Изучал физику в лаборатории Бальфур Стюарта в Оуене-колледже в Манчестере,
Затем в 1876 году выиграл стипендию на обучение в Кембридже, где проучился до
1880. С 1882 г. лектор по математике в Trinity Colledge (Кембридж). С 1884 г.
заместил Рэлея, став профессором физики на кафедре экспериментальной физики в
Кембридже. В 1882 г. удостоен премии Адамса За сочинение о движении вихрей
(«Treatise on the motion
of vortex rings»).
В 1881 году Дж.Дж. Томсон ввёл понятие электромагнит-
ной массы, назвав так ту часть массы, которая обусловле-
на энергией электростатического поля заряженной частицы.
Эта работа считается первой работой, в которой обсужда-
ется связь энергии и массы.
В 1897 открыл электрон, за что в 1906 году был удосто-
ен Нобелевской премии по физике с формулировкой «за ис-
следования прохождения электричества через газы». Сын
Томсона Джордж Пейджт Томсон (George Paget Thomson,
1892—1975) также со временем стал Нобелевским лауреатом
по физике — в 1937 году за экспериментальное открытие
дифракции электронов на кристаллах.
В 1911 г. он разработал так называемый метод парабол для измерения отноше-
ния заряда частицы к её массе,
который сыграл большую роль в исследовании
изотопов.
За научные Заслуги Томсон был награждён медалями Б. Франклина (1923 г.), М.
Фарадея (1938 г.), Копли (1914 г.) и др.
Одним из учеников Томсона был Эрнест Резерфорд, который позже занял его
пост.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
МУЧЕНИКИ НАУКИ
Когда входишь в Храм, не науки, нет, а в обычный православный храм, да ещё
попадаешь на обряд поминовения усопших, где священник высоким проникновенным
голосом просит Бога сотворить им ВЕЧНУЮ ПАМЯТЬ, то до глубины души становится
жаль всех талантливых людей, в особенности поэтов и учёных, да просто любых
людей, чьи имена по неясным причинам безвестно канули в прошлое. Даже если
эти люди не были христианами. Даже если кто-то из них спешил к смерти ещё при
жизни. Тем более — сам её оставил, согнувшись под бременем роковых ударов
судьбы и цепи неудач...
Мы много уже рассуждали о трудном становлении теории света. Много перечис-
ляли великих и полувеликих имён, причастных к выяснению истинной природы све-
товых явлений. Кого-то история внесла в свою золотую летопись, кому-то не
досталось в ней ни строчки, зато досталось много шишек и тумаков.
Но только ли одна теория света сделалась ареной борьбы идей, нередко завер-
шавшейся публичным избиением творческих личностей? Если бы это было так!..
Человеческие драмы в обнимку с фарсом сопровождали ещё десятки, если не сотни
открытий. А когда фарс заканчивался, начинали разыгрываться подлинные траге-
дии .
Помните молодое поколение шестидесятых годов, резко расколовшееся на физи-
ков и лириков? Его юношей в непривычно узких брюках и девушек в блузках, по-
хожих на прозрачные стрекозиные крылышки? Возвращаясь после жарких споров из
аудиторий и городских кафешек домой, студентки Литературного и Политехниче-
ского переодевались в такие же прозрачные невесомые халатики. Ткань, из кото-
рой шились модные для тех времён из Америки. Она легко стиралась, не требова-
ла глажки и была крайне популярна, в отличие от человека, который дал ей
жизнь.
Этот человек, автор технологической разработки первого синтетического во-
локна, американский химик Уоллес Хьюм Карозерс, свою жизнь, к великому огор-
чению, беспощадно оборвал в самом расцвете сил. Он не выдержал несправедливых
нападок в изматывающей борьбе за приоритет и покончил с собой, не оставив да-
же посмертной записки. Было ему тогда 40 лет.
Глубочайшая депрессия свела в могилу и другого одарённого учёного, венгер-
ского математика Яноша Бойаи. Поначалу, когда его стали травить за создание
так называемой "неевклидовой" геометрии, он достаточно мужественно сопротив-
лялся судьбе. Но когда вдруг узнал, что проблема, над которой мучительно бил-
ся и которую, наконец, одолел, вот уже как три года успешно решена гениальным
русским математиком Н.И. Лобачевским, руки у него опустились. Бойаи психоло-
гически не смог пережить того, что его сложные математические выкладки рассы-
пались в прах перед чрезвычайно простым и оригинальным способом расчётов,
предложенным Лобачевским. А ведь он мудрствовал над ними десятилетия!
Не избежал трагического конца в науке и такой выдающийся математик, как Ге-
орг Кантор. С истинно отцовской отвагой на протяжении многих лет защищал он
своё слабосильное и хилое дитя — теорию множеств. Но, отойдя от трудов, так и
не смог к ним вернуться. Подобно Карозерсу, его выбили из колеи интриги науч-
ных оппонентов.
Добровольной жертвой таких идейных схваток оказался замечательный немецкий
врач Юлиус Роберт Майер. Неожиданно переключившись с медицины на физику, пе-
ред которой всегда благоговел, Майер по уши увяз в пересудах, когда отважился
заявить о своём вкладе в учение о сохранении и превращении энергии. Претендуя
на приоритет открытия одного из фундаментальных физических законов, он никак
не мог смириться с мыслью, что его притязания заранее обречены на неудачу,
поскольку профессионалы никогда не допустят в свой круг дилетанта, пускай да-
же и талантливого. А когда прозрел, то тут же сошёл с ума...
Все эти исследователи, безусловно, были истинными мучениками науки, но их
"жития" по какой-то нелепейшей несправедливости до сих пор не заинтересовали
историографов и энциклопедистов. Никак не отреагировало на их противоестест-
венный уход и человеческое сообщество. Но почему? Ведь они провинились перед
Богом не больше, чем отдельные правители, политики и люди искусства, также
обречённо пытавшиеся делиться мыслями и утверждать понятия, противоречащие
расхожим взглядам и укоренившимся тенденциям.
Мир, все ещё разгадывающий причины трагической гибели Сергея Есенина8 и Ма-
рины Цветаевой9, так и не удосужился разобраться в причинах трагедии людей,
осиротивших не поэзию, а кладезь мудрости. Неужели из одного только ошибочно-
го представления о её деятелях и делателях как об "учёных сухарях", не спо-
собных на глубокие человеческие переживания? Но ведь оно действительно ложно!
Чтобы убедиться, сколь были ранимы и фанатично преданы своей Музе математики,
физики, химики, биологи и другие служители науки, достаточно обратиться к по-
следним минутам жизни Архимеда и Ломоносова.
Архимеда, как известно, убили. Убили в древних Сиракузах, где изобретатель
работал над созданием боевых машин, которые должны были помочь защитить город
от римских завоевателей.
По поводу его смерти существуют четыре версии, и три из них свидетельствуют
о полном отсутствии инстинкта самосохранения у этого необыкновенного челове-
ка, имевшего "петушиный" нрав и страстную творческую натуру. Он слыл бессе-
ребренником, постоянно пребывал в детски-трогательной отрешённости от всего
8 28 декабря 1925 года Есенина нашли в ленинградской гостинице «Англетер» повешенным
на трубе парового отопления. Официальная версия - самоубийство.
9 31 августа 1941 года покончила жизнь самоубийством (повесилась) в доме, куда вме-
сте с сыном была определена на постой, в эвакуации (Елабуга на Каме). Оставила три
предсмертные записки.
бренного и не изменил себе в этом до самого конца.
Вот как передаёт эти версии автор книги "1001 смерть" А. Лаврин: "По первой
версии в разгар боя, он (Архимед — С.Б.) сидел на пороге своего дома, углуб-
лённо размышляя над чертежами, сделанными им прямо на дорожном песке. В это
время пробегавший мимо римский воин наступил на чертёж, и возмущённый учёный
бросился на римлянина с криком: "Не тронь моих чертежей!" Эта фраза стоила
Архимеду жизни. Солдат остановился и хладнокровно зарубил старика мечом.
Вторая версия гласит, что полководец римлян Марцелл специально послал воина
на поиски Архимеда. Воин разыскал учёного и сказал:
— Иди со мной, тебя зовёт Марцелл.
— Какой ещё Марцелл?! Я должен решить задачу!
Разгневанный римлянин выхватил меч10 и убил Архимеда.
По третьей версии успел крикнуть:
— Остановись, подожди хотя бы немного. Я хочу закончить решение задачи, а
потом делай, что хочешь! "
Показательны в этом смысле и предсмертные слова русского естествоиспытателя
Михайло Ломоносова, зафиксированные находившемся при его постели Якобом Ште-
линым: "Друг, я вижу, что я должен умереть, и спокойно и равнодушно смотрю на
смерть. Жалею токмо о том, что не мог я совершить всего того, что предпринял
для пользы Отечества, для приращения наук и для славы Академии, и теперь при
конце жизни моей должен видеть, что все мои последние намерения исчезнут вме-
сте со мной...".
Вдумываясь в суть этой фразы, можно только предполагать что же тогда твори-
лось в душах Карозерса, Бойаи, Кантора, Майера, да и других, неудостоившихся
такого признания, как Архимед или Ломоносов, учёных, которые тоже всей силой
сердца стремились к "приращению наук" и сами себя обрекли на отказ от послед-
них намерений! И какие же непосильные страдания должен был испытывать после
пережитого чернобыльского кошмара крупнейший российский физик-ядерщик А. А.
Логунов, если они заставили его пустить себе в лоб пулю?! А муки нереализо-
ванного творчества? Кто и какой мерой может измерить их?
Уоллес Хьюм Карозерс (англ. Wallace Hume Carothers,
1896—1937) — американский химик, изобретатель и ведущий
химик-органик компании DuPont. Открыл способ получения по-
лимерного материала — нейлона.
У. Карозерс руководил экспериментальной лабораторией
DuPont, находившейся недалеко от г. Уилмингтон, штат Дела-
вэр. Большая часть исследований ученого по части полимеров
была сделана именно там. Карозерс был блестящим химиком-
органиком, который, помимо синтеза нейлона, также способ-
ствовал разработке способа получения неопрена.
Уоллес Хьюм Карозерс был первым ученым в семье. После
окончания школы в сентябре 1915 года Уоллес поступил в
колледж Таркио в штате Миссури. Первоначально он предполагал заниматься анг-
лийским языком, но затем перевелся на химическое отделение под влиянием его
декана, Артура Парди. Карозерс так преуспел в химии, что еще до окончания
обучения начал преподавать химию. И когда Парди покинул колледж (его пригла-
10 В версии Плутарха смущает одно: вряд ли римский солдат мог ©служиться Марка Клав-
дий Марцелла (лат. Marcus Claudius Marcellus, 270-208 г. до н. э.), последний мягко-
стью отнюдь не отличался.
сили на должность декана химического факультета в Университете Южной Дакоты),
Карозерсу пришлось вести занятия по химии у старших курсов. Уоллес окончил
Таркио в 1920 году в возрасте 24 лет со степенью бакалавра. Затем он поступил
в университет штата Иллинойс с целью получения степени магистра, которой и
был удостоен в 1921 году под руководством профессора Карла Марвела.
В 1921—1922 уч. году Карозерс преподавал химию в Университете Южной Дакоты.
Именно здесь он начал свои самостоятельные исследования, результатом которых
была публикация статьи в журнале Американского химического общества.
Позже он вернулся в Иллинойсский университет для получения докторской сте-
пени под руководством Роджера Адамса. Он специализировался в области органи-
ческой химии и отчасти — в области физической химии и математики. За диссер-
тацию на тему «Каталитическое восстановление альдегидов на оксиде платины
(„платиновая чернь") и изучение влияния активаторов и ингибиторов этого ката-
лизатора в процессах восстановления различных соединений» в 1924 году Каро-
зерс получил степень доктора наук. В 1922—1923 годах он работал в качестве
научного сотрудника, а в 1923—1924 годах получал премию Кара; В то время она
являлась самой престижной наградой этого университета.
После получения докторской степени ученый два года преподавал органическую
химию в Иллинойсском университете, а в 1926 г. перешел на ту же должность в
Гарвардский университет.
В 1927 году руководство компании DuPont приняло решение начать фундамен-
тальные, чисто научные исследования, не нацеленные конкретно на развитие биз-
неса и производство новых коммерческих продуктов. Карозерса пригласили в Уил-
мингтон (шт. Делавэр), чтобы предложить ему возглавить отделение органической
химии при новой лаборатории в DuPont. В 1929 году он был избран помощником
главного редактора журнала Американского химического общества (ASC — American
Chemical Society), в 1930 году ученый становится редактором раздела «Органи-
ческий синтез».
Решение оставить академическую деятельность было трудным для Карозерса.
Сначала он отказался от предложения работать в DuPont, пояснив, что «я стра-
даю расстройствами психики, которые могут представлять собой гораздо более
серьезную проблему при работе в компании, чем в исследовательской деятельно-
сти». Несмотря на это признание, сотрудник DuPont, Гамильтон Брэдшоу, отпра-
вился в Гарвард с целью убедить Уоллеса изменить свое решение. Предложенная
ему зарплата составила $500 в месяц против $267 в Гарвардском университете.
Карозерс начал работать в лаборатории компании DuPont с 6 февраля 1928 го-
да. Его главной целью был синтез полимеров с молекулярной массой более 4200,
которая была достигнута Эмилем Фишером.
К лету 1928 года Карозерс уже мог похвастаться небольшим штатом ученых-
исследователей. Это были химики с докторской степенью и двое его консультан-
тов : Роджер Адамс и Карл Марвел, его научные руководители по магистратуре и
докторантуре из Иллинойсского университета. Лаборатория, в которой работали
эти ведущие ученые, стала известна как «Зал чистой науки» (Puruty Hall). Од-
нако до середины 1929 года в «Зале чистой науки» не удалось создать полимера
с весом значительно более 4000, как планировалось изначально.
В январе 1930 г. заместителем руководителя химического департамента компа-
нии, и, соответственно, непосредственным начальником Карозерса стал доктор
Элмер К. Болтон. Болтон высказал пожелание получить практические результаты в
предстоящем 1930 году, и оно было выполнено. Он ориентировал Карозерса на
изучение свойств ацетиленовых полимеров с целью создания синтетического кау-
чука. В апреле 1930 один из сотрудников Карозерса, доктор Арнольд М. Коллинз,
получил хлоропрен — жидкость, которая полимеризуется с образованием твердого
материала, похожего на резину. Этот продукт был одним из первых синтетических
каучуков и известен сегодня как неопрен.
В том же году доктор Джулиан Хилл, еще один член команды Карозерса, вновь
попытался получить полиэфир с молекулярной массой более 4000. Его усилия
вскоре увенчались успехом: был создан синтетический полимер с молекулярной
массой около 12000. Высокая молекулярная масса позволила расплавить полимер и
вытянуть его в тонкие волокна. Таким образом, был создан первый синтетический
шелк, названный химиками «полиэстер».
Синтез полиэфиров и полиамидов — пример поликонденсации, при которой проис-
ходит ступенчатое нарастание длины макромолекулы. Карозерс разработал теории
поликонденсации и вывел уравнение, связывающее среднюю степень полимеризации
и степень превращения («конверсии») мономера в полимер. Это уравнение показы-
вает, что для получения полимеров с высокой молекулярной массой требуется вы-
сокая степень конверсии (относится это только к реакциям поликонденсации).
Еще одно синтетическое волокно, которое было упругим и прочным, Хилл создал
путем сополимеризации гликолей и кислот при пониженном давлении. Этому про-
дукту не суждено было стать коммерческим — помещенный в теплую воду, полимер
вновь превращался в липкую массу. Карозерс бросил исследования полимеров на
несколько лет.
В 1932 году соглашение, по которому Карозерс был нанят в DuPont, было изме-
нено доктором Болтоном. «Зал чистой науки» теперь должен сосредоточиться на
«осуществлении работ, более тесно связанных с интересами компании». Это озна-
чало, что средства были перенаправлены от фундаментальных исследований к ком-
мерческим. Карозерс никак не видел себя в качестве коммерческого исследовате-
ля. Он предположил, что вся исследовательская работа будет ограничена двумя-
тремя предложениями, соответствующими интересам компании DuPont.
В 1934 году Карозерс снова вернулся к волокнам. Теперь команда исследовала
сополимеризацию замещенных аминов с гликолями с целью производства полимера
под названием полиамид. Эти вещества были более стабильными, чем полиэфиры,
из числа получаемых с помощью гликолей. Склонность полиамидов к повышенной
кристалличности из-за водородных связей обусловливает полезные механические
свойства. Поэтому из них можно производить искусственный шелк, удобный для
повседневного использования. Его исследования привели к изобретению ряда но-
вых полиамидов. Лабораторные работы по этому проекту были проведены докторами
Петерсоном и Коффманом. Позднее, для проведения исследований по этой теме был
назначен доктор Джерард Берше.
Именно в этот плодотворный период исследований, летом 1934 года, подойдя
вплотную к изобретению нейлона, Карозерс вдруг исчез. Он просто не пришел на
работу, и никто не знал, где он находился. Он был найден в небольшой психиат-
рической клинике им. Пинель, недалеко от знаменитой клиники Фиппс, связанной
с больницей Джона Хопкинса в Балтиморе. По-видимому, он был настолько подав-
лен, что поехал в Балтимор на консультацию к психиатру, который и направил
его в клинику.
Вскоре после выхода из клиники, Карозерс вернулся на работу в DuPont. Бол-
тон поручил ему работать над полиамидами.
Работы ученого в области линейных полимеров с большой молекулярной массой
начались как серьезный шаг в неизведанную область, изначально без каких-либо
практических целей. Компания считала, что исследования в этой новой области
химии и любые прорывы в науке полимеров будут представлять ценность для
DuPont. В ходе исследований, Уоллесом были получены некоторые полимеры с ин-
тересными свойствами, которые оставались высоковязкими даже при высоких тем-
пературах . Было отмечено, что из этих полимеров в расплавленном виде очень
удобно тянутся нити. Все внимание проекта сместилось на новый материал, и
вскоре был отработан способ получения нейлона.
28 февраля 1935 года, он получил пол-унции полимера, впоследствии названно-
го полиамид-6,6. С ним было довольно трудно работать, из-за высокой темпера-
туры плавления, но Болтон выбрал этот полиамид как один из коммерчески инте-
ресных материалов. В качестве помощника Карозерсу по этой теме назначили
Джорджа Грейса. В конце концов, Грейс вытеснил Карозерса и стал лидером про-
екта. Кроме того, десятки химиков и инженеров работали над получением из по-
лиамида-6,6 более удобного для обработки коммерческого продукта.
В 1931 году Карозерс переехал в дом в г. Уилмингтон, который стал позже из-
вестен как Виски Эйкерс, с тремя коллегами из DuPont. Он не был отшельником,
но его депрессивные настроения часто мешали ему наслаждаться всеми прелестями
жизни, в которых его соседи по комнате нередко принимали участие.
Примерно в это же время, Карозерс показал Джулиану Хиллу, что он всегда
держит при себе капсулу с цианидом, привязаную к цепочке от часов. Карозерс
ненавидел публичные выступления, хотя это и было необходимо для поддержания
его научного авторитета.
Жизнь ученого в это время была очень насыщенной.
Вскоре после этого, 30 апреля 1936 года, Карозерс был избран в Национальную
академию наук, членство в которой было очень почетным. Карозерс, по сути, был
первым промышленным химиком-органиком, удостоившимся этой чести. Однако к ию-
ню 1936 года, несмотря на общее признание его вклада в науку, Карозерс все
еще не мог избавиться от приступов меланхолии, которая мешала работать. В на-
чале июня он был принят в Филадельфии в филиал госпиталя Пенсильвании, пре-
стижную психиатрическую больницу, где его психиатром был доктор Кеннет Ап-
пель . Через месяц он получил разрешение покинуть институт для отправки в
двухнедельный поход в тирольские Альпы с друзьями. После, 14 сентября, он
появился на ее рабочем месте в лаборатории DuPont. С тех пор от ученого не
ждали какого-то реального прогресса в научной работе, он просто должен был
периодически посещать лабораторию.
Ученый по-прежнему ездил в Филадельфию, чтобы посещать своего психиатра,
доктора Аппеля. Последний сказал другу Карозерса, что, по его мнению, само-
убийство — наиболее вероятный исход дела Уоллеса.
28 апреля 1937 года, Карозерс был на работе в лаборатории. На следующий
день он покончил с собой, сняв номер в отеле Филадельфии и приняв цианистый
калий, растворенный в лимонном соке, зная, что прием цианида в кислом раство-
ре в значительной степени активизирует скорость и влияние яда. Записки найде-
но не было.
Янош Бойяи (венг. Bolyai Janos; 1802—1860) — венгерский
математик, один из первооткрывателей неевклидовой геометрии
(называемой теперь геометрией Лобачевского).
В русских источниках встречается множество вариантов на-
писания его фамилии: Больяи, Больяй, Бойаи, Бояи, Бояй и
даже Болье.
Отец его, известный математик Фаркаш Бойяи, ещё в раннем
возрасте преподал сыну основы математических знаний.
В 1822 году Янош заканчивает Военно-инженерный колледж в
Вене, сдав семилетний курс за 4 года. Уже в колледже он ув-
лёкся исследованием пятого постулата Евклида. Вскоре он приходит к выводу,
что пятый постулат недоказуем и независим от остальных. Это означало, что,
заменив его на альтернативный, можно построить новую геометрию, отличную от
евклидовой. Он шутит в письме отцу: «Я создал странный новый мир из ничего!».
Примерно в 1820—1823 годах Бойяи заканчивает трактат с описанием новой гео-
метрии .
В 1823 г. Бойяи направлен на армейскую службу, младшим лейтенантом в воен-
но-инженерные войска. Он отдал армии 11 лет, считался отличным офицером и за-
мечательным танцором. Владел 9 языками, включая китайский и тибетский. Нико-
гда не пил и не курил.
В 1832 году отец публикует своё сочинение, а в приложении к нему — работу
сына, вошедшую в историю математики под именем Appendix (приложение). Полное
название труда Яноша Бойяи: «Приложение, содержащее науку о пространстве, аб-
солютно истинную, не зависящую от истинности или ложности XI аксиомы Евклида
(что a priori никогда решено быть не может)».
«Аппендикс», как и работы Лобачевского, остался непонятым и незамеченным.
Годом ранее (1831) Фаркаш Бойяи послал «Аппендикс» своему давнему другу,
тогдашнему «королю математиков» Гауссу. Прочитав сочинение, Гаусс написал од-
ному из своих друзей: «Этот юный геометр Бойяи — гений высшего класса». Как
выяснилось много позже, Гаусс сам тайком развивал неевклидову геометрию (ещё
с начала 1820-х годов), однако ничего на эту тему так и не опубликовал. Само-
му же Фаркашу Гаусс ответил: «Оценить это — всё равно, что оценить себя. По-
тому что всё, что там написано, совпадает с моими собственными размышлениями
последних 30-35 лет на эту тему.»
Печальная новость, что его опередили, ошеломила молодого Бойяи, только что
произведенного в капитаны. Его здоровье ухудшается, характер портится, и
вскоре он уходит в отставку (1833). Пенсии он не выслужил, живёт на средства
отца.
Бойяи пытается продолжить математические работы, начинает и вскоре забрасы-
вает несколько сочинений, очень интересных по своим идеям.
В 1848 г. Янош Бойяи знакомится с трудом Лобачевского, который ещё в 1829
году, на 3 года раньше Бойяи, опубликовал сходную по идеям работу. Бойяи в
ярости. Он подозревает, что у него украли лучшие идеи, что никакого Лобачев-
ского никогда не существовало, и всё это проделки хитроумного Гаусса. В то же
время он восхищается мастерством и остроумием доказательства некоторых тео-
рем. Последние годы Бойяи омрачены тяжёлым душевным разладом.
В 1852 г. Бойяи расходится с Розалией. Начинает несколько новых исследова-
ний, но ни одно не доводит до завершения. После его смерти были обнаружены
более 20000 листов незаконченных математических рукописей. Однако «Аппендикс»
так и остался единственной его работой, напечатанной при жизни автора.
Юлиус Роберт фон Майер (нем. Julius Robert von Mayer;
1814—1878) — немецкий врач и естествоиспытатель.
Изучал медицину в Тюбингене, Мюнхене и Париже. В 1840 в
качестве судового врача совершил путешествие на остров Яву;
по возвращении поселился в родном городе. Майер — один из
первых в своей знаменитой работе «Berner kungen uber die
Krafte der unbelebten Natur» (Liebig's «Annalen» XLII,
1842) указал на эквивалентность затрачиваемой работы и про-
изводимого тепла и тем обосновал первый закон термодинами-
ки; он же впервые рассчитал, исходя из теоретических осно-
ваний, механический эквивалент тепла. Работа эта долго ос-
тавалась незамеченной, и лишь в 1862
ние на это исследование Майера и на
Bewegung in ihrem Zusammenhang mit
году Клаузиус и Тиндаль обратили внима-
дальнейшие его работы: «Die organische
den Stoffwechsel» (Хайльбронн, 1848),
«Betrage zur Dynamik des Himmels» (там же), «Bemerkungen uber d. mechanischen
Aequivalent der Warme» (там же 1851), полные местами не вполне точных, но
весьма остроумных примеров и идей, касающихся закона сохранения энергии в не-
одушевленной и одушевленной природе.
Работы Майера собраны в его «Naturwissenschaftliche Vortrage» (Штутг.,
1871) и «Mechanic der Warme» (Штутг., 1 изд., 1867; 2 изд., 1874).
Оценка заслуг Майера в создании механической теории тепла вызвала в свое
время ожесточенную полемику между Клаузиусом, Тиндалем, Джоулем и Дюрингом
(см. весьма пристрастное сочинение Дюринга «Robert М. der Galilei des XIX
Jahrhunderts» (Хемниц, 1879), а также Клаузиус, «Warmetheorie» I; Тиндаль,
«Теплота, рассматриваемая как род движения». Ср. Kumelin, «R. М.» («Reden и.
Aufsatze» (Фрейб. и Тюбинген, 1881); Weyrauch, «R. М. , der Entdecker des
Prinzips von der Erhaltung der Energie» (Штутгарт, 1890)).
Архимед (287 до н.э. — 212 до н.э.) — древнегрече-
ский математик, физик, механик и инженер из Сиракуз.
Сделал множество открытий в геометрии. Заложил основы
механики, гидростатики, автор ряда важных изобретений.
Сведения о жизни Архимеда оставили нам Полибий, Тит
Ливий, Цицерон, Плутарх, Витрувий и другие. Они жили
на много лет позже описываемых событий, и достовер-
ность этих сведений оценить трудно.
Архимед родился в Сиракузах, греческой колонии на
острове Сицилия. Отцом Архимеда был математик и астро-
ном Фидий, состоявший, как утверждает Плутарх, в близ-
ком родстве с Гиероном, тираном Сиракуз. Отец привил
сыну с детства любовь к математике, механике и астро-
номии . Для обучения Архимед отправился в Александрию
Египетскую — научный и культурный центр того времени.
В Александрии Архимед познакомился и подружился со знаменитыми учёными: ас-
трономом Кононом, разносторонним учёным Эратосфеном, с которыми потом перепи-
сывался до конца жизни. В то время Александрия славилась своей библиотекой, в
которой было собрано более 700 тыс. рукописей.
По-видимому, именно Здесь Архимед познакомился с трудами Демокрита, Евдокса
и других замечательных греческих геометров, о которых он упоминал и в своих
сочинениях.
По окончании обучения Архимед вернулся в Сицилию. В Сиракузах он был окру-
жён вниманием и не нуждался в средствах. Из-за давности лет жизнь Архимеда
тесно переплелась с легендами о нём.
Уже при жизни Архимеда вокруг его имени создавались легенды, поводом для
которых служили его поразительные изобретения, производившие ошеломляющее
действие на современников. Известен рассказ о том, как Архимед сумел опреде-
лить , сделана ли корона царя Гиерона из чистого золота или ювелир подмешал
туда значительное количество серебра. Удельный вес золота был известен, но
трудность состояла в том, чтобы точно определить объём короны: ведь она имела
неправильную форму! Архимед всё время размышлял над этой задачей. Как-то он
принимал ванну, и тут ему пришла в голову блестящая идея: погружая корону в
воду, можно определить её объём, измерив объём вытесненной ею воды. Согласно
легенде, Архимед выскочил голый на улицу с криком «Эврика!» (еирг^ка) , то есть
«Нашёл!». В этот момент был открыт основной закон гидростатики: закон Архиме-
да.
Другая легенда рассказывает, что построенный Гиероном в подарок египетскому
царю Птолемею тяжёлый многопалубный корабль «Сиракузия» никак не удавалось
спустить на воду. Архимед соорудил систему блоков (полиспаст), с помощью ко-
торой он смог проделать эту работу одним движением руки. По легенде, Архимед
Заявил при этом: «Будь в моём распоряжении другая Земля, на которую можно бы-
ло бы встать, я сдвинул бы с места нашу» (в другом варианте: «Дайте мне точку
опоры, и я переверну мир»).
Инженерный гений Архимеда с особой силой проявился во время осады Сиракуз
римлянами в 212 году до н.э. в ходе Второй Пунической войны. А ведь в это
время ему было уже 75 лет! Построенные Архимедом мощные метательные машины
забрасывали римские войска тяжёлыми камнями. Думая, что они будут в безопас-
ности у самых стен города, римляне кинулись туда, но в это время лёгкие мета-
тельные машины близкого действия забросали их градом ядер. Мощные краны за-
хватывали железными крюками корабли, приподнимали их кверху, а затем бросали
вниз, так что корабли переворачивались и тонули. В последние годы были прове-
дены несколько экспериментов с целью проверить правдивость описания этого
«сверхоружия древности». Построенная конструкция показала свою полную работо-
способность .
Римляне вынуждены были отказаться от мысли взять город штурмом и перешли к
осаде. Знаменитый историк древности Полибий писал: «Такова чудесная сила од-
ного человека, одного дарования, умело направленного на какое-либо дело... рим-
ляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сира-
кузян одного старца». Но даже во время осады Архимед не давал покоя римлянам.
По легенде, во время осады римский флот был сожжён защитниками города, кото-
рые при помощи зеркал и отполированных до блеска щитов сфокусировали на них
солнечные лучи по приказу Архимеда.
Легенда была дважды опровергнута в телепередаче «Разрушители легенд» (в 4 6-
м и 16-м выпусках). Существует мнение, что корабли поджигались метко брошен-
ными зажигательными снарядами, а сфокусированные лучи служили лишь прицельной
меткой для баллист. Однако в эксперименте греческого учёного Иоанниса Саккаса
(1973) удалось поджечь фанерную модель римского корабля с расстояния 50 м,
используя 70 медных зеркал.
Только вследствие измены Сиракузы были взяты римлянами осенью 212 году до
н.э. При этом Архимед был убит.
Рассказ о смерти Архимеда от рук римлян существует в нескольких версиях:
1. Рассказ Иоанна Цеца (Chiliad, книга II): в разгар боя 75-летний Архимед
сидел на пороге своего дома, углублённо размышляя над чертежами, сделанными
им прямо на дорожном песке. В это время пробегавший мимо римский воин насту-
пил на чертёж, и возмущённый учёный бросился на римлянина с криком: «Не тронь
моих чертежей!» Солдат остановился и хладнокровно зарубил старика мечом.
2. Рассказ Плутарха: «К Архимеду подошёл солдат и объявил, что его зовёт
Марцелл. Но Архимед настойчиво просил его подождать одну минуту, чтобы зада-
ча , которой он занимался, не осталась нерешённой. Солдат, которому не было
дела до его доказательства, рассердился и пронзил его своим мечом».
3. Воин ворвался в дом Архимеда для грабежа, занёс меч на хозяина, а тот
только и успел крикнуть: «Остановись, подожди хотя бы немного. Я хочу закон-
чить решение задачи, а потом делай что хочешь!»
4. Архимед сам отправился к Марцеллу, чтобы отнести ему свои приборы для
измерения величины Солнца. По дороге его ноша привлекла внимание римских сол-
дат. Они решили, что учёный несёт в ларце золото или драгоценности, и, недол-
го думая, перерезали ему горло.
Плутарх утверждает, что генерал Марцелл был разгневан гибелью Архимеда, ко-
торого он якобы приказал не трогать.
По словам Плутарха, Архимед был просто одержим математикой. Он забывал о
пище, совершенно не заботился о себе.
Работы Архимеда относились почти ко всем областям математики того времени:
ему принадлежат замечательные исследования по геометрии, арифметике, алгебре.
Так, он нашёл все полуправильные многогранники, которые теперь носят его имя,
значительно развил учение о конических сечениях, дал геометрический способ
решения кубических уравнений вида х2 (а ± х) = Ь, корни которых он находил с
помощью пересечения параболы и гиперболы. Архимед провёл и полное исследова-
ние этих уравнений, то есть нашёл, при каких условиях они будут иметь дейст-
вительные положительные различные корни и при каких корни будут совпадать.
Однако главные математические достижения Архимеда касаются проблем, которые
сейчас относят к области математического анализа. Греки до Архимеда сумели
определить площади многоугольников и круга, объём призмы и цилиндра, пирамиды
и конуса. Но только Архимед нашёл гораздо более общий метод вычисления площа-
дей или объёмов; для этого он усовершенствовал и виртуозно применял метод ис-
черпывания Евдокса Книдского. В своей работе «Послание к Эратосфену о методе»
(иногда называемой «Метод механических теорем») он использовал бесконечно ма-
лые для вычисления объёмов. Идеи Архимеда легли впоследствии в основу инте-
грального исчисления.
Архимед сумел установить, что сфера и конусы с общей вершиной, вписанные в
цилиндр, соотносятся следующим образом: два конуса : сфера : цилиндр как
1:2:3.
Лучшим своим достижением он считал определение поверхности и объёма шара —
задача, которую до него никто решить не мог. Архимед просил выбить на своей
могиле шар, вписанный в цилиндр.
Цицерон, бывший квестором на Сицилии в 75 году до н.э., пишет в «Тускулан-
ских беседах» (книга V), что ему в 75 году до н.э., спустя 137 лет после этих
событий, удалось обнаружить полуразрушенную могилу Архимеда; на ней, как и
завещал Архимед, было изображение шара, вписанного в цилиндр.
В сочинении Квадратура параболы Архимед доказал, что площадь сегмента пара-
болы, отсекаемого от неё прямой, составляет 4/3 от площади вписанного в этот
сегмент треугольника (см. рисунок). Для доказательства Архимед подсчитал сум-
му бесконечного ряда £(1/4п) .
Каждое слагаемое ряда — это общая площадь треугольников, вписанных в неох-
ваченную предыдущими членами ряда часть сегмента параболы.
Помимо перечисленного, Архимед вычислил площадь поверхности для сегмента
шара и витка открытой им «спирали Архимеда», определил объёмы сегментов шара,
эллипсоида, параболоида и двуполостного гиперболоида вращения.
Следующая задача относится к геометрии кривых. Пусть дана некоторая кривая
линия. Как определить касательную в любой её точке? Или, если переложить эту
проблему на язык физики, пусть нам известен путь некоторого тела в каждый мо-
мент времени. Как определить скорость его в любой точке? В школе учат, как
проводить касательную к окружности. Древние греки умели, кроме того, находить
касательные к эллипсу, гиперболе и параболе. Первый общий метод решения и
этой задачи был найден Архимедом. Этот метод впоследствии лёг в основу диффе-
ренциального исчисления.
Огромное значение для развития математики имело вычисленное Архимедом отно-
шение длины окружности к диаметру. В работе «Об измерении круга» Архимед дал
своё знаменитое приближения для числа п : «архимедово число» 31/7. Более того,
он сумел оценить точность этого приближения. Для доказательства он построил
для круга вписанный и описанный 96-угольники и вычислил длины их сторон.
В математике, физике и астрономии очень важно уметь находить наибольшие и
наименьшие значения изменяющихся величин — их экстремумы. Например, как среди
цилиндров, вписанных в шар, найти цилиндр, имеющий наибольший объём? Все та-
кие задачи в настоящее время могут быть решены с помощью дифференциального
исчисления. Архимед первым увидел связь этих задач с проблемами определения
касательных и показал, как решать задачи на экстремумы.
Идеи Архимеда почти на два тысячелетия11 опередили своё время. Только в
XVII веке учёные смогли продолжить и развить труды великого греческого мате-
матика .
Архимед прославился многими механическими конструкциями. Рычаг был известен
и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её приме-
нял на практике. Плутарх сообщает, что Архимед построил в порту Сиракуз нема-
ло блочно-рычажных механизмов для облегчения подъёма и транспортировки тяжё-
лых грузов. Изобретённый им архимедов винт (шнек) для вычерпывания воды до
сих пор применяется в Египте.
Архимед является и первым теоретиком механики. Он начинает свою книгу «О
равновесии плоских фигур» с доказательства закона рычага. В основе этого до-
казательства лежит аксиома о том, что равные тела на равных плечах по необхо-
димости должны уравновешиваться. Точно также и книга «О плавании тел» начина-
ется с доказательства закона Архимеда. Эти доказательства Архимеда представ-
ляют собой первые мысленные эксперименты в истории механики.
Архимед построил планетарий или «небесную сферу», при движении которой мож-
но было наблюдать движение пяти планет, восход Солнца и Луны, фазы и затмения
Луны, исчезновение обоих тел за линией горизонта. Занимался проблемой опреде-
ления расстояний до планет; предположительно в основе его вычислений лежала
система мира с центром в Земле, но планетами Меркурием, Венерой и Марсом, об-
ращающимися вокруг Солнца и вместе ним — вокруг Земли. В своем сочинении
«Псаммит» донес информацию о гелиоцентрической системе мира Аристарха Самос-
ского .
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
Когда случается с архивных полок из-под покрова пыли извлечь чьи-то забвен-
ные труды, то порой просто диву даёшься, сколько глубочайших мыслей и идей
оставалось невостребованными или было намеренно упрятано в книгохранилищах от
людских глаз. Хорошо, что хоть иногда всё-таки удаётся открыть взорам эти со-
кровища, вписать в историю незаслуженно забытые имена и посмертно реабилити-
ровать невинно осуждённых, возвратив мученикам науки некогда растоптанную
честь, а человечеству — их бесценные идеи, которые воспринимались прежде как
подлинное безумство. Иногда...
Но чаще, к сожалению, происходит другое. Не праведного суда и мартиролога
удостаиваются некогда оболганные и безвестно пропавшие в своих эпохах мысли-
тели и провидцы, а новых поношений и распятий. Причём преодолеть барьер бес-
памятства и исключить хулу бывает невозможным даже тогда, когда находятся лю-
ди, готовые открыто свидетельствовать в пользу пострадавших. Те, кто "пишет
историю", по-прежнему предпочитают отмахиваться от истины, как от назойливой
мухи.
Неужели смотреться в кривое зеркало приятнее? Неужели безразличие настолько
стало нормой общественного сознания, что нас перестали возмущать исторические
перекосы? Как ни странно, в нашей жизни всё течёт, но ничего не меняется. Не
меняется и наше отношение к узникам совести, благодаря которым в учёной среде
и в самые трудные времена сохранялись островки подлинной чистоты и нравствен-
ности. Той самой, от которой отчаянно пытаются избавиться так называемые
"деловые люди" и зарвавшиеся политики. И не с их ли "благословения" получает- 11
11 Античная цивилизация погибла. Варварским народам, вытеснившим ее, именно столько
времени понадобилось, чтобы достичь уровня, при котором можно было бы понять, о чем
писал Архимед.
ся так, что самые белые пятна в науке долгое время остаются не закрытыми, а
замаранными?
ЧЕМ НЕ УГОДИЛ
ИСТОРИИ
ГЕНРИ КАВЕНДИШ
Вынесенное в заголовок имя этого учёного связано с его опытами по
"взвешиванию" Земли. Что же это были за опыты? Кавендиш12 знал, что тяготение
распространяется на огромные расстояния. Но обязательно ли следить за движе-
нием звёзд, чтобы определить величину "тяговой" силы?
Если притяжение существует между любыми двумя объектами, то почему бы не
измерить действующую между ними силу, не забираясь в поднебесье? Почему не
взять, например, два шара и не проследить, как один будет притягиваться дру-
гим? Опасность ошибки кроется только в крайней слабости действующих сил, ко-
торые можно не заметить. А если провести эксперимент с величайшей осторожно-
стью? Выкачать из аппарата воздух, удостовериться в отсутствии электрических
зарядов и тогда уже попытаться произвести измерения?
Так учёный и поступил. Соорудил прибор, напоминающий деревенское коромысло,
и на его концах разместил миниатюрные шары из свинца. При помощи этого в це-
лом нехитрого устройства ему действительно удалось обнаружить силу, действую-
щую между двумя большими свинцовыми шарами и этими закреплёнными небольшими
шариками. Коромысло Кавендиша болталось на очень тонкой упругой нити, за за-
кручиванием которой он тоже тщательно следил. Величина силы, высчитываемая
Кавендишем, всё время была обратно пропорциональна квадрату расстояния, что
позволило, зная массу и расстояние, рассчитать коэффициент, равный 6,67 • 10“
11 Н-м/кг.
Вроде бы все это было известно и раньше. Да, все, кроме массы Земли! Кавен-
диш своим опытом наглядно продемонстрировал, какому, в сущности, простому
правилу подчиняются все планеты и звезды, и что, овладев этим правилом, можно
запросто предсказывать их будущее. С этого кавендишева эксперимента, пожалуй,
и началась эра научного моделирования. Но заговорили о ценности его исследо-
ваний лишь к концу XVIII столетия. Чем же не угодил истории Генри Кавендиш?
Так уж получалось, что при жизни талантливый английский физик-аристократ пуб-
ликовал только те исследования, в достоверности которых у него не было и тени
сомнения. Поступай он иначе, возможно, человечеству повезло бы куда больше.
Но Кавендиш иначе не мог, он просто был не в состоянии поступаться принципа-
ми, которым свято следовал всю жизнь.
Эта сверхосторожность выражалась и в его крайнем немногословии. За всю
жизнь он произнёс меньше слов, чем обычный человек произносит за год, и напе-
чатал гораздо меньше статей, чем новоиспечённый ныне аспирант. Может быть,
она проистекала от излишней мудрости или робости учёного, но только из-за неё
многие работы Кавендиша долгое время оставались неизвестными. Так же, как и
он сам. Только после того, как стараниями Джеймса Кларка Масквелла в 1879 го-
ду был найден и опубликован весь его научный архив, открылось, что этот мол-
чун, скромняга и сверхоригинал в отдельных случаях намного опережал науку
своего времени.
12 О Генри Кавендише мы уже давали справку в первой части этой публикации (№11 за
2011 г.) , но поскольку это, пожалуй, самая странная и загадочная личность среди уче-
ных, вообще отличающихся оригинальностью - ниже мы дадим его более подробную биогра-
фию.
Оказалось, что за четырнадцать лет до Шарля Огюстена Кулона, сформулировав-
шего в 1785 году основной закон электростатики, Кавендиш пришёл к выводу, что
сила электрического взаимодействия должна быть обратно пропорциональна квад-
рату расстояния между двумя противоположными зарядами. Чувствуете? Та же За-
висимость, что и при расчёте силы взаимодействия между небесными телами. По-
добную зависимость, кстати, наблюдали также современники Кавендиша Даниил
Бернулли (1760 г.) с Джозефом Пристли (1766 г.) . Что помешало этим двоим
предстать миру, история вообще умалчивает. Факт же таков: школьники по сию
пору убеждены, что получают свои "пятёрки" и "двойки" за закон Кулона.
Конечно, оно звучит проще, чем закон Бернулли—Пристли—Кавендиша—Кулона, но
можно было бы ради справедливости воспользоваться и аббревиатурой, либо от-
дать приоритет первому — Бернулли. Хотя бы потому, что "Кулон нам друг, но
истина дороже". Истину исказили. Науку ©купонизировали.
Спасибо, что отыскался хоть один правдолюбец — Максвелл. Ведь если бы не
он, то мы в полной уверенности вслед за современной российской поп-звездой
могли распевать: "узелок завяжется, узелок развяжется, а приоритет того, с
кем совсем не вяжется!" Развязав узелок на архивных папках Кавендиша, Мак-
свелл, потянув ниточку, вытянул из исторического клубка такие переплетения
судеб, такую путаницу имён, что для одного их заучивания понадобилось бы за-
вязать не один узелок на память.
Сомневаетесь? Тогда припомните широко известное высказывание Эйнштейна о
Фарадее: "Необходимо было иметь могучий дар научного предвидения, чтобы рас-
познать, что в описании электрических явлений не заряды, не частицы описывают
суть явлений, а скорее пространство между зарядами и частицами".
Альберт Эйнштейн, как впрочем, и все учёные, пребывал в убеждении, что
именно Майкл Фарадей установил влияние промежуточной среды в электромагнитных
явлениях и даже рассчитал его величину, называемую диэлектрической постоян-
ной .
Архивные же записи указывали, что датированное 1837 годом это открытие было
сделано За 60 лет до Майкла Фарадея и принадлежало Генри Кавендишу. А первые
наблюдения над промежуточной средой за 20 лет до Кавендиша провёл другой про-
зорливый физик — швед Иоганн Вильке. Именно ему впервые удалось наблюдать и
описать явление поляризации диэлектриков — смещения электрических зарядов в
диэлектрике под воздействием электрического поля. Современные учебники физики
умалчивают об этом.
Но и это ещё не все. При тщательном изучении богатого наследия учёного-
отшельника Масквелл выяснил, что по ходу развития науки потерялся ещё целый
ряд высказанных и экспериментально подтверждённых Кавендишем идей. Причём не
только во всевозможных областях физики (молекулярной, математической, тепло-
вой) , но и в химии, в дальнейшем "переоткрытых" другими исследователями.
Разумеется, что такое беспредельное равнодушие современников Кавендиша к
его трудам не могло не повлечь за собой глубокой обиды. Он до предела ограни-
чил и без того скупое общение с людьми своего круга, а потом и вовсе перешёл
с коллегами на переписку. Для любого учёного считалось редкой удачей, если
ему удавалось войти в контакт с Кавендишем и обменяться двумя-тремя фразами.
На большее учёный-затворник способен не был. Даже в доме со слугами он разго-
варивал, пользуясь записками, которые подсовывал им через дверные щели, когда
следовало сделать необходимые распоряжения.
На научной карьере этот учёный-аристократ вообще поставил жирный крест и
просиживал в лаборатории только лишь из-за неиссякаемой любознательности. Чем
обернулась самоизоляция Кавендиша для человечества теперь совершенно очевид-
но. Наука потеряла на ней в своём развитии не месяцы, не годы — века!
Генри Кавендиш (Henry Cavendish, 1731-1810) - анг-
лийский физик и химик, член Лондонского королевского
общества (с 1760 г.) . Родился в Ницце (Франция) . Окон-
чил Кембриджский университет (1753 г.). Научные иссле-
дования проводил в собственной лаборатории.
Работы в области химии относятся к пневматической
(газовой) химии, одним из создателей которой он являет-
ся. Выделил (1766 г.) в чистом виде углекислый газ и
водород, приняв последний за флогистон, установил ос-
новной состав воздуха как смесь азота и кислорода. По-
лучил окислы азота. Сжиганием водорода получил (1784
г.) воду, определив соотношение объемов взаимодействую-
щих в этой реакции газов (100:202). Точность его иссле-
дований была столь велика, что позволила ему при полу-
чении (1785 г.) окислов азота посредством пропускания
электрической искры через увлажненный воздух наблюдать
наличие "дефлогистированного воздуха", составляющего не более 1/20 части об-
щего объема газов. Это наблюдение помогло У. Рамзаю и Дж. Рэлею открыть (1894
г.) благородный газ аргон. Свои открытия объяснял с позиции теории флогисто-
на .
В области физики во многих случаях предвосхитил более поздние открытия. За-
кон, согласно которому силы электрического взаимодействия обратно пропорцио-
нальны квадрату расстояния между зарядами, был открыт им (1767 г.) на десять
лет раньше французского физика Ш. Кулона.
Экспериментально установил (1771 г.) влияние среды на емкость конденсаторов
и определил (1771 г.) значение диэлектрических постоянных ряда веществ. Опре-
делил (1798 г.) силы взаимного притяжения тел под влиянием тяготения и вычис-
лил тогда же среднюю плотность Земли. О работах Кавендиша в области физики
стало известно лишь в 1879 г. - после того как английский физик Дж. Максвелл
опубликовал его рукописи, находившиеся до этого времени в архивах.
Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в
Кембриджском университете.
Рожденный в Ницце 10 октября 1731 года, Генри Кавендиш происходил из знаме-
нитого англо-норманнского рода. Живший в молодости бедно и располагавший до-
вольно скромным достатком, после смерти он оставил огромное богатство. Из-
вестно, что его состояние это не возникло в результате каких-либо финансовых
операций. Сохранилось письмо из банка, где Кавендиш держал очень небольшую
часть своих денег. В этом письме банк предлагал ему поместить туда и осталь-
ную часть состояния, обещая самые выгодные условия. Ответ сэра Генри был од-
нозначен: "Занимайтесь деньгами, которые я депонировал в вашем банке, а от
остальных держитесь подальше. Если же вы не знаете, что с ними делать, я их
охотно заберу. И если вы еще хоть раз меня потревожите, я незамедлительно это
сделаю".
Излюбленным способом тратить деньги была для Кавендиша благотворительная
деятельность. Как-то раз, узнав, что студент, помогавший ему упорядочивать
библиотеку, оказался в трудной финансовой ситуации, Кавендиш немедленно выпи-
сал ему чек на 10 тысяч фунтов - сумму по тем временам громаднейшую. Подобным
образом он поступал всю жизнь - и, тем не менее, всегда располагал миллионами
фунтов стерлингов, будто обладал сказочным "неразменным рублем". Кое-кто по-
лагает , что сие неисчерпаемое богатство принесли ему успешные занятия алхими-
ей, но это, разумеется, лишь предположение.
В феврале 1753 г. Кавендиш закончил престижный Кембриджский университет.
Но, будучи одним из самых выдающихся ученых XVIII века, никакой ученой степе-
ни он так и не получил. Одно из возможных объяснений: в те времена всякий вы-
пускник Кембриджа не мог быть неверующим, а атеизм Кавендиша был общеизвес-
тен. Но причина могла быть и иной.
Трудно, однако, объяснить другой необычный факт: Кавендиш, не имевший, как
уже говорилось, никакой ученой степени и не опубликовавший ни одного научного
труда, был в возрасте 29 лет принят в Королевскую академию наук.
В 1773 году, через 20 лет после окончания Кембриджа, Кавендиш, уже будучи к
тому времени сказочно богат, поселился в Клапхэм Коммон, на улице, которая
сегодня носит его имя. Именно с тех пор ученый начал вести себя по отношению
к окружающим, по меньшей мере, странно: он не переносил, когда кто-либо к не-
му обращался, а уж если с ним заговаривал на улице какой-нибудь незнакомец,
Кавендиш молча отворачивался, подзывал кэб и немедленно возвращался домой.
Женщин он вообще считал какой-то разновидностью людей, с которой не желал
иметь ничего общего. К дому он приказал пристроить наружную лестницу и велел
слугам пользоваться только ею. Тех же из них, кто осмеливался воспользоваться
внутренней, он немедленно увольнял.
Рассказывают такой случай. Однажды Кавендиш ужинал в клубе Королевского на-
учного общества. В это время в окне расположенного напротив дома появилась
молодая красивая женщина и принялась рассматривать проезжающие экипажи. Мно-
гие из присутствующих в клубе мужчин подошли к окну, чтобы получше ее разгля-
деть. Решив почему-то, что они любуются полной луной, Кавендиш было к ним
присоединился, но поняв свою ошибку, тут же покинул клуб, вслух выражая свое
отвращение к происходящему.
Но однажды он, не задумываясь, бросался на защиту женщины. Как-то раз, на-
ходясь в Клапхэме, Кавендиш увидел, как на лугу женщина пытается убежать от
разъяренного быка. Он мгновенно поспешил на помощь, бросился между женщиной и
животным и сумел его отогнать. Затем, не ожидая благодарности, повернулся и
молча ушел.
С управителем своего дома он общался только путем переписки. Так, например,
в одном из своих меморандумов он пишет: "Я пригласил на обед нескольких
джентльменов и хотел бы, чтобы каждому из них был подан бараний окорок. А по-
скольку я не знаю, сколько окороков бывает у барана, попрошу Вас самого разо-
браться с этим вопросом".
Поговорить с ним было совершенно невозможно, так как он просто поворачивал-
ся спиной к пытающемуся это сделать и уходил. По слухам, у него все же было
несколько друзей, но никакой информации о них не имеется.
На протяжении 30 лет Кавендиш вел жизнь, подробности которой и по сей день
почти неизвестны. Он носил фиолетовый, совершенно выцветший костюм, парик в
стиле XVII века и всегда прятал лицо. В деревню же он ездил на экипаже, обо-
рудованном счетчиком его собственной конструкции, напоминающим современные
таксометры.
В один прекрасный день он вызвал слугу и объявил: "Слушай внимательно, что
я тебе скажу. Я намерен в скором времени умереть. Когда это произойдет, поез-
жай к лорду Джорджу Кавендишу и сообщи ему о случившемся". Слуга пробормотал,
что не худо бы в таком случае исповедоваться и причаститься. "Понятия не
имею, что это такое, - отвечал Кавендиш. - Принеси-ка лучше лавандовой воды и
больше здесь не появляйся, пока я не умру".
Когда наследники ознакомились с оставленными Кавендишем документами, оказа-
лось , что покойный владел огромным количеством акций Английского банка -
очень даже неплохо для человека, не заработавшего в жизни ни гроша, но, в то
же время постоянно щедро сорившего деньгами.
Завещание же ученого содержало категорическое требование, чтобы склеп с его
гробом сразу после похорон был наглухо замурован, а снаружи не было никаких
надписей, указывающих, кто в этом склепе похоронен. Так и было сделано. Ка-
вендиша похоронили 12 марта 1810 года в соборе в Дерби. Ни осмотра тела, ни
вскрытия трупа не производили. И ни одного достоверного портрета Кавендиша
тоже не сохранилось.
Большинство научных работ Кавендиша не публиковалось вплоть до самого 1921
года, и даже сейчас несколько ящиков, заполненных рукописями и приборами, на-
значение которых не поддается определению, остаются неразобранными. А то не-
многое , что известно, выглядит весьма необычно. Кавендиш проводил научные
эксперименты, на целые столетия опережая свое время. Так, например, он рас-
считал отклонения световых лучей, обусловленные массой Солнца, за 200 лет до
Эйнштейна, и расчеты его почти совпадают с эйнштейновскими. Он точно вычислил
массу нашей планеты и был в состоянии выделять легкие газы из атмосферного
воздуха. В то же ремя он ничуть не заботился ни о публикации своих работ, ни
о каком-либо признании ученым миром.
В 1775 г. он пригласил семерых выдающихся ученых, чтобы продемонстрировать
сконструированного им искусственного электрического ската, и дал каждому ощу-
тить электрический разряд, абсолютно идентичный тому, каким настоящий скат
парализует свои жертвы. А по завершении показа он, опередивший своих совре-
менников Гальвани и Вольта, торжественно объявил приглашенным, что именно
эта, продемонстрированная им, новая сила когда-нибудь революционизирует весь
мир.
Кавендиш мог определять напряжение тока, касаясь электрической цепи рукой,
что указывает на его необыкновенные физические качества. Несмотря на весьма
скромные с точки зрения современной науки возможности своей лаборатории, он
сумел очень точно вычислить массу Земли. И все эти необычайные, выдающиеся
открытия Кавендиш совершил, опираясь даже не на науку своего времени, а поль-
зуясь достижениями средневековой алхимии, языком и символами которой он вла-
дел.
Кавендиш был совершенно безразличен к окружающему его миру и никогда не ин-
тересовался происходящими в этом мире событиями - даже столь значительными,
как Французская революция или наполеоновские войны, прокатившиеся по Европе.
Тем не менее, вряд ли правомерно объяснять его действия обыкновенным чуда-
чеством. И раздавая деньги направо и налево, он вовсе не был филантропом. Да
и его неприязнь к женщинам тоже не поддается объяснению. Один из современни-
ков Кавендиша, ученый по фамилии Ловекрафт, выразился о нем так: "Его облик -
это всего лишь маска. Скрывающееся под ней существо не является человеком".
Однако Кавендиш вовсе не был исключением среди выдающихся деятелей XVIII века
- работала целая плеяда блестящих ученых, открытия которых опережали их вре-
мя. Так, скажем, Роджер Боскович опубликовал в 1736 году трактат, в котором
можно обнаружить упоминания не только о теории относительности, но и о таких
областях знания, о которых науке почти ничего не известно и по сей день - на-
пример, о путешествиях во времени или антигравитации.
Среди выдающихся ученых, явно опередивших свое время, Кавендиш не одинок.
Его современники Сен-Жермен, Боскович, Бенджамин Франклин, Джозеф Пристли и
граф Румфорд тоже находятся в этом ряду. Известно, что люди эти были знакомы
друг с другом и состояли в переписке. Вспомним, что Бенджамин Франклин напи-
сал Джозефу Пристли (а был это конец XVIII века): "Становится просто не по
себе, когда представляешь, какими силами будет владеть человек через тысячу
лет. Он научится лишать силы притяжения крупные массы материи, что придаст им
абсолютную легкость и позволит перемещать их без малейшего усилия. В сельском
хозяйстве затраты труда намного уменьшатся, а урожаи возрастут. Все наши бо-
лезни, включая и старение, будут побеждены. А время жизни человеческой можно
будет продлить неограниченно, даже за те пределы, которые известны нам из
Библии".
Установление Ньютоном закона всемирного тяготения явилось важнейшим событи-
ем в истории физики. Его значение определяется, прежде всего, универсально-
стью гравитационного взаимодействия. На законе всемирного тяготения основыва-
ется один из центральных разделов астрономии — небесная механика. Мы ощущаем
силу притяжения к Земле, однако притяжение малых тел друг к другу неощутимо.
Требовалось экспериментально доказать справедливость закона всемирного тяго-
тения и для обычных тел. Именно это и сделал Г. Кавендиш, попутно определив
среднюю плотность Земли.
F = у(т1т2)/К2
где mi и ш2 - массы материальных точек, R — расстояние между ними, a F —
сила их взаимодействия.
До начала XIX века у в закон всемирного тяготения не вводилось, так как для
всех расчётов в небесной механике достаточно использовать постоянные Ymi <
имеющие кинематическую размерность. Постоянная у появилась впервые, по-
видимому, только после унификации единиц и перехода к единой метрической сис-
теме мер в конце XVIII века. Численное значение у можно вычислить через сред-
нюю плотность Земли, которую нужно было определить экспериментально. Очевид-
но, что при известных значениях плотности и радиуса Земли, а также ускорения
свободного падения g на её поверхности можно найти у•
Первоначально эксперимент был предложен Джоном Митчеллом. Именно он сконст-
руировал главную деталь в экспериментальной установке — крутильные весы, од-
нако, умер в 1793 так и не поставив опыта. После его смерти экспериментальная
установка перешла к Генри Кавендишу. Кавендиш модифицировал установку, провёл
опыты и описал их в Philosophical Transactions в 1798. Установка представляет
собой коромысло с прикреплёнными к его концам небольшими свинцовыми шарами.
Оно подвешено на нити из посеребрённой меди длиной 1м. К шарам подносят шары
большего размера массой 159 кг, сделанные также из свинца. В * * 11
В результате действия гравитационных сил коромысло закручивается на некий
угол. Жёсткость нити была такой, что коромысло делало одно колебание за 15
минут. Угол поворота коромысла определялся с помощью луча света, пущенного на
зеркальце на коромысле. Зная упругие свойства нити, а также угол поворота ко-
ромысла, можно вычислить гравитационную постоянную. Для предотвращения кон-
векционных потоков установка была заключена в ветрозащитную камеру. Угол от-
клонения измерялся при помощи телескопа. Первоначально Кавендиш приписал За-
кручивание нити магнитному взаимодейстивию железного стержня и свинцовых ша-
ров. Кавендиш заменил его медным, однако результаты получились те же самые.
В «Британнике» утверждается, что Г. Кавендиш получил значение у = 6,754.10”
11 м3/(кг-с2) . Это же утверждают Е.Р. Коэн, К. Кроув и Дж. Дюмонд. Л. Купер в
своём двухтомном учебнике физики приводит другое значение: у = 6.71.10”11
м3/(кг-с2), а О.П. Спиридонов — третье: у = (6.6 ± 0.04).10-11 м3/(кг-с2). Од-
нако в классической работе Кавендиша не было приведено никакого значения у •
Он рассчитал лишь значение средней плотности Земли: 5.48 плотностей воды
(современное значение 5,52 г/см3) . Вывод Кавендиша о том, что средняя плот-
ность планеты 5,48 г/см3 больше поверхностной ~2 г/см3, подтвердил, что в
глубинах сосредоточены тяжёлые вещества.
Гравитационная постоянная была введена, по-видимому, впервые только С.Д.
Пуассоном в «Трактате по механике» (1811). Значение у было вычислено уже по-
сле другими учеными из данных опыта Кавендиша. Кто впервые рассчитал числен-
ное значение у, историкам неизвестно.
Эксперимент многократно повторялся многими экспериментаторами, уточнявших
результат Кавендиша.
Некоторые из опубликованных работ Кавендиша:
• Электрические явления (Phenomena of Electricity, 1771);
• Открытие состава воды (Discovery of the Composition of Water, 1784) ;
• Открытие состава азотной кислоты (Discovery of the Composition of Nitric
Acid, 1785);
• Точка замерзания ртути (Freezing Point of Mercury, 1783);
• Опыты по определению плотности Земли (Experiments to Determine the
Density of the Earth, 1798);
• Усовершенствованный метод градуировки астрономических инструментов (Ап
Improved Method for Graduating Astronomical Instruments, 1809).
Даниил Бернулли (Daniel Bernoulli; 1700—1782), швей-
царский физик-универсал и математик, один из создателей
кинетической теории газов, гидродинамики и математиче-
ской физики. Академик и иностранный почётный член (1733)
Петербургской академии наук, член Академий: Болонской
(1724), Берлинской (1747), Парижской (1748), Лондонского
королевского общества (1750). Сын Иоганна Бернулли.
Даниил родился в Гронингене (Голландия), где его отец
тогда преподавал математику в университете. С юных лет
увлёкся математикой, вначале учился у отца и брата Нико-
лая, параллельно изучая медицину. После возвращения в
Швейцарию подружился с Эйлером.
В 1721 г. сдал экзамены на медика в Базеле, защитил диссертацию. Затем уе-
хал в Италию, где набирался опыта в медицине.
В 1724 г. выпустил «Математические этюды», принесшие ему известность.
В 1725 г. вместе с братом Николаем уезжает по приглашению в Петербург, где
по императорскому указу учреждена Петербургская академия наук. Занимается там
медициной, но потом переходит на кафедру математики (1728), ставшую вакантной
после смерти его брата Николая. Момент для приезда был чрезвычайно неудачным
— как раз скончался Пётр I, началась неразбериха. Приглашённые в Академию
иностранцы частично рассеялись, но Даниил остался и даже уговорил приехать
друга Эйлера (получил приглашение в 1726 году, прибыл в Санкт-Петербург в
1727 году). Но тут умерла императрица Екатерина I, и властям окончательно
стало не до Академии. Вскоре Даниил вернулся в Базель (1733). Он остался по-
чётным членом Петербургской академии, в её журнале опубликованы 47 из 75 тру-
дов Даниила Бернулли. Во время пребывания в России он напечатал «Замечания о
рекуррентных последовательностях» (1728) и подготовил свой главный труд: мо-
нографию «Гидродинамика» (опубликована в 1738 году).
В 1733 г. устроился профессором анатомии и ботаники в Базеле (других вакан-
сий не было) . Ведёт оживлённую, взаимно-полезную переписку с Эйлером.
В 1738 г. как результат многолетних трудов выходит фундаментальный труд
«Гидродинамика». Среди прочего там основополагающий «закон Бернулли». Диффе-
ренциальных уравнений движения жидкости в книге ещё нет (их установил Эйлер в
1750-е годы).
В 1747—1753 гг. вышла важная серия работ о колебаниях струны. Бернулли, ис-
ходя из физических соображений, догадался разложить решение в тригонометриче-
ский ряд. Он провозгласил, что этот ряд не менее общий, чем степенной. Эйлер
и Даламбер выступили с возражениями. Вопрос был решён только в XIX веке, и
Бернулли оказался прав.
В 1748 г. избран иностранным членом Парижской Академии наук.
В 1750 г. перешёл на кафедру физики Базельского университета, где и трудил-
ся до кончины в 1782 году. Дважды был избран ректором. Умер За рабочим столом
весной 1782 года.
Женат не был. Отношения с отцом колебались от натянутых до враждебных, спо-
ры между ними о приоритете не утихали.
Более всего Даниил Бернулли прославился трудами в области математической
физики и теории дифференциальных уравнений — его считают, наряду с
Д'Аламбером и Эйлером, основателем математической физики.
Физик-универсал, он основательно обогатил кинетическую теорию газов, гидро-
динамику и аэродинамику, теорию упругости и т. д. Он первый выступил с утвер-
ждением, что причиной давления газа является тепловое движение молекул. В
своей классической «Гидродинамике» он вывел уравнение стационарного течения
несжимаемой жидкости (уравнение Бернулли), лежащее в основе динамики жидко-
стей и газов. С точки зрения молекулярной теории он объяснил закон Бойля-
Мариотта .
Бернулли принадлежит одна из первых формулировок закона сохранения энергии
(живой силы, как тогда говорили), а также (одновременно с Эйлером) первая
формулировка закона сохранения момента количества движения (1746). Он много
лет изучал и математически моделировал упругие колебания, ввёл понятие гармо-
нического колебания, дал принцип суперпозиции колебаний.
В математике опубликовал ряд исследований по теории вероятностей, теории
рядов, численным методам и дифференциальным уравнениям. Он первый применил
математический анализ к задачам теории вероятностей (1768), до этого исполь-
зовались только комбинаторный подход. Бернулли продвинул также математическую
статистику, рассмотрев с применением вероятностных методов ряд практически
важных задач.
Шарль Огюстен де Кулон (фр. Charles-Augustin de
Coulomb, 1736—1806) — французский военный инженер и учё-
ный-физик, исследователь электромагнитных и механических
явлений; член Парижской Академии наук. Его именем назва-
ны единица электрического заряда и закон взаимодействия
электрических зарядов.
Шарль де Кулон родился 14 июня 1736 года в Ангулеме, в
семье правительственного чиновника. Учился в одной из
лучших школ для молодых людей дворянского происхождения
«Коллеже четырёх наций» (Коллеж Мазарини). После оконча-
ния этого заведения сдал экзамены и в феврале 1760 года
поступил в Военно-инженерную школу в Мезьере, одно из
лучших высших технических учебных заведений XVI11 века.
Окончил Школу в 1761 году, получил чин лейтенанта и был направлен в Брест,
где чуть больше года занимался картографическими работами. Затем в течение
нескольких лет Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции
острове Мартиника в Форте Бурбон. Много раз тяжело болел. По состоянию Здоро-
вья был вынужден вернуться во Францию, служил в Ла-Рошели и Шербуре. В 1781
году обосновался в Париже, служил интендантом вод и фонтанов. После начала
революции в 1789 году ушёл в отставку и перебрался в своё поместье в Блуа.
Ещё в начале 1770-х, вернувшись с Мартиники, Кулон активно занялся научными
исследованиями. Публиковал работы по технической механике (статика сооруже-
ний , теория ветряных мельниц, механические аспекты кручения нитей и т.п.).
Кулон сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые сам же
применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия. В 1781
г. описал опыты по трению скольжения и качения и сформулировал законы сухого
трения. В том же году стал членом Парижской Академии наук. С 1785 по 1789 г.
опубликовал семь мемуаров, где сформулировал закон взаимодействия электриче-
ских зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона), а также закономерность рас-
пределения электрических зарядов на поверхности проводника. Ввёл понятия маг-
нитного момента и поляризации зарядов. В 1789 г. у него вышел труд по теории
трения скольжения (ТЬёог1е des machines simples, en ayant egard au frottement
de leurs parties et a la roideur des cordages).
Уже после революции Академия наук неоднократно вызывала учёного в Париж для
участия в определении мер и весов (инициатива революционного правительства).
Кулон стал одним из первых членов Национального института, заменившего акаде-
мию. В 1802 г. был назначен инспектором общественных сооружений, но здоровье,
подорванное на службе, не позволило учёному существенно проявить себя на этой
должности.
Кулон скончался 23 августа 1806 г. в Париже. Его имя внесено в список вели-
чайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.
Майкл Фарадей (Faraday, Michael, 1791—1867) — англий-
ский физик, химик и физико-химик, основоположник учения об
электромагнитном поле, член Лондонского королевского обще-
ства (1824) .
Его отец был небогатым кузнецом из лондонского предме-
стья. Кузнецом был и старший брат Роберт, всячески поощ-
рявший тягу Майкла к знаниям и на первых порах поддержи-
вавший его материально. Мать Фарадея, трудолюбивая и необ-
разованная женщина, дожила до времени, когда её сын добил-
ся успехов и признания, и по праву гордилась им. Скромные
доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю
школу, с тринадцати лет он начал работать как поставщик книг и газет, а затем
в возрасте 14 лет пошёл работать в книжную лавку, где обучался и переплётному
ремеслу. Семь лет работы в мастерской на улице Блэндфорд стали для юноши и
годами напряженного самообразования. Всё это время Фарадей упорно занимался —
он с упоением читал все переплетаемые им научные труды по физике и химии, а
также статьи из «Британской энциклопедии», повторял в устроенной им домашней
лаборатории эксперименты, описанные в книгах, на самодельных электростатиче-
ских приборах. Важным этапом в жизни Фарадея стали занятия в Городском фило-
софском обществе, где Майкл по вечерам слушал научно-популярные лекции по фи-
зике и астрономии и участвовал в диспутах. Деньги (по шиллингу на оплату каж-
дой лекции) он получал от брата. На лекциях у Фарадея появились новые знако-
мые, которым он писал много писем, чтобы выработать ясный и лаконичный стиль
изложения; он также старался овладеть приёмами ораторского искусства.
Обратив внимание на тягу юноши к науке, в 1812 году один из посетителей пе-
реплётной мастерской, член Лондонского королевского общества Дено, подарил
ему билет на цикл публичных лекций знаменитого физика и химика, первооткрыва-
теля многих химических элементов Г. Дэви в Королевском институте. Майкл не
только с интересом выслушал, но и подробно записал и переплёл четыре лекции,
которые послал вместе с письмом профессору Дэви с просьбой взять его на рабо-
ту в Королевский институт. Этот «смелый и наивный шаг», по словам самого Фа-
радея , оказал на его судьбу решающее влияние. Профессор был удивлён обширными
знаниями юноши, но в тот момент в институте не было вакантных мест, и просьба
Майкла была удовлетворена лишь через несколько месяцев. В 1813 Дэви (не без
некоторого колебания) пригласил Фарадея на освободившееся место лаборанта в
химической лаборатории Королевского института, где он проработал много лет. В
самом начале этой деятельности осенью того же года вместе с профессором и его
женой он совершил длительное путешествие по научным центрам Европы (1813—1815
гг.) . Это путешествие имело для Фарадея большое значение: он вместе с Дэви
посетил ряд лабораторий, где познакомился со многими выдающимися учёными того
времени, в том числе с А. Ампером, М. Шеврелем, Ж.Л. Гей-Люссаком и А. Воль-
той, которые в свою очередь обратили внимание на блестящие способности моло-
дого англичанина.
После возвращения в 1815 в Королевский институт Фарадей приступил к интен-
сивной работе, в которой всё большее место занимали самостоятельные научные
исследования. В 1816 он начал читать публичный курс лекций по физике и химии
в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печат-
ная работа. В 1820 Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содер-
жащих никель. Эта работа считается открытием нержавеющей стали, которое не
заинтересовало в то время металлургов. В 1821 в жизни Фарадея произошло не-
сколько важных событий. Он получил место надзирателя за зданием и лаборато-
риями Королевского института (то есть технического смотрителя) и опубликовал
две значительные научные работы (о вращениях тока вокруг магнита и магнита
вокруг тока и о сжижении хлора). В том же году он женился и, как показала вся
его дальнейшая жизнь, был весьма счастлив в браке.
В период до 1821 Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным обра-
зом по химии. В 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии, а
в 1825 г он впервые синтезирует гексахлоран — вещество, на основе которого в
XX веке изготовлялись различные инсектициды.
Постепенно его экспериментальные исследования всё более переключались в об-
ласть физики. После открытия в 1820 X. Эрстедом магнитного действия электри-
ческого тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетиз-
мом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магне-
тизм в электричество». В 1831 г. Фарадей экспериментально открыл явление
электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в проводнике,
движущемся в магнитном поле. Фарадей также дал математическое описание этого
явления, лежащего в основе современного электромашиностроения.
В 1832 г. Фарадей открывает электрохимические законы, которые ложатся в ос-
нову нового раздела науки — электрохимии, имеющего сегодня огромное количест-
во технологических приложений.
В 1824 Фарадей был избран членом Королевского общества, несмотря на актив-
ное противодействие Дэви, отношения с которым стали у Фарадея к тому времени
довольно сложными, хотя Дэви любил повторять, что из всех его открытий самым
значительным было «открытие Фарадея». Последний также воздавал должное Дэви,
называя его «великим человеком». Спустя год после избрания в Королевское об-
щество Фарадея назначают директором лаборатории Королевского института, а в
1827 он получает в этом институте профессорскую кафедру.
Вильке Иоганн Карл (1732-1796) — шведский физик, член
Шведской АН, с 1784 — непременный секретарь. Родился в Вис-
маре. Окончил Ростокский университет (1757). С 1759 работал
в Стокгольме. Проводил экспериментальные исследования в об-
ласти электрических и магнитных явлений, теплоты. Выполнил
ряд экспериментов с лейденской банкой (1757). Наблюдал
(1758) поляризацию диэлектриков. Создал (1766) первую карту
магнитного наклонения. В 1772 повторил опыты Г. В. Рихмана
и проверил формулу для температуры смеси. Выполнил первые
измерения теплоемкостей твердых тел (1772). Предложил два
метода измерения теплоемкости — метод смешивания и метод, основанный на рас-
теплении льда исследуемым горячим телом. Ввел понятие «водяной эквивалент».
Способствовал созданию правильных представлений о физическом смысле калори-
метрических понятий. Независимо от А. Бругманса выдвинул (1778) двухжидкост-
ную гипотезу магнетизма.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
ЗАБЫТЫЕ ИМЕНА В
ИСТОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Надо сказать, что благородный почин Максвелла по части пересмотра приорите-
тов был поддержан Дж. Дж. Томсоном, Э.Х. Ленцом13, Б.С. Якоби14 и В. Нернстом15.
Общими усилиями в полемике с другими учёными они отстояли права на ещё один
фундаментальный закон физики — закон Ома, открытый в 1826 году. Как и волно-
вую теорию Френеля, этот закон научные круги встретили в штыки.
Вопреки заверченным математическим формулам Френеля, выводящим волновую
теорию света, Закон, сформулированный Георгом Симоном Омом, был на редкость
прост. Это обстоятельство и сыграло роковую роль в научной судьбе Ома, в ту
пору работавшего рядовым учителем гимназии. Гениальная простота его расчётов
воспринималась маститыми учёными как "болезненная фантазия, единственной це-
лью которой является принизить достоинство природы". Как тут не вспомнить
"калужского сумасшедшего" К.Э. Циолковского16!
Единомышленники Максвелла17 не соглашались с таким безапелляционным мнени-
ем . Перепалка почти зашла в тупик. Но, наконец, жаждущие правды насытились.
После экспериментальной проверки высокочувствительными приборами, проведённой
К. Пуйе, теоретические выкладки полностью подтвердились, и закон Ома занял
13 Эмилий Христианович Ленц (при рождении Генрих Фридрих Эмиль Ленц, нем. Heinrich
Friedrich Emil Lenz; 1804-1865) — знаменитый русский физик.
14 Борис Семёнович (Мориц Герман фон Якоби, нем. Moritz Hermann von Jacobi; 1801—
1874) — русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук.
Родной брат выдающегося немецкого математика Карла Якоби.
15 Вальтер Герман Нернст (нем. Walther Hermann Nernst, 1864—1941) — немецкий химик,
лауреат Нобелевской премии по химии в 1920 году «в признание его работ по
термодинамике».
16 Константин Эдуардович Циолковский (1857—1935) — русский и советский учёный-
самоучка , исследователь, школьный учитель. Основоположник современной космонавтики.
17 Джеймс Клерк Максвелл (англ. James Clerk Maxwell; 1831—1879) — британский физик и
математик. Шотландец по происхождению. Член Лондонского королевского общества
(1861).
прочное положение в учебниках и пособиях по физике. Открытие наконец-то полу-
чило признание! Но для этого понадобилось несколько десятилетий изнурительных
и большей частью бесплодных дискуссий. Ому, можно сказать, всё-таки достался
выигрышный лотерейный билет, и он занял достойное место в истории Науки, в
отличие от своего невезучего предшественника. Тем не менее, на сегодня будет
правильным видеть в Георге Оме не носителя оригинальной идеи, не первооткры-
вателя, а человека, давшего классическое математическое обоснование количест-
венной связи между электричеством и теплом.
Почему? Да потому что эту связь открыл ещё в первые годы XIX столетия фран-
цузский химик Антуан Франсуа Фуркруа, отслеживавший степень накалённости,
включённой в гальваническую цепь проводящей проволоки, которая в одних случа-
ях пылала, как девушка на выданье, а в других еле теплилась. Фуркруа сразу
сообразил, что между силой тока, его напряжением в цепи и природой проводяще-
го материала существует явная зависимость, так как он пользовался проволоками
самого разного химического состава.
Будь он физиком, то конечно бы не оставил эту кажущуюся "мелочь" без внима-
ния, но как специалист иной области по неосведомлённости "прошляпил" своё от-
крытие, полностью переключившись на разработку новой химической номенклатуры,
которая легла в основу его фундаментального труда "Система химических зна-
ний", вышедшего в 11 томах.
Настоящий курьёз произошёл и с другим ошеломляющим открытием — получением
ослепительной электрической дуги как первого источника электрического света.
Его связали с именем английского учёного Гемфри Дэви. Это открытие принесло
ему мировую славу и высокое положение президента Лондонского Королевского об-
щества . Хотя на самом деле точно такую дугу шестью годами раньше добыл рос-
сийский учёный Василий Васильевич Петров посредством созданной им в самом на-
чале 1800 года крупнейшей в мире гальванической батареи. В изданной в 1803
году книге этого профессора физики "Известие о гальвани-вольтовских опытах" в
главе VII подробно излагалась его методика по проведению экспериментов с
электрической дугой, которую затем повторил Гемфри Дэви в Лондоне. Размышлять
о плагиате (в этом и курьёз!) не приходилось, потому что работы Петрова никто
не заметил не только за рубежом, но и у него на родине, в России.
Однако бедная дуга, будучи переоткрытой, снова поросла травой забвения. По-
надобилось ещё несколько десятилетий, чтобы ее, наконец, следуя рекомендациям
Петрова, которого можно признать первым русским электротехником, стали ис-
пользовать для плавления и обновления металлов (будущая электрометаллургия) и
применили как осветительный прибор (электрическая лампочка).
На этом празднике света изобретение расквиталось за своё умалчивание. Попав
под старость в центр внимания, незаслуженно пребывавшая до этого в роли Зо-
лушки ослепительная дуга заставила добиваться её руки целую плеяду исследова-
телей: Грове18, де Модейна19, Стэта20, Гебеля21, де Шанжи22, Адамса23, Лодыги-
18 Вильям-Роберт Грове английский физик; (1811-1896), уже в 50-х годах Г. предлагал
пользоваться свечением накаленных током проволок для освещения шахт и рудников.
19 Первые попытки применить накаливание проводников током для целей освещения были
сделаны в 1844 г. английским инженером де-Молейном (de Moleyns).
20 В 1849 г. американец К. Стэт получил патент на соединение металлов с помощью
электричества. Однако этот патент не был реализован на практике.
21 Немецкий механик Г. Гебель в 1846 г., английский физик Д.В. Свон в 1860 г.
предлагали новые конструкции и усовершенствования лампы накаливания, но ощутимого
успеха достигнуто не было.
22 Французский инженер де-Шанжи в 1858 г пытался создать свой вариант лампы
накаливания, но дальше лабораторных опытов он не прошел.
23 Информации не надено, слишком распространенная фамилия.
на24, Дидрихсона25, Кона26, Булыгина27, Яблочкова28, Фокса29 и Свана30. Каждый из
них внёс свою лепту в создание лампочки, но лавры победителя достались амери-
канцу Томасу Алва Эдисону31, который примкнул к свите её поклонников самым
последним.
Эдисон получил искусственный свет не первым, но лампочку стали отчего-то
называть его именем. Под ним она и живёт в мире. Только россияне, отмывая,
быть может, свой первоначальный грех перед великим соотечественником В. В.
Петровым, иногда знакомят с ней "своих" как с лампочкой Яблочкова.
Вся же картина в целом соответствовала часто повторяющейся схеме в истории
науки: последние стали первыми, а первые — последними. Об этой неизбежности
говорил когда-то и Спаситель32. Правда, он имел в виду небесное царство, а не
земное, но лампочка-то и висела наверху... на волоске! (Об этом "волоске",
осветившем путь человечества к светлому будущему, нам ещё предстоит погово-
рить .)
Из многочисленных курьёзов в науке в принципе можно было бы создать недур-
ной водевиль, если бы при этом не было пострадавших. А пострадавшие, к сожа-
лению, были. Причём такие, за которыми судьба действительно "шла по следу,
как сумасшедший с бритвою в руке".
Особенно безжалостно обошлась она с замечательным российским физиком Геор-
гом Вильгельмом Рихманом, родившимся в эстонском городе Пярну и трагически
погибшим во время очередного опыта по атмосферному электричеству. Этот, один
из первых российских академиков, руководивший первой физической лабораторией
в Санкт-Петербургской Академии наук и тесно сотрудничавший с М.В. Ломоносо-
вым, очень походил по своему характеру и складу ума на англичанина Генри Ка-
вендиша . Всегда был чрезвычайно сдержан, влюблён в свою работу, сыпал идеями,
как из рога изобилия, но тщеславием никогда не страдал, больше заботясь о де-
ле , чем о самом себе.
"Я не питаю решительно никаких надежд на создание теории, с помощью которой
все явления электричества могли бы быть объяснены так, чтобы не осталось
больше никаких сомнений, — писал он по поводу своей работы и добавлял: Изложу
свои размышления для того, чтобы, может быть, дать другим, более способным,
24 Александр Николаевич Лодыгин (1847—1923) — русский электротехник, изобретатель
лампы накаливания (11 июля 1874).
25 Василий Федорович Дидрихсон (1851—1930) — русский электротехник. Был сотрудником
А.Н. Лодыгина. В 1875 году усовершенствовал лампу Лодыгина
26 В 1875 году во главе товарищества по выпуску ламп стал г. Кон, выпустивший под
своим именем усовершенствованную лампу Лодыгина, спроектированную В.О. Дидрихсоном.
27 Ив дальнейших усовершенствований угольной лампы накаливания в России можно еще
только лампу Н.П.Булыгина (1876),
28 Павел Николаевич Яблочков (1847—1894) — русский электротехник, военный инженер,
изобретатель и предприниматель. Известен разработкой дуговой лампы (вошедшей в
историю под названием «свеча Яблочкова») и другими изобретениями в области
электротехники.
29 Информации не надено, слишком распространенная фамилия.
30 См. прим. 21. Почти все ив перечечисленных (кроме К. Стэт и Яблочкова) к дуге от-
ношения не имели.
31 Томас Алва Эдисон (англ. Thomas Alva Edison; 1847—1931) — всемирно известный аме-
риканский изобретатель и предприниматель.
32 Иисус (Йешуа) Христос (то есть помазанник, мессия, царь, в христианской традиции
используется также термин «Спаситель»), (12-4 г. до н.э. — 26-36 н. э.), Иисус ив
Назарета — центральная фигура христианства, которое рассматривает его как Мессию,
предсказанного в Ветхом Завете, причём большинство христианских конфессий верят, что
он — Сын Божий, который воскрес ив мёртвых. Иудаизм не признаёт Иисуса ни Пророком,
ни Мессией. Ещё некоторые другие религии почитают его по-своему.
заложить основы такой теории, средство приблизиться к цели".
Фраза оказалась пророческой. И проведённой в скромных трудах жизнью, и вне-
запной смертью, унёсшей его в 42-летнем цветущем возрасте, Рихман на самом
деле предоставил шанс сделать важнейшие открытия в области электричества дру-
гим учёным. Точнее — подписаться под ними, поскольку в его архиве они уже су-
ществовали как объективная реальность.
Он первым в 1748—1751 годах провёл целую серию опытов, доказывающих сущест-
вование электростатической индукции. Для этого Рихман брал проводник, помещал
его в постоянное электрическое поле и наблюдал, что произойдёт, если воздей-
ствовать на среду электрическим разрядом. Всякий раз повторялась одна и та же
реакция, связанная с электростатикой: на противоположных участках проводника
появлялись положительные и отрицательные электрические заряды.
Так ведь, как и в случае с Кавендишем, потребовались годы, чтобы открытое
Рихманом явление электростатической индукции было признано как физический за-
кон. Сам же учёный оказался к нему как бы непричастным. Если заглянуть в са-
мые разные пособия по физике, то в них можно найти чуть ли не десятки имён,
прилепившихся к его невостребованной вовремя работе. На истинного же автора
не указывает ни один составитель!
А как промахнулось человечество, не обратив внимания на работы Рихмана за
1752 год, где он вплотную приблизился к идее создания современных конденсато-
ров, и теоретически обосновал возможность создания системы, которая бы позво-
ляла накапливать электрозаряды. Припомните, когда в электричестве и радиотех-
нике стали применяться конденсаторы? Только лишь в XX столетии.
Тот же Рихман с потрясающей для человека его эпохи научной прозорливостью
увязал процесс разрядки конденсатора с затухающими колебаниями. Но кому она
была нужна? Целое столетие учёным не приходило в голову заинтересоваться его
расчётами, пока за те же опыты не взялись напористый американский физик Джо-
зеф Генри и нацеленный на открытие немецкий естествоиспытатель Герман Людвиг
Гельмгольц. Поставленные ими эксперименты подтвердили то, к чему век назад
пришёл Рихман: да, разряд конденсатора действительно представляет собой со-
вершенный колебательный контур. Но Рихман и тогда не попал даже в соавторы
собственной научной работы.
Этому в прямом смысле сгоревшему в горниле науки талантливому исследователю
и работяге не досталось никаких почестей. Его приоритеты делят сейчас между
собой практичный немец Беренд Феддерсен, вездесущий англичанин Уильям Томсон
и иже с ними, как будто Рихмана как учёного вообще никогда не существовало.
И упрекнуть при этом, кроме судьбы, в сущности некого. Феддерсен также без-
заветно отдал себя изучению электрических колебаний и волн, как и Рихман. А
теория Томсона, больше известного научным кругам под именем лорда Кельвина,
по праву вошла в школьный курс физики (широкоизвестный опыт с коденсатором и
катушкой, соединёнными в электрический контур). Важная единица индуктивности
в физике называется "генри", хотя не исключено, что она также полноправно
могла бы называться "рихманом". Что действительно отнесено историками к за-
слугам Рихмана, который фактически положил начало изучению электричества в
России, так это его пионерские количественные измерения электрических процес-
сов и создание уникальных электроизмерительных приборов — электрического ука-
зателя, который используется в разных модификациях, и первого в мире абсолют-
ного электрометра, сконструированного по принципу весов. Рихман часто говорил
о науке, что это жизнь во имя жизни. Когда же он до остатка отдал этой жизни
свою, она даже не всплакнула на его похоронах. Не оценила своего гения и рус-
ская земля. Только приняла в последние объятия.
И как же тут с горечью не вспомнить тютчевские строки: ". . .умом Россию не
понять!" Рихман, Петров, Яблочков... Да сколько ещё известных и неизвестных
ей творцов могли бы послужить приращению отечественных наук, будь само Отече-
ство к ним более любезно...
От дела игуменьи Митрофании33 до дела академика Николая Сергеевича Вавило-
ва34 пролегло огромное расстояние. Тысячи вёрст протянулись от могилы пресле-
дуемого властями Александра Сергеевича Пушкина до могилы убитого ими же Нико-
лая Рубцова35. И последний пик нелюбезности — беспримерная по низости травля
академика Андрея Дмитриевича Сахарова36 — гениальной личности XX столетия. Но
что извлечено из этого постыдного исторического опыта великой страны? Чем из-
менился её сегодняшний день? Разваливающаяся Академия наук, сгнивающие в не-
пригодных книгохранилищах бесценные архивы, бедствующие учёные и лишённые
эмоций рядовые телесообщения о самоубийствах вице-президента Академии наук
или директора института ядерной физики. Почти как о закрытии соседнего мага-
зина. . .
Увы, число гонимых пророков и утраченных приоритетов в цивилизованном мире
вопреки разуму только множится. Только набирает обороты ничуть не
изменившаяся с тайной вечери иудова психология: "... живого подавай толпе
товара, а если он идёт наверняка, она учует в нём ярлык таланта и рвущий
ноздри запах чужака".
Будем справедливы. Совсем недалеко от России ушли в пренебрежении к своим
выдающимся соотечественникам рациональный Запад и гуманизированная Европа.
Преступная халатность по отношению к учёным и их открытиям давненько
поселилась и там, как мы могли уже в этом убедиться. Продолжаем убеждаться и
дальше, натыкаясь в одних случаях на фарс, в других — на человеческие драмы.
Известно, что в инженерной практике довольно часто применяется электриче-
ская схема под названием "мостик Уитстона". Она позволяет легко и точно опре-
делять сопротивление и связанные с ним иные физические величины. Но на самом
деле живший в XIX веке исследователь Чарльз Уитстон такой "мостик" вовсе не
создавал!
Он лишь описал это изобретение в докладе, который представлял Лондонскому
Королевскому обществу в 1843 году. И тогда же со всей прямотой указал, что
придумал оригинальное электрическое устройство не он, а физик С. Кристи, тоже
англичанин по происхождению.
Тем не менее, этот мостик настойчиво продолжают приписывать Уитстону. А вот
33 В 1873 году игуменья Митрофания (в миру баронесса Прасковья Григорьевна Ровен)
была обвинена в попытках мошеннически завладеть чужим имуществом. Прямого личного
интереса Митрофании следствие не нашло: похищенное предназначались на поддержку мо-
настыря и общины. В 1874 году суд присяжных признал Митрофанию виновной по основным
эпиводам дела и приговорил её к четырнадцатилетней ссылке в Енисейскую губернию. На
деле наказание свелось к «ссылке» в монастыри Ставрополья, Полтавщины и в Нижегород-
ской губернии. В конце жизни Митрофания невозбранно покидала страну и подолгу жила в
Иерусалиме.
34 Вероятно, имеется в виду Николай Иванович Вавилов (1887 —1943) — выдающийся рос-
сийский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, географ, академик АН СССР,
АН УССР и ВАСХНИЛ. Погиб в годы сталинских репрессий. На основании сфабрикованных
обвинений был арестован в 1940 году, в 1941 году — осуждён и приговорён к расстрелу,
который впоследствии был заменён 20-летним сроком заключения. В 1943 году умер в
тюрьме. В 1955 году посмертно реабилитирован.
35 Николай Михайлович Рубцов (1936—1971) — русский советский лирический поэт. Будучи
в состоянии алкогольного опьянения, погиб 19 января 1971 (в день Крещения) в Воло-
где, в результате семейной ссоры с начинающей поэтессой Людмилой Дербиной (Гранов-
ской) , на которой собирался жениться. Судебным следствием установлено, что смерть
наступила в результате удушения.
36 Андрей Дмитриевич Сахаров (1921—1989) — советский физик, академик АН СССР и поли-
тический деятель, диссидент и правозащитник, один из создателей советской водородной
бомбы. Лауреат Нобелевской премии мира за 1975 год.
действительно принадлежащие ему масштабные открытия — создание в 1837 году
электромагнитного телеграфа, а двумя десятилетиями позже пригодного к исполь-
зованию автоматического телеграфного аппарата, у Уитстона почему-то историка-
ми науки отобраны и зачислены в актив абсолютно посторонних лиц.
Эта история близка к фарсу, нелепице, неувязке. Другая же попахивает не по-
пустительством истории, а её откровенной жестокостью. На этот раз в роли не-
винной жертвы предстаёт немец Иоганн Вильгельм Риттер, в основном работавший
в области физико-химических наук.
Георг Симон Ом (нем. Georg Simon Ohm; 1787—1854) — зна-
менитый немецкий физик.
Родился в Эрлангене, в семье бедного слесаря. Отец его —
Иоганн Вольфганг, весьма развитый и образованный человек,
с детства внушал сыну любовь к математике и физике, и по-
местил его в гимназию, которая курировалась университетом;
по окончании курса в 1806 г. Ом начал изучать математиче-
ские науки в эрлангенском университете, но уже после 3 се-
местров в 1806 г., бросив университет, принял место учите-
ля в Готштадте (Швейцария).
В 1809 г. покинул Швейцарию и, поселившись в Нейенбурге, всецело посвятил
себя изучению математики; в 1811 г. вернулся в Эрланген, уже в том же году
сумел закончить университет, защитить диссертацию и получить учёную степень
доктора философии. Более того, ему тут же была предложена в университете
должность приват-доцента кафедры математики, в этом качестве он проработал до
1813 года, в котором принял место преподавателя математики в Бамберге (1813-
17), откуда перешёл затем на такую же должность в Кёльне (1817-28). В течение
пребывания своего в Кёльне Ом опубликовал свои знаменитые работы по теории
гальванической цепи.
Целый ряд неприятностей заставил его в 1828 г. покинуть свою должность; в
течение 6 лет, несмотря на весьма стеснённые обстоятельства, Ом посвящает се-
бя исключительно научным работам и лишь в 1833 г. принимает предложение за-
нять должность профессора физики в политехнической школе в Нюрнберге.
В 1849 г. Ом, уже весьма известный, приглашён профессором физики в Мюнхен и
назначен там же консерватором физико-математических коллекций академии наук;
он остается здесь до своей смерти. На международном конгрессе электриков в
Париже, решено было назвать его именем теперь общепринятую единицу электриче-
ского сопротивления («один ом»).
Наиболее известные работы Ома касались вопросов о прохождении электрическо-
го тока и привели к знаменитому «закону Ома», связывающему сопротивление цепи
электрического тока, напряжение и силу тока. В первой его учёной работе
(«Vorlaufige Anzeige des Gesetzes, nach welchem Metalle die
Contactelectricitatleiten», 1825) Ом опытно исследует эти явления, но, по не-
совершенству приборов, приходит к ошибочному результату. В последующей работе
(«Bestimmung des Gesetzes, nach welchem Metalle die Contactelektrici-
tatleiten», 1826) Ом формулирует свой знаменитый закон и затем все свои рабо-
ты по этому вопросу объединяет в книге: «Die galvanische Kette, mathematisch
bearbeitet» (Б. , 1827; переиздано Мозером в Лейпциге, 1887; переведено на
языки английский в 1841 г., итальянский в 1847 г. и французский в 1860 г.), в
которой даёт и теоретический вывод своего закона, исходя из теории, аналогич-
ной теории теплопроводности Фурье. Несмотря на важность этих работ они прошли
незамеченными и были встречены даже враждебно, и лишь когда Пулье во Франции
снова пришёл (1831-37), опытным путём, к тем же результатам, закон Ома был
принят учёным миром, и Лондонское королевское общество на заседании 30 ноября
1841 г. наградило Ома медалью Копли.
Открытие Ома, давшее впервые возможность количественно рассмотреть явления
электрического тока, имело и имеет огромное значение для науки; все теорети-
ческие (Гельмгольц) и опытные (Бетц, Кольрауш, комиссия британской ассоциа-
ции) проверки показали полную его точность; закон Ома есть истинный закон
природы.
Дальнейшие работы Ома по электричеству касались вопросов униполярной прово-
димости (1830) и нагревания проводов током (1829) . В 1839 г. последовал ряд
работ по акустике, приведших к результатам большой важности. В статье «Ueber
die Definition des Tones nebst daran geknupfter Theorie der Sirene und
ahnlicher tonbildender Vorrichtungen» (1843) высказан закон (тоже называемый
«законом Ома»), что человеческое ухо познаёт лишь простые гармонические коле-
бания, и что всякий сложный тон разлагается ухом на составные (по закону Фу-
рье) и познается лишь как сумма их. И этот закон не был принят современниками
Ома, и лишь Гельмгольц, через восемь лет после смерти Ома, доказал его полную
справедливость.
Фуркруа (Fourcroy), Антуан Франсуа (1755-1809) - фран-
цузский химик и государственный деятель, Антуан Франсуа
де Фуркруа родился в Париже; в юности учился письмоводст-
ву и был переписчиком. После случайной встречи с Ф. Вик
д’Авиром - непременным секретарем Королевского медицин-
ского общества Фуркруа получил возможность изучать меди-
цину. В 1780 г. он получил степень доктора медицины и был
избран членом Медицинского общества. В студенческие годы
Фуркруа проявил большой интерес к химии, которую изучал
под руководством профессора Ж.Б. Бюке. Бюке был передовым
химиком того времени и получил известность своими опытами
по действию газов на животных; по свидетельству Фуркруа,
он был одним из первых химиков, выступивших против теории флогистона. По
предложению Бюке Фуркруа с 1778 г. начал читать курс химии и естественной ис-
тории на Медицинском факультете Парижского университета. В 1784 г. он стал
профессором Ботанического сада. С 1785 г. - член Парижской академии наук. С
началом революции Фуркруа включился в активную политическую деятельность. В
1792 г. он стал членом Якобинского клуба, в 1793 г. был депутатом националь-
ного Конвента. Принимал участие в различных правительственных и учёных коми-
тетах и Медицинском обществе, где занимал руководящее положение. С 1801 г. -
главный управляющий народным образованием Франции. Принимал участие в восста-
новлении обновленного Парижского университета и в организации сети начальных
и средних школ Франции, занимался реорганизацией горного дела во Франции. В
апреле 1809 г. Фуркруа получил от Наполеона титул графа империи.
Основные работы посвящены систематизации и классификации химических соеди-
нений. Фуркруа был одним из ближайших соратников А.Л. Лавуазье, хотя и не
сразу признал антифлогистическую химию. Ещё в 1786 г. Фуркруа выступает как
сторонник теории флогистона; правда, он излагает в своей книге основы обеих
теорий - флогистонной и кислородной, но при объяснении, например, явлений го-
рения и кальцинации металлов он, следуя Макёру, говорит, что одновременно с
присоединением к горящему телу «жизненного воздуха» (кислорода) из этого тела
удаляется содержащийся в нем флогистон. Однако в 1786 г. Фуркруа полностью
отказался от теории флогистона и широко пропагандировал кислородную теорию,
содействуя ее быстрому распространению и признанию. Совместно с Л. Б. Гитоном
де Морво, А.Л. Лавуазье и К.Л. Бертолле разработал в 1786-1787 гг. новую хи-
мическую номенклатуру. В 1799 г. совместно с Л. Н. Вокленом выяснил химиче-
скую природу мочевины. Первым наблюдал (1800) тепловое действие электрическо-
го тока, включив в гальваническую цепь плохо проводящую проволоку.
Фуркруа был широко известен как автор учебников и монографий по химии. В
особенности широкое распространение получило его сочинение «Элементы естест-
венной истории и химии» в четырех томах (1786), представляющее собой перера-
ботку его же книги «Элементарные лекции по естественной истории и химии» в
двух томах (1782). Принимал участие в издании «Методической энциклопедии по
химии, фармации и металлургии» (1786-1789). Эти сочинения многократно переиз-
давалось на различных языках. Выступал как популяризатор науки. Написал рабо-
ты «Химическая философия» (1792, русские переводы 1799 и 1812) и «Система хи-
мических знаний» (т.1-2, 1801-1802). Иностранный почётный член Петербургской
академии наук (с 1802) .
Гемфри Дэви (Хамфри Дэви, англ. Humphry Davy, 1778—
1829) — английский химик и физик.
Родился в маленьком городке Пензансе на юго-западе Анг-
лии. Отец был резчиком по дереву, зарабатывал мало, и, по-
этому, его семья с трудом сводила концы с концами. В 1794
году отец умирает, и Гемфри переезжает жить к Тонкину, от-
цу своей матери. Вскоре стал учеником аптекаря, начал ин-
тересоваться химией. С 1798 химик в лечебном учреждении
(«Пневматический институт») , в 1801 ассистент, а с 1802
профессор Королевского института, в 1812 году Деви в воз-
расте 34 лет за научные работы был удостоен титула лорда,
в 1815 году победил «рудничный газ» (метан), разработав
взрывобезопасную шахтную лампу, за что удостоился звания баронета, а в дове-
сок к этому богатые шахтовладельцы Англии подарили ему серебряный сервиз
стоимостью 2 500 фунтов стерлингов, с 1820 президент Лондонского королевского
общества. У Дэви учился и начал работать М. Фарадей. С 1826 иностранный по-
чётный член Петербургской АН. В том же году его поразил первый апоплексиче-
ский удар, который надолго приковал его к постели. В начале 1827 года он уез-
жает из Лондона в Европу. 29 мая, в 1829 году на пути в Англию Деви поразил
второй удар, от которого и умер на пятьдесят первом году жизни в Женеве. По-
хоронен он в Вестминстерском аббатстве в Лондоне, на месте захоронения выдаю-
щихся людей Англии. В его честь Лондонское Королевское общество учредило на-
граду для учёных — медаль Дэви.
В 1799 Дэви открыл опьяняющее действие закиси азота, названной веселящим
газом. В 1800 Дэви предложил электрохимическую теорию химического сродства,
позднее разработанную Й. Берцелиусом. В 1807 получил металлический калий и
натрий электролизом их гидроокисей, считавшихся неразложимыми веществами. В
1808 получил электролитическим путём амальгамы кальция, стронция, бария и
магния. Независимо от Ж. Гей-Люссака и Л. Тенара Дэви выделил бор из борной
кислоты и в 1810 подтвердил элементарную природу хлора. Дэви предложил водо-
родную теорию кислот, опровергнув взгляд А. Лавуазье, который считал, что ка-
ждая кислота должна содержать кислород. В 1808—09 описал явление так называе-
мой электрической дуги. В 1815 Дэви сконструировал безопасную рудничную лампу
с металлической сеткой. В 1821 он установил зависимость электрического сопро-
тивления проводника от его длины и сечения и отметил зависимость электропро-
водности от температуры. В 1803—13 читал курс сельскохозяйственной химии. Дэ-
ви высказал мысль, что минеральные соли необходимы для питания растений, и
указал на необходимость полевых опытов для разрешения вопросов земледелия.
Однажды профессор Хемфри Дэйви получил письмо от одного из студентов. Тот
писал, что его зовут Майкл Фарадей, что он прослушал курс лекций уважаемого
профессора и теперь хотел бы поработать у него в лаборатории Королевского ин-
ститута. Профессор вслух прочитал письмо, задумался, а потом спросил своего
ассистента: "Как вы полагаете, что мне ответить этому студенту?"
Ассистент сказал: "Возьмите его и поручите ему для начала мыть колбы, про-
бирки и прочую посуду. Если он согласится, то в будущем из него выйдет толк".
Как мы теперь знаем, ассистент не ошибся.
Василий Владимирович Петров (1761—1834) — русский фи-
зик-экспериментатор, электротехник-самоучка, академик Пе-
тербургской АН (с 1809 года; член-корреспондент с 1802 го-
да) .
Василий Петров родился в семье священника. Учился в
Харьковском коллегиуме, затем в Санкт-Петербургской учи-
тельской семинарии.
В 1788 году Петров был назначен учителем математики и
физики в колыванско-воскресенское горное училище в Барнау-
ле. Откуда в 1791 году переведен в Санкт-Петербург на
должность преподавателя математики и русского стиля в ин-
женерном училище при Измайловском полку. В 1793 году Василий Петров был при-
глашен Санкт-Петербургской медицинской коллегией преподавать математику и фи-
зику в Санкт-Петербургском медико-хирургическом училище при военно-сухопутном
госпитале. В 1795 году, при преобразовании этого училища в медико-
хирургическую академию, Петров получил звание экстраординарного профессора. В
течение нескольких лет создал богатый для того времени физический кабинет на
базе коллекции физических приборов Бутурлина, купленной в Москве.
Первый печатный труд Петрова, «Собрание физико-химических новых опытов и
наблюдений», появился в 1801 году. Немалый научный исторический интерес пред-
ставляют и статьи о свечении фосфоров животного и минерального царств.
За первый ученый труд Петров был удостоен звания ординарного профессора.
Открытия Гальвани и Вольта побудили русского ученого провести серию самостоя-
тельных оригинальных опытов, описанных им подробно в книге «Известие о галь-
вани-вольтовских опытах ...» (Санкт-Петербург, 1803). Самыми замечательными
результатами этих опытов представляются описания электролиза окислов металлов
(ртути, свинца, олова), растительных масел, алкоголя, воды; получение элек-
трического света и белого пламени между двумя кусками древесного угля.
Среди историков науки и техники нет одного мнения о роли Петрова в открытии
электрической дуги.
В 1804 году Петров издал свой третий труд, «Новые электрические опыты», по-
священный исследованию электричества от трения. Все указанные работы постави-
ли Петрова в ряд выдающихся русских ученых XIX века. В 1803 году он был из-
бран корреспондентом Академии Наук, а в 1807 году, по предложению академика
Л.Ю. Крафта, избран членом академии (его преемником в 1834 году был назначен
Э.Х. Ленц. Многочисленные физические, химические и метеорологические исследо-
вания Петрова опубликованы в изданиях Петербургской Академии Наук. Под редак-
цией Петрова в 1807 году издан перевод физики Шрадера («Начальные основания
физики для употребления в гимназиях»). Этим учебником пользовались до начала
1830-х годов. По отзывам современников, Петров был прекрасным лектором и ода-
рённым руководителем. Создал гальваническую батарею, прообраз электрической
лампочки.
Наряду с преподаванием в медико-хирургической академии Петров много лет чи-
тал физику и математику в Академии художеств и во Втором кадетском корпусе.
Прослужив в медико-хирургической академии 40 лет, Петров «сверх всякого чая-
ния» был в феврале 1833 года уволен с пенсией 5000 рублей в год.
Георг Вильгельм Рихман (нем. Georg Wilhelm Richmann;
1711—1753) — российский физик; действительный член Акаде-
мии наук и художеств (адъюнкт с 1740, профессор физики с
1741) . Основные работы по калориметрии и электричеству.
Вывел носящую его имя формулу для определения температуры
смеси однородных жидкостей, имеющих разные температуры.
Проводил опыты по теплообмену и испарению жидкостей в
различных условиях. Предложил первую работающую модель
электроскопа со шкалой. Соратник и друг М. В. Ломоносова.
Погиб при проведении опытов с атмосферным электричеством.
Родился 22 июля 1711 года в семье балтийских немцев в городе Пернау (сего-
дня Пярну, Эстония), что находилось в шведской Ливонии, но стало частью Рос-
сийской империи в результате Великой Северной войны (1700—1721). Его отец
умер от чумы до рождения сына, и его мать снова вышла замуж. Его обучение на-
чалось в Ревеле (ныне Таллин, Эстония), но университетские науки он изучал в
Германии в Халле и Йене. Занимая должность домашнего учителя в семье графа
Остермана, он прибыл вместе с ней в Петербург. Учениками его в этой семье бы-
ли: Иван, ставший вице-канцлером, и Фёдор, исполнявший обязанности Московско-
го губернатора.
23 июля 1735 года Рихман представил сочинение по предмету физики, вместе с
просьбой о принятии автора под покровительство Академии и 13 октября 1735,
распоряжением президента Академии наук и художеств барона Корфа он принят в
студенты Академии по классу физики. Рихман занимался этой наукой под руково-
дством профессора Крафта и помогал ему в его исследованиях и опытах. С 15 ап-
реля 1740 года определён адъюнктом, а с 2 апреля 1741 года назначен вторым
профессором теоретической и практической физики Академии наук и художеств. 2 9
мая 1744 г. Крафт выбыл из Академии и Рихман занял его место.
К физическим опытам Рихмана, и особенно с электричеством — проявляла инте-
рес императрица Елизавета Петровна. В марте 1745 года во дворце была отведена
даже особая комната, где Рихман должен был демонстрировать электрические экс-
перименты. Не раз приходилось Рихману показывать физические опыты и в самой
Академии посещавшим ее, членам Святейшего Синода и послам различных европей-
ских государств.
Занятия Рихмана атмосферным электричеством, после получения им сведений об
исследованиях Франклина, получили новый импульс. 3 июля 1752 года он предста-
вил на Конференции Академии доклад, не появившийся в печати. Его опыты над
атмосферным электричеством, сведения о которых он постоянно сообщал в «Петер-
бургских Ведомостях», производились регулярно летом 1752 и 1753 годов.
От установленного на крыше дома, где жил Рихман, железного изолированного
шеста, была проведена в одну из комнат квартиры проволока, к концу которой
крепились металлическая шкала с квадрантом и шелковая нить, по углу отклоне-
ния которой, под воздействием атмосферного электричества Рихман делал измере-
ния. Рихман неутомимо работал со своим прибором, который усовершенствовал,
соединив его с лейденской банкой.
6 августа 1753 года во время грозы, когда Рихман стоял на расстоянии около
30 см от прибора, от последнего направился к его лбу бледно-синеватый огнен-
ный шар. Раздался удар, подобный пушечному выстрелу, и Рихман упал мёртвый, а
находившийся тут же гравер Соколов был повален на пол и временно оглушён.
Граверных дел мастер Иван Соколов оставил рисунок, запечатлевший гибель
Рихмана.
«...Красно-вишнёвое пятно видно на лбу, а вышла из него громовая электриче-
ская сила из ног в доски. Ноги и пальцы сини, башмак разорван, а не прожжён...»
Так описывал смерть своего соратника и друга в письме к графу Шувалову М. В.
Ломоносов. Там же Ломоносов, пишет: «Рихман умер прекрасной смертью, исполняя
по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет», но в то же
время беспокоится, «чтобы сей случай не был истолкован противу приращений на-
ук» .
Трагическая гибель Рихмана от шаровой молнии при исследовании атмосферного
электричества «электрическим указателем» (прибором-прообразом электроскопа),
который не был заземлён, имела большой резонанс во всем мире, в России вре-
менно запретили исследования электричества.
В 1753 году российский ученый Георг Рихман, возможно, стал первым лицом,
погибшим при проведении электрических экспериментов.
Джозеф Генри (англ. Joseph Henry; 1797—1878) — амери-
канский физик, первый секретарь Смитсоновского института.
Генри считался одним из величайших американских учёных со
времён Бенджамина Франклина. Создавая магниты, Генри от-
крыл новое явление в электромагнетизме — самоиндукцию.
Независимо от Фарадея Генри обнаружил взаимоиндукцию, но
Фарадей раньше опубликовал свои результаты. Его работы по
электромагнитным реле были основой для электрического те-
леграфа, изобретённого Сэмюэлем Морзе и Чарльзом Уитсто-
ном независимо от Генри.
Генри входил в число первых 50 выдающихся ученых, вклю-
ченных президентом Линкольном в состав Национальной Ака-
демии наук США (1863г.), и с 1868 г. до конца жизни был её бессменным прези-
дентом. В честь Джозефа Генри названа единица индуктивности в системе СИ —
«генри».
Его родители были бедными, отец Джозефа умер, когда он был ещё совсем ма-
леньким. В оставшиеся годы своего детства, Джозеф жил со своей бабушкой в Го-
луэе (Galway), в штате Нью-Йорк. Его отправили в школу, которая позже была
переименована в его честь: «Начальная школа им. Джозефа Генри». После школы
он работал в универмаге, а позже, в 13 лет, он работал подмастерьем у часов-
щика. Первой большой любовью Генри был театр, и он практически стал профес-
сиональным актёром. Но в 16 лет у него появился интерес к науке после случай-
ного прочтения книги «Популярные лекции по экспериментальной философии». В
1819 году он поступил в Олбанскую Академию (Albany Academy) , где обучался
бесплатно. Он был настолько беден, что даже при бесплатном обучении, ему при-
ходилось подрабатывать репетиторством. Генри хотел заняться медициной, но в
1824 году он был назначен помощником инженера по надзору за строительством
моста между рекой Хадсон и озером Эри. С этого момента он был поглощён карье-
рой инженера.
Джозеф Генри превосходно учился (настолько, что даже часто помогал своими
учителям в преподавании науки), и в 1826 году был назначен профессором мате-
матики и естественной философии в Олбанской Академии. Некоторые из своих са-
мых значимых исследований он выполнил, занимая эту новую должность. Его любо-
пытство к земному магнетизму привело его к экспериментам с магнетизмом в це-
лом. Он был первым, кто применил новую технологию создания электромагнита с
использованием обмоток из изолированного провода, намотанного на железный
сердечник. Такие электромагниты строил Уильям Стерджен, но Стерджен использо-
вал обмотку из неизолированной проволоки. Используя свою технологию, Генри
создал самый мощный электромагнит того времени. С присущим ему мастерством он
создает многовитковые электромагниты, названные «уплотненными»: на сравни-
тельно небольшой площади электромагнита он размещал до 400 витков изолирован-
ной шелком медной проволоки, подключаемых к отдельной батарее. Если соединить
эти «пряди» обмотки параллельно, то сила тока заметно возрастает.
Генри изобрел «многокатушечную» обмотку, позволившую заметно увеличить
подъемную силу электромагнита. Он предложил размещать на электромагните до
десяти подобных обмоток - так появились первые в мире технические образцы ка-
тушек (называвшиеся «бобинами»). В процессе многочисленных экспериментов он
изменял количество и схему подключения катушек к двум гальваническим батареям
и сумел создать «силовые» электромагниты с фантастической подъемной силой -
от 30 до 325 кг при собственном весе магнита 10 кг.
Поразителен диапазон научных экспериментов Генри. После известных опытов
Фарадея, доказавшего ещё в 1821 г. вращение проводника вокруг магнита и маг-
нита вокруг проводника, в 1831-м им была создана модель электродвигателя с
качающимся движением — «электромагнита-коромысла», совершавшего равномерные
качания. И хотя Генри считал свое изобретение лишь «физической игрушкой», он
надеялся, что при дальнейшем усовершенствовании это изобретение может полу-
чить практическое применение. В модели, построенной учёным, электромагнит со-
вершал 75 качаний в минуту, а мощность двигателя была всего 0,044 Вт. Поэтому
о его практическом применении не могло быть и речи.
В том же 1831 г. электродвигатель с качательным движением якоря между полю-
сами магнита был предложен С. Даль-Негро. В моделях электродвигателей Генри и
Даль-Негро был использован принцип возвратно-поступательного движения. На
этом же принципе работал паровой двигатель. Об исключительной живучести этой
идеи говорят и такие факты: первые изобретатели парохода предлагали использо-
вать паровой двигатель для приведения в движение вёсел с тем, чтобы заменить
гребцов. А первые изобретатели паровоза хотели создать передвигающийся меха-
низм, подражающий движению ног лошади.
Как известному учёному и директору Смитсоновского института, к Генри обра-
щались многие молодые учёные и изобретатели, стремясь получить его совет.
Генри был снисходителен, доброжелателен, сдержан, с мягким юмором. Одним из
таких посетителей был Александр Белл, который 1 марта 1875 г. написал письмо
и представился Генри. Генри проявил интерес к экспериментальным аппаратам
Белла, и на следующий день Белл к нему прибыл с визитом. После демонстрации
Белл упомянул о свой неапробованной идее о том, как передавать человеческую
речь с помощью электричества, используя "аппарат типа губной гармоники", в
котором будет несколько стальных язычков, настроенных на разные частоты для
покрытия голосового спектра человека. Генри сказал Беллу, что у него "росток
великого изобретения". Генри не рекомендовал Беллу публиковать свои идеи до
тех пор, пока он не усовершенствует изобретение. Когда Белл посетовал, что он
не обладает необходимыми знаниями, Генри решительно сказал: "Так овладевай
ими! "
25 июня 1876 г. экспериментальный телефон Белла (другой конструкции) демон-
стрировался на выставке столетия в Филадельфии, на которой Генри был одним из
экспертов электротехнической экспозиции. 13 января 1877 г. Белл показал свои
аппараты Генри в Смитсоновском института, и Генри предложил Беллу показать их
ещё раз этим же вечером в Вашингтонском Философском Обществе. Генри похвалил
"ценность и поразительные свойства открытий и изобретений Белла."
Генри был членом Государственного Совета по маякам с 1852 г. В 1871 году он
был назначен председателем Совета, и служил на этом посту до конца дней. Ген-
ри был единственным штатским председателем. Береговая охрана Соединенных Шта-
тов оказала честь Генри за его заботу о маяках и акустических противотуманных
сигналах, назвав его именем катер, который обычно именовали Джо Генри. Он был
спущен на воду в 1880 году и находился на действительной службе до 1904.
Беренд Вильгельм Феддерсен (нем. Berend Wilhelm
Feddersen; 1832—1918) — немецкий физик. Впервые установил
скорость искры электрического разряда. Вывел важные законо-
мерности в области высокочастотных электромагнитных излуче-
ний .
Феддерсен родился в Шлезвиге. Учился в Гёттингенском и
Берлинском университетах. В 1857 году он получил степень
доктора философии в Кильском университете. С 1858 года жил в
Лейпциге, занимался редактированием и выпуском биографиче-
ского словаря Поггендорфа (в 1897 Феддерсен стал его соизда-
телем) . Работы Беренда относятся к исследованию электриче-
ских колебаний и волн, диффузии газов, магнетизму. В 1858—1862 годах он изу-
чал разряд лейденской банки, установил его колебательный характер и пропор-
циональность периода колебаний корню квадратному из ёмкости конденсатора.
Формула этой пропорциональности такова:
Т = 2л sqrt(LC) ,
где С — ёмкость конденсатора, a L — индуктивность катушки.
В 1859 году Беренд исследовал ферромагнитные свойства вещества в быстропе-
ременных полях. В 1873 году Феддерсен открыл явление термодиффузии.
Феддерсен присоединил к конденсатору (устаревшее название — лейденская бан-
ка) два металлических шарика, на длинных палочках. Шарики установил на не-
большом расстоянии друг от друга. Получившуюся конструкцию он поместил в
центр круглого зала радиусом 10 метров. Стены зала Феддерсен обклеил фотопла-
стинками (тогда ещё не изобрели фотобумагу). Конструкцию он соединил с особым
двигателем. Двигатель состоял из вала, на который была намотана верёвка с ги-
рей на конце. При падении гиря вращала вал со скоростью до 4,5 м/с. Чтобы
увеличить скорость вращения, Феддерсен соединил вал с системой шестерней на-
много меньшего диаметра. В конце Феддерсен прикрепил сзади шариков изогнутое
зеркало. При вспышке искры свет отражается от зеркала на фотопластинки. Из-за
движения установки свет отражается на некоторой длине стены. Зная радиус за-
ла, скорость вращения установки, форму отражения света и некоторые другие
тонкости, Феддерсен вычислил, что расстояние между шариками искра прошла за
0,00005 секунды. Таким образом был рассеян миф о том, что искра преодолевает
это расстояние за 1 секунду (свет отпечатывался на сетчатке глаза и держался
там намного дольше, чем сверкала сама искра). Однако учёный не смог до конца
объяснить тот феномен, что отпечаток на фотоплёнке был не целой линией, а в
форме прерывистой линии.
До эксперимента Феддерсена Джеймс Максвелл открыл волновую структуру элек-
тромагнитного импульса. Позже Уильям Томсон (Лорд Кельвин Ларгский) открыл
то, что электрическая искра пробегает не только от одного заряженного тела к
другому один раз, а бегает между ними, пока электрорезонанс того тела, в ко-
торый она прибежала, не станет меньше энергии заряда самой искры. На основе
этого Томпсон смог объяснить прерывистую форму следа на фотоплёнке из опыта
Беренда Вильгельма Феддерсена. После опыта Феддерсена Герц на основе предыду-
щих исследований смог детально разобрать электромагнитные волны, и в частно-
сти радиоволны. И уже позже, благодаря всем вышеперечисленным научным изыска-
ниям, А.С. Попов и Маркони изобрели радио.
Уильям Томсон, лорд Кельвин (англ. William Thomson, 1st
Baron Kelvin; 1824- 1907) — британский физик. Предки Том-
сона были ирландскими фермерами; его отец Джеймс Томсон
(1776—1849), известный математик, с 1814 года был учителем
в Belfast Academical Institution, затем с 1832 года про-
фессором математики в Глазго; известен учебниками по мате-
матике , выдержавшими десятки изданий. Уильям Томсон и его
старший брат Джеймс учились в колледже в Глазго, а затем в
St. Peter College в Кембридже, в котором Уильям закончил
курс наук в 1845 году.
В 1846 году двадцатидвухлетний Томсон занял кафедру тео-
ретической физики в университете в Глазго. Необыкновенные
заслуги Томсона в чистой и прикладной науке были вполне
оценены его современниками.
В 1866 году Томсон возведён в дворянское достоинство, в 1892 году королева
Виктория пожаловала ему пэрство с титулом «барон Кельвин».
Ещё студентом, Томсон опубликовал ряд работ по приложению рядов Фурье к во-
просам физики и в замечательном исследовании «The uniform motion of heat in
homogeneous solid and its connection with the mathematical theory of
electricity» («The Cambridge math. Journ.», 1842) провёл важные аналогии меж-
ду явлениями распространения тепла и электрического тока и показал, как реше-
ние вопросов из одной из этих областей применить к вопросам другой области. В
другом исследовании «The Linear Motion of Heat» (1842, ibid.) Томсон развил
принципы, которые затем плодотворно приложил ко многим вопросам динамической
геологии, например, к вопросу об охлаждении Земли.
В 1845 году, находясь в Париже, Томсон начинает в журнале Жозефа Лиувилля
печатание ряда статей по электростатике, в которых излагает свой метод элек-
трических изображений, давший возможность просто решить многие труднейшие за-
дачи электростатики.
С 1849 года начинаются работы Томсона по термодинамике, напечатанные в из-
даниях королевского общества в Эдинбурге. В первой из этих работ Томсон, опи-
раясь на исследования Джоуля, указывает, как следует изменить принцип Карно,
изложенный в сочинении последнего «Inflexions sur la puissance motrice du feu
et sur les machines propres a dёvelopper cette puissance» (1824), для того,
чтобы принцип согласовался с современными данными; эта знаменитая работа со-
держит первую формулировку второго принципа термодинамики.
В 1852 году Томсон даёт другую формулировку его, именно учение об рассеянии
энергии.
В том же году Томсон совместно с Джоулем проводит известное исследование
над охлаждением газов при расширении без совершения работы, которое послужило
переходной ступенью от теории идеальных газов к теории действительных газов.
Начатая в 1855 году работа по термоэлектричеству («Electrodynamic Qualities
of Metals») вызвала усиленную экспериментальную работу; в работе принимали
участие студенты, и это положило начало практическим работам студентов в уни-
верситете Глазго — первым в Англии, а также начало лаборатории по физике в
Глазго.
В пятидесятых годах Томсон заинтересовывается вопросом о трансатлантической
телеграфии; побуждаемый неудачами первых пионеров-практиков, Томсон теорети-
чески исследует вопрос о распространении электрических импульсов вдоль кабе-
лей и приходит к заключениям величайшей практической важности, давшим возмож-
ность осуществить телеграфирование через океан. Попутно Томсон выводит усло-
вия существования колебательного электрического разряда (1853) , вновь найден-
ные позже Кирхгофом (1864) и лёгшие в основание всего учения об электрических
колебаниях. Экспедиция для прокладки кабеля знакомит Томсона с нуждами мор-
ского дела и приводит к усовершенствованию лота и компаса (1872-1876).
В «Biogr.-Litter. Handworterbuch Poggendorffa» (1896) приведён список около
250 статей (кроме книг), принадлежащих Томсону. Упомянем лишь некоторые пред-
меты его работ: термодинамические исследования, приведшие кроме того ещё к
установлению абсолютной шкалы температур; работы по гидродинамике и теории
волн (награждены в 1887 году премией от эдинбургского королевского общества);
работы по термоэлектричеству, приведшие к открытию так называемого «эффекта
Томсона» — переноса тепла электрическим током; исследования по теории упруго-
сти (1862-1863), в которых Томсон расширяет теорию шаровых функций; работы по
динамической геологии.
Не менее замечательна деятельность Томсона в практической физике и технике;
ему принадлежит изобретение или улучшение многих инструментов, вошедших во
всеобщее употребление в науке и технике, как то: зеркального гальванометра,
ондулятора с сифонной подачей чернил, квадрантного и абсолютного электромет-
ров , нормального элемента компаса, лота и множества технических измерительных
электрических приборов, между которыми особенно замечательны ампер-весы, при-
меняемые для выверки электрических приборов. Между множеством патентов, взя-
тых Томсоном, встречаются таковые и на чисто практические приспособления,
как, например, на водопроводные краны.
Из книг, изданных Томсоном, наибольшей известностью пользуется «Treatise on
natural philosophy» (т. 1, вместе с Тэтот, 3-е изд. в 1883 году, немец, пе-
рев. под ред. Гельмгольца), содержащее блестящее изложение механических основ
теоретической физики.
Статьи Томсона перепечатаны в его «Reprints of papers on electrostatic and
magnetism» (1872), «Mathematical and physical papers» (1882-1883) и «Popular
lectures and adresses».
В «Encyclopedia Britannica» (1880) помещены две статьи Томсона —
«Elasticity» и «Heat».
Уильям Томсон пытался доказать, что эволюция не могла иметь место, так как
по его подсчётам возраст Земли был гораздо меньше требуемых для эволюции вре-
менных рамок. Возраст Солнечной системы лорд оценил неправильно, так как ду-
мал, что Солнце представляет собой огненный шар, в котором топливо (химиче-
ское) должно было полностью сгореть за десятки миллионов лет. Конечно, он не
знал о ядерной энергии.
Сэр Чарльз Уитстон (англ. Sir Charles Wheatstone; 1802—
1875) — английский физик, автор многих изобретений.
В 1837 в сотрудничестве с Уилямом Куком получил патент
на электромагнитный телеграф и создал первую действующую
телеграфную линию в Англии. Это был так называемый стре-
лочный телеграф: стрелка на приёмнике показывала буквы
алфавита, расположенные по окружности наподобие цифр в
часах.
Предложил мостовой метод электрических измерений. Так
называемый мост Витстона (Уитстона) служит основой совре-
менных гальванометров. Витстонов мостик балансирует измеряемые токи таким об-
разом, что становится возможным измерение колебаний этих токов.
Является изобретателем стереоскопа — аппарата для просмотра трёхмерных изо-
бражений .
В 1829 году запатентовал музыкальный инструмент Концертина.
------------------Samuel Hunter Christie (1784-1865) was a British scien-
tist and mathematician.
He studied mathematics at Trinity College, Cambridge
where he was second wrangler. He was particularly inter-
ested in magnetism, studying the earth’s magnetic field
and designing improvements to the magnetic compass. Some
of his magnetic research was done in collaboration with
Peter Barlow. He became a Fellow of the Royal Society in
1826, delivered their Bakerian Lecture in 1833 and served
------------------as their Secretary from 1837 to 1853. In 1833 he published
his ’diamond’ method, the forerunner of the Wheatstone bridge, in a paper on
the magnetic and electrical properties of metals, as a method for comparing
the resistances of wires of different thicknesses. However, the method went
unrecognised until 1843, when Charles Wheatstone proposed it, in another pa-
per for the Royal Society, for measuring resistance in electrical circuits.
Although Wheatstone presented it as Christie’s invention, it is his name,
rather than Christie’s, that is now associated with the device.
Christie taught mathematics at the Royal Military Academy, Woolwich from
1838 until his retirement in 1854. His eldest son was the astronomer William
Henry Mahoney Christie (1845-1922).
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
ВЕЛИКИЕ НЕВЕЗУНЧИКИ В НАУКЕ
Как установлено, Риттер первым исследовал сопротивление проводников элек-
трического тока и выявил чёткую зависимость между их электропроводимостью и
размерами проводников. В 1800 году одновременно с английскими коллегами У.
Никольсоном и А. Карлейлом, но независимо от них он обнаружил явление элек-
тролиза, разложив воду электрическим током на водород и кислород.
В следующем году Риттер во время опытов зарегистрировал появление сильных
электрических искр в твёрдых проводниках при повышении температуры, что сви-
детельствовало о взаимосвязи тепловых и электрических процессов. Только через
двадцать лет его соотечественник и коллега Томас Иоганн Зеебек описал суть
термоэлектрического явления в паре металлов "медь—висмут", названное им тер-
момагнетизмом. Но, тем не менее, приоритет в открытии важного физического фе-
номена закреплён по нынешний день за Зеебеком в обход Риттера. Думаете, все?
Вслед за открытием явления термоэлектричества, Риттер обнаружил ультрафио-
летовые лучи при воздействии на поверхность хлористого серебра различных час-
тей спектра. Под действием лучей неизвестной природы серебро неизменно черне-
ло . Почернение вызывало находящееся за фиолетовой частью спектра химически
сильное излучение — "ультрафиолет". Но и в данном случае Риттеру не повезло.
На сей раз его обошёл английский естествоиспытатель Уильям Хайд Волластон,
прославившийся впоследствии как первооткрыватель редких химических элементов
— палладия и родия. По всей вероятности успех Волластона был определён его
умением чётко и аргументированно излагать свои научные воззрения. Ему, вечно
занятому экспериментированием, было не до споров с оппонентами, и он следовал
в работе принципу "Кто пашет, тому не до изящной словесности". Если кто-то
все же умудрялся вовлечь Волластона в беплодную дискуссию, тот молча вывора-
чивал карманы, вытаскивал из них всякие пробирки, проволочки, пакетики с хи-
мическими реактивами и тут же ставил опыты, подтверждающие его научную право-
ту. В конечном итоге подобное "убедительное" и оригинальное поведение Волла-
стона в учёных собраниях настолько укрепило его репутацию, что любые сделан-
ные им выводы не подлежали обсуждению и принимались "без сучка и задоринки".
Недаром в кругу английских учёных была в ходу поговорка: "Тот, кто спорит с
Волластоном, — неправ".
Так что и применённые впервые Риттером железные опилки для определения си-
ловых линий магнитного поля особой славы ему не принесли. Кстати, он первым
получил экспериментальным путём результаты, указывающие на связь электричест-
ва и магнетизма, открыв человечеству путь к познанию электромагнетизма. Это
был 1803 год.
Надо сказать, что при постановке пионерских экспериментов по электромагне-
тизму Риттером имел честь присутствовать молодой датский физик Ганс Кристиан
Эрстед. Результаты эксперимента произвели на него такое сильное впечатление,
что он не преминул ими воспользоваться. Не сразу, а дождавшись удобного мо-
мента, когда ни возможного обвинителя в плагиате в лице Риттера, ни свидете-
лей с его стороны на научном небосклоне уже не было. Та же тактика, к которой
от случая к случаю прибегали великий Ньютон и не менее великий Дарвин37.
Словом, в 1820 году под именем Эрстеда вышел в печати фундаментальный труд,
в котором в качестве научных аргументов фигурировали риттеровские результаты
экспериментов в области электромагнетизма, полученные семнадцать лет назад!
Именно этот труд вызвал своим появлением поток важных исследований, в которых
участвовали главным образом, А.М. Ампер38, знакомый уже нам Т.Н. Зеебек, Д.
Араго39, Ж.Б. Био40 и М. Фарадей. Благодаря этим исследованиям и было положено
начало электродинамики — "домомучительницы" учащихся колледжей и вузов. А в
честь Эрстеда была названа единица напряжённости магнитного поля — эрстед.
Так уж получилось, что суд истории в отношении Риттера оплошал.
Восстановить справедливость взялся заинтересовавшийся богатым научным на-
следием талантливого немца ирландский специалист в области физической химии
Томас Эндрюс. Он-то точно выяснил, что его подзащитного по всем статьям
"обобрали до нитки": Никольсон с Карлейлом41 увели из-под его носа явление
37 Чарльз Роберт Дарвин (англ. Charles Robert Darwin; 1809—1882) — английский нату-
ралист и путешественник, одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что
все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков.
38 Андре-Мари Ампер (фр. Andre-Marie Ampere; 1775—1836) — знаменитый французский фи-
Вик, математик и естествоиспытатель, член Парижской Академии наук (1814). Член мно-
гих академий наук, в частности иностранный почётный член Петербургской Академии наук
(1830). Джеймс Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества».
39 Доминик Франсуа Жан Араго (фр. Dominique Francois Jean Arago; 1786—1853) — фран-
цузский физик и астроном; брат Жака Араго и и Этьена Араго. Кстати он первый заме-
тил, что железные опилки притягиваются проводником электричества в опыте Эрстеда.
40 Жан-Батист Био (фр. Jean-Baptiste Biot; 1774—1862) — знаменитый французский учё-
ный, физик, геодезист и астроном, член Парижской Академии наук (1803).
41 Уильям Николсон (Никольсон, Nicholson, 1753—1815) — английский физик, химик и ин-
женер. Энтони Карлайл (иногда Карлейль, Carlisle, 1768—1842) — английский врач и хи-
мик. В 1800 г. они по описанию А. Вольты собрали первую в Англии электрическую бата-
рею, состоявшую ив 17 пар цинковых и серебряных кружочков, между которыми находилась
полоска шерстяной ткани, пропитанной раствором щёлочи. С помощью этой батареи Никол-
сон и Карлайл обнаружили явление разложения воды током на водород и кислород и уста-
новили. Этот опыт был повторён и чётко объяснён Г. Дэви в 1806.
электролиза, Зеебек обнаружил незаурядное проворство в отношении термоэлек-
тричества , а Волластон умудрился как следует погреться в лучах его
"ультрафиолетовой" славы. Но самую большую неприязнь вызывала воровская нату-
ра Эрстеда, о чём собственно и говорил Эндрюс, выступая в защиту Риттера на
собрании Британской Ассоциации содействия прогрессу наук в 1876 году, которое
проходило в Глазго. Он настаивал на непреложном приоритете Риттера в открытии
электромагнетизма и приводил в доказательство своей позиции веские и неопро-
вержимые доводы.
Но эти доводы к сведению приняты не были. Тогда, по-видимому, разуверивший-
ся в чистоте науки Эндрюс сам пошёл по следам несимпатичного ему датчанина.
Умело воспользовавшись чужим исследованием, он описал якобы обнаруженные им
при изучении свойств растворов критические состояния, когда устанавливается
равновесие на границе фазового перехода жидкости в пар. А ведь эти исследова-
ния проблем критического состояния вещества считаются основным вкладом Эндрю-
са в науку! Ныне известно, что аналогичные эксперименты ставил задолго до не-
го французский исследователь Каньяр де ла Тур, застенчивый тщедушный человек
завидной работоспособности. Но его имя, как и Риттера, всё равно не было за-
несено ни в один справочник по физике или химии.
Ни в одном специальном издании не найдём мы и упоминания о Корнелиусе Дреб-
беле42 (1578—1633 гг.), голландском инженере и изобретателе, хотя в XVII веке
о его мастерстве ходили удивительные легенды. Дреббель был первым, кто скон-
струировал микроскоп с двумя двояковыпуклыми линзами, что позволило уменьшить
размеры этого лабораторного прибора до обычных. Перед микроскопом соорудил он
и специальную машину для шлифовки линз. А легендарной личностью прослыл после
того, как построил... "вечный двигатель43", представив его ко двору англий-
ского короля Иакова I.
Это чудо техники являло собой астрономические часы оригинальной конструк-
ции. Ход часов обусловливался другим важным изобретением Дреббеля — термоско-
пом, в основу которого был положен принцип движения жидкости, уровни которой
менялись в связи с изменениями температуры и давления окружающей среды.
Додумался он и до идеи создания термостата, сразу разработав несколько кон-
струкций. Его аппараты сохраняли постоянную температуру, которая поддержива-
лась в них, благодаря сложной и весьма хитроумной системы автоматического ре-
гулирования .
Задолго до американского изобретателя Роберта Фултона44 талантливый француз
построил первую опытную модель подводной лодки, на которой успешно проплыл по
Темзе от центра Лондона до Гринвича. Любопытно, что эта лодка не имела днища,
походила на водолазный колокол и управлялась под водой гребцами. Специально
для неё Дреббель изобрёл ртутный барометр, с помощью которого определялась
глубина погружения, и сконструировал необычный компас, указывающий на направ-
ление перемещения нового судна. Позаботился он и о самочувствии "команды".
Длительность пребывания гребцов под водой обеспечивал кислород, высвобождае-
мый при нагреве селитры. (О том, что Дреббель первым пришёл к открытию кисло-
рода , мы уже знаем.)
Кстати, о химии. Гениальный самородок обогатил своей творческой мыслью и
её, предложив к использованию интересную технологию получения серной кислоты
методом обжига селитры с серой. А кто первым придумал делать детонатор для
42 См. первую часть публикации в №11 за 2011 г.
43 См. послесловие к статье «Вечный двигатель» в №1 ва 2011 г.
44 Роберт Фултон (англ. Robert Fulton; 1765—1815) — американский инженер и изобрета-
тель, создатель одного ив первых пароходов и проекта одной ив первых подводных ло-
док.
мин из гремучей ртути? Тоже Дреббель!
И вот этого неистощимого на выдумку человека история науки незаслуженно вы-
холостила из своей памяти, хотя его изобретениям в самых разных областях жиз-
ни нет числа. Ею была забыта и потрясающая разносторонность мышления Корне-
лиуса Дреббеля, и его редкий дар мастерового, как только закончилась эпоха
Средневековья.
Что же мешало таким средневековым исследователям, как Юнг, Риттер, Дреб-
бель, в каких-то моментах превзойти самих себя и лихо переступить порог, ве-
дущий к вечной славе? В чём же секрет неудачливости этих и им подобных труже-
ников науки? Их заведомый неуспех имел несколько причин. Первая от них не за-
висела : когда в распределение приоритетов вмешивался его величество Случай
(здесь ещё нам предстоит подробно разобраться). Вторая была связана с недопо-
ниманием самими разработчиками недр науки исключительной значимости добытых
ими же камушков, которые при определённых усилиях с их стороны могли засвер-
кать всеми гранями. Третья крылась в особенностях характеров учёных. Неблаго-
надёжными союзниками в их стремлении быть первыми очень часто оказывались
чрезмерная скромность, внутренняя скованность и намеренная самоизоляция, вы-
ражавшаяся в нежелании контактировать с высшим светом научного общества. Они,
как правило, переоценивали свои потенциальные возможности или, напротив,
слишком сомневались в себе, из-за чего вбить последний гвоздь в возводимый
фундамент новой теории им не удавалось. Воля и настойчивость изменяли им при
окончательном рывке. Причём, что также характерно для невезунчиков, прозрение
приходило слишком поздно, когда поезд уже ушёл, а следующий не был предусмот-
рен расписанием.
В этом смысле интересен такой пример. Как-то один весьма известный физик-
теоретик признался светиле теоретической физики Л.Д. Ландау45, что ему выпала
возможность ещё до австрийца Эрвина Шрёдингера46 вывести основное уравнение
волновой механики, известное нам как "уравнение Шрёдингера", которое позволя-
ет определять возможные состояния системы и даже изменения этих состояний во
времени. Для убедительности он показал Ландау свои давние черновики с кванто-
вомеханическими выкладками, ведущими к этому уравнению, и напоследок добавил,
что ничего особенного в нём не усмотрел. Дослушав до конца своего коллегу,
Ландау не мог скрыть своего искреннего возмущения. Впав в свойственный ему
гнев, он посоветовал учёному больше никогда и никому не рассказывать об этом.
Почему? Да потому что, придя к важнейшему для современной науки результату,
тот не смог полностью его осмыслить. А это куда позорнее и постыднее, чем не
суметь получить сам результат.
Нередко в науке складывались и прямо противоположные ситуации, когда иссле-
дователи последовательно и целенаправленно двигались к покорению своей Трои
и, покоряя её, отчётливо представляли масштаб своего завоевания, но пальма
первенства всё равно доставалась другим. Причём сами они играли в этом нема-
45 Лев Давидович Ландау (часто именуемый Дау; 1908—1968) — выдающийся советский фи-
зик-теоретик, академик АН СССР (избран в 1946). Лауреат Нобелевской премии, медали
имени Макса Планка, Ленинской и трёх Сталинских премий, Герой Социалистического Тру-
да (1954). Член Лондонского королевского общества и академий наук Дании, Нидерлан-
дов, США (Национальной академии наук США и Американской академии искусств и наук),
Французского физического общества и Лондонского физического общества. Инициатор соз-
дания и соавтор Курса теоретической физики, выдержавшего многократные издания и пе-
реведённого на многие языки.
46 Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (нем. Erwin Rudolf Josef Alexander
Schrodinger; 1887—1961) — австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой
механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1933). Член ряда академий наук мира,
в том числе иностранный член Академии наук СССР (1934).
ловажную роль. И здесь наиболее убедительна история, связанная с открытием
пенициллина.
Иоганн Вильгельм Риттер (нем. Johann Wilhelm Ritter;
1776—1810) — немецкий химик, физик, философ-романтик.
Сын протестантского пастора. Учился в Йенском универси-
тете. Входил в круг Гёте, А. фон Гумбольдта, Новалиса,
Брентано, Шеллинга, где его высоко ценили: «Риттер — ры-
царь, — говорил Новалис, обыгрывая фамилию друга (нем.
Ritter — рыцарь), — а мы только пажи». Дружил и сотрудни-
чал с Эрстедом. Сделал ряд важнейших открытий в области
электрохимии и ультрафиолетового излучения. Ему принадле-
жит открытие ультрафиолетовой части электромагнитного
спектра.
В 1800 году Риттер обнаружил возможность гальванического покрытия, впервые
получил водород и кислород электролизом воды.
В 1801 году предсказал существование термоэлектричества. В том же году уче-
ный, используя призму, ставил опыты по исследованию химического воздействия
различных участков светового спектра. В результате Риттер обнаружил, что по-
чернение хлорида серебра возрастает при переходе от красного к фиолетовому
концу спектра и становится максимальным за его пределами. Так он обнаружил
ультрафиолетовые лучи. Его открытие было особенно важным для разработки фото-
графических процессов.
В 1803 году Риттер фактически изобрёл электрическую аккумуляторную батарею.
Составив столб из серебряных кружочков, между которыми было проложено влажное
сукно, он пропустил по нему ток от вольтова столба. В результате столб сам
стал вести себя как источник электричества. Объяснил такой эффект в 1805 году
итальянский учёный Алессандро Вольта.
Считается, что эксперименты Риттера положили начало научной электрохимии.
Не обладая ученой степенью, Риттер читал лекции по физике в Йенском универ-
ситете. В 1805 году он переехал в Мюнхен и в этом же году был назначен членом
Баварской академии наук.
Риттер увлекся экспериментами по возбуждению мышц и сенсорных органов с по-
мощью электричества и изучением электрофизиологии растений. Успехи в его ис-
следованиях во многом были связаны с опытами на собственном теле, в том числе
при очень высоком напряжении. По-видимому, эти эксперименты подорвали здоро-
вье Риттера.
Риттер умер молодым в возрасте 33 лет в Мюнхене.
Томас Иоганн Зеебек (Thomas Johann Seebeck, 1770—1831) —
немецкий физик.
Получил медицинское образование, жил как частное лицо в
Йене, Байрейте и Нюрнберге, в 1818 поселился в Берлине, где
был избран членом Академии наук. Зеебек сделал несколько
открытий в оптике (цветовые явления поляризации в одно— и
двуосных кристаллах, открытые одновременно французским фи-
зиком Био, а ранее — Брюстером в 1813 и Волластоном в
1814) , акустике (влияние движения звучащего тела на высоту
тона), в учении о теплоте (распределение тепловых лучей в
солнечном спектре), но особенно — в области электричества
(открытие в 1821 термоэлектрических токов; поперечное намагничивание). Зеебек
много работал над изучением химического действия света и открыл, что это дей-
ствие не заканчивается тотчас по прекращении света, но продолжается и в тем-
ноте очень долгое время. Кроме того, Зеебек дал опытное подтверждение закону
Брюстера о связи показателя преломления тела с углом полной поляризации.
В 1834 году открыл способ охлаждения вещества с помощью электричества.
Уильям Хайд Волластон или Уолластон (William Hyde
Wollaston; 1766—1828) — английский учёный, который от-
крыл палладий (1803) и родий (1804), впервые получил
(1803) в чистом виде платину. Открыл (1801) независимо
от И. Риттера ультрафиолетовое излучение, сконструировал
рефрактометр (1802) и гониометр (1809) . С 1831 г. Бри-
танское геологическое общество вручает медаль Волласто-
на, изготовленную из открытого им палладия.
Изучал медицину в Оксфорде и Лондоне, получил звание
врача и стал заниматься практикой в Лондоне. Здесь он
хлопотал о получении места в госпитале Святого Георгия,
но так как ему предпочли другого, по его мнению, менее
достойного, то он бросил совсем медицину и стал специ-
ально заниматься физикой и химией. В 1793 году он был избран членом Лондон-
ского королевского общества, впоследствии сделан был секретарём и президентом
этого учреждения.
Значение Волластона в химии определяется тем, что он сначала демонстрировал
химический «закон кратных пропорций» на простых и характерных примерах. В ис-
следовании «О надкислых и подкислых солях» (1808) Волластон показывает, что
если на одно и то же количество основания приходятся разные количества ки-
слот, то эти последние относятся друг к другу, как 1:2:4. Здесь же Волластон
впервые высказывает свои соображения о пространственном расположении атомов.
В 1800 г. он нашёл способ приготовлять ковкую платину и таким образом ввёл
в употребление платиновую посуду, что имело огромное значение в развитии тех-
нического добывания серной кислоты. Правда, до 1828 г. Волластон не сообщал
секрета как готовить ковкую платину. В 1803 г. он открыл палладий, в 1804 г.
— родий.
В 1807 г. Волластон изобрёл камеру-люциду.
Интересуясь и занимаясь кристаллографией, Волластон изобрёл отражательный
гониометр. Когда весь учёный мир был охвачен спором, возникшим между Вольтой
и Гальвани о причинах возникновения электрического («гальванического») тока,
Волластон принял деятельное участие в этом споре и изобрёл гальванический
элемент (или пару), до сих пор носящий его имя.
Наконец, в 1814 г. Волластон дал более точную, чем Дальтонова, таблицу
«атомных» или «эквивалентных» весов, которая была составлена на основании
различных опытных данных и которая мало отличалась от таблицы, данной впо-
следствии Берцелиусом.
В честь Волластона назван минерал волластонит (силикат кальция).
Ханс Христиан Эрстед (дат. Hans Christian Orsted, 1777—1851) — датский
учёный, физик, исследователь явлений электромагнетизма.
Его отец был аптекарем, денег в семье не было. Начальное образование братья
Ханс Кристиан и Андерс получали где придётся: городской парикмахер учил их
немецкому; его жена — датскому; пастор маленькой церкви научил их правилам
грамматики, познакомил с историей и литературой; земле-
мер научил сложению и вычитанию, а приезжий студент
впервые рассказал им о свойствах минералов.
С 12 лет Ханс помогает своему отцу в аптеке. Здесь он
заинтересовывается естественными науками и решает посту-
пать в университет.
Университет в столице Дании Копенгагене был основан
ещё в 1478 г. , но общеобразовательная культура его была
ещё весьма низка. Достаточно сказать, что с начала XVIII
века кафедра физики в нём была ликвидирована с той це-
лью, чтобы усилить курс богословия.
В 1794 г. (17 лет) Эрстед в качестве абитуриента выез-
жает в Копенгаген и целый год готовится к экзаменам, ко-
торые затем успешно выдерживает. Во время учёбы Эрстед
занимается практически всеми возможными дисциплинами. Золотая медаль универ-
ситета была присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы».
Он предпочитал разносторонность профессионализму. Следующая его работа,
также высоко оценённая, была посвящена свойствам щелочей, а блестяще защищён-
ная диссертация, за которую он в 1798 году (едва закончив обучение) получил
степень доктора философии, была посвящена медицине. По другой версии, степень
доктора философии он (без защиты) получил за свой первый опубликованный труд
«Метафизические основы естествознания Канта».
По окончании 3-летнего обучения в университете Эрстед получает звание фар-
мацевта высшей ступени. Физику и химию, фундаментальные для естествоиспытате-
ля науки, преподавал в университете по совместительству профессор медицины.
Выпускник-фармацевт устраивается временным управляющим одной из столичных
аптек, но желание заниматься преподаванием приводит его к должности адъюнкта
(младшая ученая должность в академиях и в вузах; помощник академика или про-
фессора .) при университете. Ему поручается чтение двух лекций в неделю без
оплаты труда. Следовательно, он должен был продолжать работать в аптеке. Эта
работа хоть и отвлекала от науки, но позволяла использовать оборудование ап-
теки в качестве исследовательской лаборатории.
Три года преподавания в университете не проходят даром. Старательный адъ-
юнкт был замечен начальством и отправлен в заграничную командировку для повы-
шения научной квалификации. Сначала Германия, где произошла встреча команди-
рованного учёного с человеком, талант и ум которого оказал глубокое влияние
на его научные интересы. Речь идёт о «гениальном фантазёре» и сумасброде, не-
ординарном физике и химике Иоганне Вильгельме Риттере, принципиальном сторон-
нике натурфилософии Шеллинга, идеи которой заключались в том, что будто бы
все силы в природе возникают из одних и тех же источников. Эти положения и
заинтересовали Эрстеда. Вот что он писал: «Моё твёрдое убеждение, что великое
фундаментальное единство пронизывает природу. После того как мы убедились в
этом, вдвойне необходимо обратить наше внимание на мир разнообразия, где эта
истина найдёт своё единственное подтверждение. Если мы не сделаем этого,
единство само по себе становится бесплодным и пустым рассуждением, ведущим к
неправильным взглядам».
Затем Париж, где он слушает лекции учёных первой величины — физика Шарля,
химика Бертолле, естествоиспытателя Кювье. Большое впечатление на молодого
учёного производят студенческие лаборатории Парижской политехнической школы —
ведь тогда в Дании таких не было. И вот его вывод: «Сухие лекции без опытов,
какие читают в Берлине, не нравятся мне. Все успехи науки должны начинаться с
экспериментов».
В 1804 г. Эрстед возвращается в Данию. Но с работой в университете у него
не все ладилось. Он не мог рассчитывать на государственную оплачиваемую долж-
ность. Однако после того как Эрстеду было поручено ведать коллекцией физиче-
ских и химических приборов, принадлежащих королю, он решается читать частные
лекции по физике и химии.
«Мои лекции по химии, — писал начинающий лектор, — привлекают столько слу-
шателей, что не все могут поместиться в аудитории». Именно этими лекциями Эр-
стед доказал администрации университета своё право на оплачиваемую штатную
должность. В 1806 г. он становится профессором физики, в функции которого
входила обязанность экзаменовать кандидатов по философии, а также преподавать
физику и химию студентам-медикам и фармацевтам. «Отныне, — писал уже штатный
профессор, — я получил привилегию основать физическую школу в Дании, для ко-
торой я надеюсь найти среди молодых студентов много талантливых людей». После
этого назначения физика была признана полноправной дисциплиной в Копенгаген-
ском университете. И через сто лет один из воспитанников этого университета
Нильс Бор (1885—1962) станет одним из создателей современной квантовой физи-
ки .
В 1812 Эрстед снова выезжает за границу — в Берлин и Париж. И там он пишет
работу «Исследование идентичности электрических и химических сил». Эта работа
свидетельствует о том, что автор продолжает руководствоваться своей философ-
ской концепцией. С 1815 г. Эрстед — непременный секретарь Датского королев-
ского общества.
История открытия, совершенного зимой 1819—1820 учебного года (в одних ис-
точниках — 15 февраля, в других — ещё в декабре) включает в себя два варианта
событий:
Эрстед на лекции в университете демонстрировал нагрев проволоки электриче-
ством от вольтова столба, для чего составил электрическую, или, как тогда го-
ворили , гальваническую цепь. На демонстрационном столе находился морской ком-
пас, поверх стеклянной крышки которого проходил один из проводов. Вдруг кто-
то из студентов (здесь показания свидетелей расходятся — говорят, это был ас-
пирант, а то и вовсе университетский швейцар) случайно заметил, что когда Эр-
стед замкнул цепь, магнитная стрелка компаса отклонилась в сторону. Однако
существует мнение, что Эрстед заметил отклонение стрелки сам.
В пользу стороннего наблюдателя говорит то, что, во-первых, сам Эрстед был
Занят манипуляциями скручивания проводов, к тому же вряд ли бы он, много раз
проводивший такой опыт, стал живо интересоваться его ходом.
Однако предыдущие исследования Эрстеда и его увлечённость концепцией Шел-
линга говорят об обратном. В некоторых источниках даже указывается, что Эр-
стед якобы всюду носил с собой магнит, чтобы непрерывно думать о связи магне-
тизма и электричества. Возможно, это вымысел, призванный упрочить позицию Эр-
стеда как первооткрывателя. В самом деле, если был так озабочен проблемой,
почему не попытался раньше целенаправленно поставить опыт с электрической це-
пью и компасом? Ведь компас — одно из наиболее очевидных практических исполь-
зований магнита. Тем не менее, нельзя отрицать, что над проблемой связи элек-
тричества и магнетизма он задумывался, как впрочем, и над проблемами связи
других явлений, между которыми никакой связи не было (напомним, он был при-
верженцем концепции Шеллинга).
Для начала Эрстед повторил условия своего лекционного опыта, а затем стал
их менять. И обнаружил следующее: «Если расстояние от проволоки до стрелки не
превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет 45° . Если расстояние увеличи-
вать, то угол пропорционально уменьшается. Абсолютная величина отклонения из-
меняется в зависимости от мощности аппарата». (Используя данное сообщение, А.
М. Ампер вскоре предложит на его принципе магнитоэлектрический гальванометр,
роль которого в развитии электрической науки трудно переоценить.)
Дальше начались вообще чудеса. Экспериментатор решает проверить действие
проводников из различных металлов на стрелку. Для этого берутся проволоки из
платины, золота, серебра, латуни, свинца, железа. И о чудо! Металлы, которые
никогда не обнаруживали магнитных свойств, приобретали их, когда через них
протекал электрический ток.
Эрстед стал экранировать стрелку от провода стеклом, деревом, смолой, гон-
чарной глиной, камнями, диском электрофора. Экранирование не состоялось.
Стрелка упорно отклонялась. Отклонялась даже тогда, когда её поместили в со-
суд с водой. Последовал вывод: «Такая передача действия сквозь различные ве-
щества не наблюдалась у обычного электричества и электричества вольтаическо-
го».
Когда соединительную проволоку Эрстед ставил вертикально, то магнитная
стрелка совсем не указывала на неё, а располагалась как бы по диаметру окруж-
ности с центром по оси проволоки. Исследователь предложил считать действие
проволоки с током вихревым, так как именно вихрям свойственно действовать в
противоположных направлениях на двух концах одного диаметра.
Уже в июне 1820 Эрстед печатает на латинском языке небольшую работу под за-
головком: «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнит-
ную стрелку». В ней учёный пишет резюме: «Основной вывод из этих опытов со-
стоит в том, что магнитная стрелка отклоняется от своего положения равновесия
под действием вольтаического аппарата и что этот эффект проявляется, когда
контур замкнут, и он не проявляется, когда контур разомкнут. Именно потому,
что контур оставался разомкнутым, не увенчались успехом попытки такого же ро-
да , сделанные несколько лет тому назад известными физиками.»
В этой же работе он пытается выработать правило, с помощью которого можно
было бы заранее определить направление магнитного действия сил, возникающих в
проводнике при прохождении по нему электрического тока. Вот это правило: «По-
люс, который видит отрицательное электричество входящим над собой, отклоняет-
ся к западу, а полюс, который видит его входящим под собой, отклоняется к
востоку».
Опыты Эрстеда ставили науку в затруднительное положение. Из экспериментов
следовало, что сила, действующая между магнитным полюсом и током в проводни-
ке , направлена не по соединяющей их прямой, а по нормали к этой прямой, т. е.
перпендикулярно. Этот факт подвергал сомнению всю ньютонианскую систему по-
строения мира. Это почувствовали переводчики, переводившие на французский,
итальянский, немецкий и английский языки латинский текст датского учёного.
Зачастую, сделав буквальный перевод, представлявшийся им неясным, они приво-
дили в примечаниях латинский оригинал.
После своего открытия Эрстед стал всемирно признанным учёным. Он был избран
членом многих наиболее авторитетных научных обществ: Лондонского Королевского
общества и Парижской Академии. В частности в 1830 г. его избрали почетным
членом Петербургской академий наук. Англичане присудили ему медаль за научные
достижения, а из Франции он получил премию в 3000 золотых франков, когда-то
назначенную Наполеоном для авторов самых крупных открытий в области электри-
чества. Он продолжил заниматься наукой — в 1822-23 независимо от Ж. Фурье от-
крыл термоэлектрический эффект и создал первый термоэлемент. Изучал сжимае-
мость и упругость жидкостей и газов, изобрёл пьезометр (устройство, служащее
для измерения изменения объёма веществ под воздействием гидростатического
давления), пытался обнаружить электрические эффекты под действием звука. За-
нимался также молекулярной физикой, в частности, изучал отклонения от закона
Бойля — Мариотта.
Эрстед обладал не только научным, но и педагогическим талантом, вёл просве-
тительскую деятельность: в 1824 создал Общество по распространению естество-
знания, в 1829 стал директором организованной по его инициативе Политехниче-
ской школы в Копенгагене. Умер Эрстед в Копенгагене 9 марта 1851. Его хорони-
ли как национального героя.
Томас Эндрюс (англ. Thomas Andrews; 1813—1885) — ирланд-
ский физико-химик. Член Лондонского королевского общества
(1849). Открыл явление непрерывности газообразного и жидко-
го состояния вещества. Один из основоположников
сверхкритическом состоянии вещества.
учения о
Он изучал химию в университете Глазго. Для совершенство-
вания своих знаний он едет в Париж, где работает в химиче-
ской лаборатории Дюма и одновременно в госпитале с целью
изучения медицины. Возвратившись, он продолжает образование
в Дублинском колледже святой Троицы и в Ирландской медицин-
22 года Эндрюс получает степень доктора медицины в Эдинбурге, а
ской школе. В
затем профессора химии в Королевском колледже в Белфасте. В 1845 году он ста-
новится вице-президентом колледжа и занимает эту должность до выхода в от-
ставку в 1879 году.
Основополагающая статья Эндрюса «О непрерывности газообразного и жидкого
состояний вещества» была прочитана в Лондонском Королевском обществе 17 июня
1869 года и опубликована в 159 томе «Philosophical Transactions of the Royal
Society» за 1869 год. Эндрюс начинает ее с истории вопроса, с опытов Каньяра
де Латура, исследований Фарадея, Реньо, Пулье, Натерера. Он указывает на свою
заметку 1861 года, в которой описывает попытку обратить в жидкость кислород,
водород, азот, оксиды углерода и азота, подвергая их большим давлениям и од-
новременно охлаждению в ванне из углекислоты и эфира. Опыты дали отрицатель-
ный результат. Однако, несколько лет спустя, ему удается перевести С02 в жид-
кое состояние, меняя давление в системе. После этого стало ясно, что сущест-
вует два предела перехода в сверхкритическое состояние — по давлению и по
температуре. Существовавшая тогда проблема «постоянных газов» (газов, которые
не удавалось получить в жидком состоянии) перешла в разряд технически решае-
мых .
погружкен в воду.
Барон Шарль Каньяр де Ла-Тур (фр. Charles Cagniard de
Latour, 1777—1859) — французский физик, химик и механик.
Окончил Политехническую школу по специальности картогра-
фия. В 1818 году был произведен в бароны.
Барон Шарль Каньяр де Ла-Тур был автором множества изо-
бретений, в том числе в 1809 году Каньяр предложил способ
очистки газов при помощи Архимедова винта. В 1815 году он
разработал схему воздушного насоса, сделанного также на ос-
нове Архимедова винта, опущенного в бак с водой таким обра-
зом, чтобы его нижний конец полностью, а верхний частично
Работа такого насоса
осуществлялась вращением винта в на-
правлении, противоположном подъему воды.
Шарль Каньяр много работал в области акустики. В 1819 году он изобрел новый
тип сирены (которая теперь носит его имя), состоящей из двух дисков с отвер-
стиями . При сравнительно небольших механических усилиях — вращение одного из
дисков относительно другого — сирена издает звук необычайной силы. Каньяр ис-
пользовал её для определения числа колебаний, соответствующих данному уровню
звука. Исследовал вопрос о том, как возникает свист, как вибрируют жидкости.
В 1837 году совместно с Демонферанд'ом предложил устройство акустического пи-
рометра. Каньяр измерял давление воздуха в легких во время разговора и на ос-
новании полученных данных им была предложена модель искусственной гортани.
Изучал полет птиц при помощи изобретенного им акустического вибратора.
В 1822 году открыл существование критической точки вещества. Каньяр запеча-
тал круглый камень в пушечном стволе, наполненном жидкостью (спиртом, эфиром,
бензином и водой). Нагревая ствол до различных температур, он фиксировал из-
менение звука катающегося в стволе камня. Оказалось, что существует некоторый
температурный предел, выше которого плотности жидкой и газовой фаз становятся
равны и различие между ними исчезает. В результате образуется одна фаза —
сверхкритический флюид. Сегодня этот температурный предел называется точкой
Каньяра де ла Тура. В 1860 году этот температурный предел был повторно открыт
Д.И. Менделеевым и назван им температурой абсолютного кипения жидкостей.
Дальнейший прогресс в исследовании этого явления наступил лишь в 1869 г. по-
сле экспериментов Т. Эндрюса, который визуально наблюдал критическое состоя-
ние , смог определить, что существует не только температурный предел, но и
предел давления. Им же были введены термины «критическая точка» и «сверхкри-
тический флюид».
Также Каньяр в 1838 году экспериментально доказал, что дрожжи, осуществляю-
щие ферментацию, — не просто химические вещества, а живые организмы, способ-
ные расти и размножаться, причем исходные вещества и продукты реакции — явля-
ются простыми химическими соединениями. Тогда его выводы были отвергнуты вы-
дающимися химиками Й. Берцелиусом, Ю. Либихом и Ф. Вёлером.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
ПЕНИЦИЛЛИНОВАЯ СТРАСТЬ
АЛЕКСАНДЕРА ФЛЕМИНГА
Среди забытых имён уже совсем близкого к нам времени неоправданно пребывает
и целая плеяда деятелей медицинской науки. Одно из них вытащил из тайников
истории микробиолог Александер Флеминг. Тот самый, кому всемирная слава бук-
вально свалилась на голову.
Чрезвычайно скромный шотландец Флеминг оказался в эпицентре всеобщего вни-
мания в годы второй мировой войны, благодаря открытию спасительного антибио-
тика — пенициллина47, который был незаменим в лечении гнойных ран и послеопе-
рационных абсцессов. Около 95 процентов раненых выживали только потому, что
им делались инъекции этого всемогущего лекарства.
Ему и его производным, быть может, и по сей день нет равных в фармакологии.
Десятки более сильных по спектру применения антибиотиков произошли от пени-
циллиновой основы. Это две большие группы биосинтетических и полусинтетиче-
ских препаратов от бензилпенициллина до цефалоспоринов48 49 последнего поколе-
ния, включающих высокоактивный в отношении самых разных инфекции клафоран и
достигающий огромной концентрации в организме роцефин50 длительного периода
действия.
Всего их создано 6000 видов. Группа цефалоспоринов успешно используется в
47 Бензилпенициллин (пенициллин G (PCN G) или просто пенициллин (PCN)) — бензиловый
эфир 6-аминопенициллановой кислоты.
48 Цефалоспорины (англ, cephalosporins) — это класс р-лактамных антибиотиков, в ос-
нове химической структуры которых лежит 7-аминоцефалоспорановая кислота (7-АЦК).
49 Полусинтетический антибиотик группы цефалоспоринов III поколения.
50 Длительно действующий цефалоспориновый антибиотик III поколения широкого спектра
действия.
борьбе с псевдомонадами, практически всеми энтеробактериями, устойчивыми ста-
филококками и избирательными штаммами гемофильных палочек. Они спасают людей
почти ото всех болезней в самых критических фазах, сражаются с чумкой и олим-
пийкой у домашних животных.
Понятно, почему Флеминга чуть ли не носили на руках, щедро удостаивая самых
высоких почестей. Как учёный, сделавший открытие века, он был приглашён даже
на торжественный приём во Французскую Академию в сентябре 1945 года. Там в
своей короткой речи безукоризненно честный Александер Флеминг с присущим его
натуре благородством поимённо перечислил всех своих предшественников, продук-
тивно работавших с грибками и бактериями. В их числе им был назван и никому
не известный французский исследователь Дюшен, о чьих экспериментах учёный
имел неосторожность отозваться слишком уж высоко, умалив при этом собственные
заслуги в микробиологии. "Если я наткнулся на антибактериальную активность
грибка Penicillium случайно, — заявил он высокой публике, — то Эрнест Дюшен
пришёл к этому же в результате кропотливых поисков".
С формальной стороны все так и выглядело: Флеминг на самом деле не был
единственным, кто заметил взаимную враждебность грибков и бактерий. По край-
ней мере, наряду с его исследованиями существовали не менее важные в этой об-
ласти работы англичанина Листера51, французов Пастера52 и Жубера53, русских
учёных Манассеина54 и Полотебнова. Правда, все они только лишь констатировали
факты несовместимости этих мельчайших живых организмов, но как обернуть их на
пользу людям, не Знали. Никто из них, кроме Дюшена, вплотную не подошёл к
созданию мощнейшего грибкового оружия для борьбы с бактериями.
Какой же была судьба этого забвенного провидца? Эрнест О. К. Дюшен учился в
Лионской Военно-медицинской академии. Во время учёбы серьёзно увлёкся микро-
биологией, в особенности зачитывался трудами Луи Пастера. Однажды, наблюдая
за бурным размножением плесниевых спор, любознательный студент отметил до-
вольно странную вещь: если на покрытый плесенью продукт, будь то кусок сыра
или хлеба, попадала хоть одна бактерия, их жизнеспособность гасла прямо на
глазах.
Дюшен начал экспериментировать с самыми разнообразными грибковыми образова-
ниями и бактериальными культурами, подмешивая их друг к другу. Ситуация не
менялась. Активность одних неизменно подавлялась активностью других. Этот
чрезвычайно интересный лабораторный материал лёг в основу его дипломной рабо-
ты, которую он целиком посвятил новой проблеме "жизненной конкуренции плесе-
ней и микробов". Диплом был успешно защищён, но проблема этим не исчерпыва-
лась . Дюшен продолжал и дальше ставить эксперименты в надежде разрешить её до
конца. И разрешил.
В плесени Penicillium glaucum он обнаружил изумительные целебные свойства.
Отобрав для опытов морских свинок, предварительно заражённых брюшным тифом,
Дюшен стал делать им инъекции из питательной среды чудо-грибка и получил
сногсшибательный эффект. Ни одно из животных, которым был введён пенициллин,
51 Джозеф Листер [лорд Листер] (англ. Joseph Lister; 1827—1912) — крупнейший англий-
ский хирург и учёный, создатель хирургической антисептики.
52 Луи Пастер (правильно Пастёр, фр. Louis Pasteur; 1822—1895) — французский микро-
биолог и химик, член Французской академии (1881). Пастер, показав микробиологическую
сущность брожения и многих болезней человека, стал одним из основоположников микро-
биологии и иммунологии.
53 Возможно, имеется в виду Ж. Жубер - ученик и сотрудник Пастера.
54 Манассеин Вячеслав Авксентьевич (1841-1901) - российский терапевт и общественный
деятель. Наряду с учеником С.П. Боткина, профессором дерматологии Алексеем Герасимо-
вичем Полотебновым (1838-1908), Манассеин открыл антибиотическое свойство плесневых
грибков.
не погибло, в то время как особи контрольной группы вымерли абсолютно все.
Этот заранее спланированный и целенаправленный эксперимент был поставлен Э.
Дюшеном в 1897 году, За 31 год до изобретения пенициллина Флемингом, который
совместно с Х.У. Флори55 и Э.Б. Чейном56 был удостоен в 1945 году престижной
Нобелевской премии.
Сказать, что молодой талантливый француз не придал должного значения своим
блестяще полученным результатам, нельзя. Он наверняка бы сделал из них те же
выводы, что и Флеминг, но ведь как зло шутит над людьми судьба! Сначала Дюше-
на оторвала от плодотворной научной деятельности военная служба, а вскоре по-
сле неё он тяжело заболел и мог работать только с большими перерывами, пере-
могаясь и постепенно угасая. В конце концов, неизлечимый недуг "съел" его
лёгкие, и в 1912 году он умер, будучи на самом пороге величайшего из открытий
в истории медицины.
Сложился бы его жизненный путь иначе, человечество уже в начале XX столетия
могло обладать чудодейственным лекарством, да и сам Дюшен, благодаря ему, на-
верняка бы выздоровел. Но этого, к сожалению, не случилось. Как будто кто-то
намеренно отодвигал людей от поисков панацеи в борьбе с физической смертью,
не желал их продвижения на пути познания истины...
Открытие пенициллина в 1920—1930 годах прославило трёх английских исследо-
вателей: двух великих "Ф" — микробиолога Александера Флеминга, патолога Хаур-
да Уолтера Флори и примкнувшего к великолепной паре одарённого биохимика Эрн-
ста Бориса Чейна, которые образовали тройственный "нобелевский" союз. Честь
открытия плесневого грибка, выделяющего антибактериальное вещество, названное
пенициллином, безусловно, была за Флемингом, как бы он не сопротивлялся это-
му, как бы ни занижал своих заслуг и не перекладывал их на плечи своих пред-
шественников , вытаскивая из забвения имя, так и оставшегося вечно молодым Дю-
шена .
Чейн сумел сложным путём выделить в чистом виде пенициллин, порядка ради
установив его химическое строение. Вклад Флори в медицину также был достойно
оценен человечеством: это он, исследуя терапевтические свойства очищенного
Чейном пенициллина, первый дал добро на его использование в лечебных целях.
Если выразиться по-джеромовски, то трое были в одной лодке, не считая пени-
циллина .
Дело здесь в другом. Да, пенициллин принёс славу и глубокую признательность
человечества всем троим, но не добавил ни пенса к содержимому их кошельков
(за исключением, конечно, их "нобелевского", соображённого на троих, гонора-
ра) . Но зато туго набил карманы многих дельцов науки, не имеющих никакого от-
ношения к истории этого открытия.
Оказывается, Британское правительство с одобрения английских учёных сделало
жест доброй воли и бескорыстно раскрыло всему миру секрет нового лекарствен-
ного средства, выделенного из плесневого грибка. Но вот правительственные
круги США ответили англичанам, мягко говоря, не по-джентльменски, а по-
ковбойски, тут же приступив к делу с присущим им "американским" практицизмом
55 Хоуард Уолтер Флори (англ. Howard Walter Florey, барон Флори, 1898—1968) — анг-
лийский фармаколог австралийского происхождения, лауреат Нобелевской премии по фи-
зиологии и медицине в 1945 году (совместно с Александером Флемингом и Эрнстом Чей-
ном) «за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных
болезнях».
56 Эрнст Борис Чейн (англ. Ernst Boris Chain, — Эрнст Борис Чейн, нем. Ernst Boris
Chain — Эрнст Борис Хайн, 1906—1979) — британский биохимик немецкого происхождения,
лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1945 году (совместно с Алек-
сандером Флемингом и Хоуардом Флори) «за открытие пенициллина и его целебного воз-
действия при различных инфекционных болезнях».
и цинизмом. Министерство сельского хозяйства США, воспользовавшись всеми на-
учными достижениями британских учёных, разработало ферментативный процесс
массового производства пенициллина в огромных объёмах и заполонило им весь
мир, втянутый во вторую мировую войну. В итоге милосердные британцы стали по-
полнять американскую казну, покупая "английское" лекарство американского про-
изводства. Именно исходя из этого горького "пенициллинового" опыта, британ-
ское правительство в 1949 году сформировало специальное Агентство по защите
научных идей и разработок, появляющихся в лабораториях и университетах Вели-
кобритании .
Да и сами американцы убедились вскоре в том, что патенты — дело не только
хлопотное, но и коварное. Знаменитая история с аспирином — тому ярчайший при-
мер. Ацетилсалициловую кислоту — одно из самых широко распространённых лекар-
ственных средств в современном мире — изобрели в Америке, но разработка была
выкрадена немецкой фирмой "Байер". Она и зарегистрировала за собой эксклюзив-
ное право на аспирин, который выпускается с её торговой маркой. Владельцы
"Байера" взяли под свой "аспириновый" колпак весь мир. Дошло даже до того,
что в 1997 году эта фирма затеяла судебную тяжбу с российскими властями, на-
стаивая на том, чтобы из её фармацевтической практики исчезло слово
"аспирин". Но вот как россиянам отвыкнуть от привычного названия, верхушка
фирмы не удосужилась подумать. Как видно, ума у неё хватило только на беспар-
донный патентный грабёж.
Александр Флеминг (англ. Sir
Alexander Fleming, 1881—1955) — бри-
танский бактериолог. Открыл лизоцим
(антибактериальный фермент, вырабаты-
ваемый человеческим организмом) и
впервые выделил пенициллин из плесне-
вых грибов Penicillium notatum — исто-
рически первый антибиотик.
Оба открытия произошли в 1920-е и в
большой степени случайно. Однажды, ко-
гда Флеминг был простужен, он посеял
слизь из собственного носа на чашку
Петри, в которой находились бактерии,
и через несколько дней обнаружил, что
в местах, куда была нанесена слизь,
бактерии были уничтожены. Первая ста-
тья о лизоциме вышла в 1922.
Беспорядок в лаборатории Флеминга ещё раз сослужил ему службу. В 1928 году
он обнаружил, что на агаре в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus
aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых
грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Флемингу удалось выделить
активное вещество, разрушающее бактериальные клетки — пенициллин, работа была
опубликована в 1929.
Флеминг недооценил своё открытие, считая, что получить лекарство будет
очень трудно. Его работу продолжили Говард Флори и Эрнст Борис Чейн, разрабо-
тавшие методы очистки пенициллина. Массовое производство пенициллина было на-
лажено во время Второй мировой войны.
В 1945 Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии в области
физиологии и медицины.
В 1999 журнал «Тайм» назвал Флеминга одним из ста самых важных людей XX ве-
ка за его открытие пенициллина и сообщил:
«Это открытие изменит ход истории. Вещество, которое Флеминг назвал пени-
циллином, является очень активным противоинфекционным средством.»
После того, как возможности данного соединения были оценены по достоинству,
пенициллин стал неотъемлемой частью любой методики лечения бактериальных ин-
фекций . К середине века открытое Флемингом вещество широко вошло в производ-
ство фармацевтических препаратов, стал осуществляться его искусственный син-
тез, что помогло справляться с большинством древнейших заболеваний, таких как
сифилис, гангрена и туберкулез.
До двенадцати лет Флеминг учился в сельской школе в Дарвеле, а затем еще
два года в академии Килмарнок. В четырнадцать лет он переехал к своим братьям
в Лондон, где начал работать клерком в офисе доставки, а также посещать заня-
тия в Политехническом институте на Риджент-стрит.
Его старший брат Томас уже работал врачом-офтальмологом и, последовав его
примеру, Александр также решил изучать медицину. На его выбор медицинской
школы в значительной степени повлияло то, что он участвовал в матче по водно-
му поло со студентами из госпиталя Святой Марии. В медицинской школе Флеминг
выиграл стипендию в 1901 году. Также стипендии Лондонского университета МВ и
BS в 1906 году достались ему.
В то время у него не было сильного пристрастия к какой-либо конкретной об-
ласти медицинской практики. Работы по хирургии показали, что он мог бы быть
выдающимся хирургом. Но жизнь направила его по другому пути, связанному с
«лабораторной медициной». Будучи студентом, он попал под влияние профессора
патологии Алмрота Райта, который приехал в госпиталь Святой Марии в 1902 го-
ду. Он, еще будучи на Военно-медицинской службе, успешно разработал вакцина-
цию против брюшного тифа. Но у Райта были еще и другие идеи, направленные на
стимуляцию пациентов, уже страдающих от бактериальных инфекций, с целью вы-
звать немедленный ответ на эти инфекции путем активации «антител». Он пытался
измерять количество этих антител в крови пациента. Это требовало новых мето-
дов и значительного труда. Группа молодых людей, которые присоединились к
Райту, в том числе Джон Фриман, Бернар Спилсбери и Джон Уэллс, были уже не в
состоянии справиться с этой работой. Поэтому и Флеминг был приглашен присое-
диниться к команде, как только он получил ученую степень в 1906 году.
Попав, таким образом, в первую исследовательскую лабораторию, прикрепленную
к больнице, Флеминг оставался там до самой его смерти пятьюдесятью годами
спустя. В 1946 году он стал директором Института. Флеминг приобрел всемирную
известность как первооткрыватель пенициллина. Во время Первой Мировой войны
Флеминг служил капитаном в Королевской медицинской армии. Он и многие его
коллеги работали в госпиталях на поле боя на западном фронте во Франции. В
1918 году Флеминг вернулся в госпиталь Святой Марии, где он был избран про-
фессором бактериологии в 1928 году.
За период своих исследований Флеминг внес значительный вклад в развитие ме-
дицины, поскольку, как и его начальник Райт, он постоянно пытался изучить
что-то новое. Первый из них, как и некоторые последующие вклады, был в сфере
технических методов. Райт предложил множество необычных способов микроизмере-
ния с помощью капиллярных трубок, стекла, резиновых сосок, и калибровки по
ртути. Флеминг быстро заметил, что они могут помочь в диагностике по выявле-
нию сифилиса, которая была разработана Вассерманом и некоторыми другими уче-
ными в Германии. Его методики позволили провести тест с 0,5 мл крови пациен-
та, взятых из пальца, вместо 5 мл, которые ранее нужно было брать из вены.
Очень скоро возникли другие технические трудности, связанные с разработками
методов по лечению сифилиса, Райт был очень заинтересован открытием Эрлиха о
целебных свойствах диоксидиаминоарсенобензина дигидрохлорида, известного
больше как «Сальварсан» или «606». Инъекция должна была осуществляться в ве-
ну, а в то время с этим были связаны некоторые трудности. Флемингу удалось
справиться с этой работой, и в одном из первых докладов, опубликованных на
английском языке, он рассказал о технике и результатах, полученных в резуль-
тате работы с 46-ю пациентами.
Во время Первой Мировой войны Флеминг сразу подключился к решению множества
возникших проблем. Стало очевидно, что бактериальная инфекция в глубоких ра-
нах от взрывчатых веществ погубит очень много жизней и лишит огромное количе-
ство людей их конечностей. К Райту обратились с просьбой создать лабораторию
по изучению этих инфекций во Франции, и он взял Флеминга с собой в звании ка-
питана, R.A.M.C. Эта лаборатория оказалась первой исследовательской медицин-
ской лабораторией военного времени, она была создана в казино в Булони.
Первый доклад Флеминга в начале 1915 года рассказал о присутствии в ранах
большого количества видов микробов, некоторые из котрых были еще совсем не-
знакомы большинству бактериологов в то время, также он указал, что в самых
серьезных ранах преобладали стрептококки. Оказалось, что многие из раневых
инфекций были вызваны микробами, присутствующими на фрагментах одежды и гря-
зи, которые попадали глубоко в ткани со снарядом.
Наблюдения за ранами привели также еще к одному важному заключению о том,
что применение антисептиков в течение нескольких часов после ранения не пол-
ностью уничтожает бактериальные инфекции, хотя многие хирурги так считали.
Райта это нисколько не удивило, но им с Флемингом пришлось провести много ме-
сяцев в напряженной работе по исследованию данного вопроса, чтобы убедить хи-
рургов , что последние находятся на неправильном пути.
Они пришли к выводу (Райт и Флеминг), что к неудачам приводили два фактора:
во-первых, антисептики не достигали всех микробов, потому что очень часто по-
следние проникали глубоко в ткани костей, хрящей, мышц и т.д., и, во-вторых,
антибактериальная активность используемого раствора очень быстро уменьшалась
при взаимодействии с белковыми и клеточными элементами лимфы, гноя, крови и
окружающих рану тканей; раствор, таким образом, уничтожал лейкоциты пациен-
тов, которые в естественных условиях представляют собой очень эффективный за-
щитный механизм.
Работа, на которой основаны эти два важнейших вывода почти полностью при-
надлежала Райту, но Флеминг, который помогал в работе, внес ценный вклад в
технической сфере. Именно он провел опыты с «искусственной раной», из которых
стало очевидно, что антисептикам не удавалось достичь глубоких участков ран и
приводить к гибели там микробов.
Другим простым устройством, которое Флемингу удалось адаптировать (с долж-
ным признанием ее автора, доктора Битти) к исследованию антисептиков, явля-
лось покрытие жидких культур подходящих газообразующих организмов расплавлен-
ным вазелином. Рост культур приводил к образованию газов и поднятию вазелина
в колонке, изменение объема давало приблизительное представление о росте
культур. С помощью этого метода можно было легко продемонстрировать, что ак-
тивность многих антисептиков значительно уменьшалась в белковых жидкостях,
таких как сыворотка крови, а также удивительным оказалось то, что при опреде-
ленных концентрациях антисептиков (в том числе карболовой кислоты, йода,
хлорноватистой кислоты, гипохлорита натрия и хлорамина-Т) бактериальный рост
даже возрастал. (Используя это же устройство, Флемингу также удалось проде-
монстрировать, что клостридия, возбуждающая заболевание гангрены, дала гораз-
до более обильную культуру при выращивании совместно с аэробными организмами
из ран, такими как стафилококки и стрептококки.)
Удалось выявить еще один аспект «антисептической проблемы», когда Райт и
Флеминг перенесли свое внимание на антибактериальное воздействие лейкоцитов в
инфицированной ране. Они обнаружили, что, при благоприятных условиях, лейко-
циты гноя и крови могли уничтожать очень большой количество стафилококков и
стрептококков, а под влиянием антисептиков этот эффект часто уменьшался. В
сложившейся ситуации гениальная склонность Флеминга к простым устройствам
снова не подвела: сперва он прикладывал стеклянную пластинку к ране, а затем
сразу же на нее наносил питательную среду агар. Он провел несколько таких
опытов на ране с разной степенью промывки антисептиком и заметил, что рост
бактерий был обильнее в более поздних культурах. Видимо антисептики губили
лейкоцитов, которые так необходимы для предотвращения размножения микробов.
Убедительное опытное подтверждение заключений Флеминга было проведено им
после войны с использованием техники «слайд ячейки». Методика позволила легко
показать, что при попадании микробов в кровь лейкоциты оказывают очень силь-
ное бактерицидное действие, а при добавлении антисептиков эффект значительно
снижается, или полностью ликвидируется.
Описание исследований Флеминга по раневым инфекциям было изложено в его
Хантерийской лекции в Королевском колледже хирургов в 1919 году и в его же
сообщении «Сравнение деятельности антисептиков на бактерии и лейкоциты» в Ко-
ролевском обществе в 1924 году.
Долгие размышления Флеминга и Райта на тему физиологических механизмов за-
щиты ран при попадании инфекции привели их в 1922 году к открытию микроборас-
творяющего фермента, содержащегося в носовых выделениях, который он назвал
«лизоцим». В некотором смысле это открытие было двойным: вещество было лити-
ческим агентом, и, как оказалось, многие микробы оказались чувствительны к
его действию.
В Королевском обществе Флеминг рассказал, как он ежедневно выделял культуры
из носовой секреции пациента (на самом деле его собственной) в ходе «просту-
ды». Первые четыре дня почти ничего не появлялось, но в последний день воз-
никло «большое количество мелких колоний, которые оказались грам-
положительными кокками, которые распределялись нерегулярно, но с тенденцией к
диплоккокной и тетрадной формации». С помощью Райта ему впоследствии удалось
открыть микроба, который ранее не был известен, и назвал его Micrococcus
Lysodeicticus (то есть растворимые).
До сих пор не совсем ясно, что заставило Флеминга исследовать носовую слизь
и обнаружить вещество, которое оказывает мощное литическое действие на микро-
бов. Вероятно, на некоторых участках пластины, где присутствовали частицы
слизи, подавлялся или предотвращался рост микрококкуса. В любом случае, види-
мо , он подозревал это, и его подозрение подтвердилось, когда он приготовил
суспензию из микробов из свежей культуры и добавил к ней каплю разбавленной
носовой слизи. К его удивлению суспензия стала совершенно прозрачной уже че-
рез минуту или две.
Последующие эксперименты показали, что подобный эффект растворения микробов
может быть продемонстрирован и с человеческими слезами, мокротой, слюной, с
экстрактами многих тканей человеческого тела, а также с яичным белком и дру-
гими животными и растительными тканями.
Как ни странно, ни один другой микроб не растворялся настолько хорошо, как
Micrococcus Lysodeicticus, хотя многие другие микробы, являющиеся возбудите-
лями заболеваний человека, также подвергались воздействию, но только в мень-
шей степени. Был сделан очень важный вывод о том, что фермент лизоцим может
быть получен из человеческих лейкоцитов. Бактерицидное действие лейкоцитов,
полученных из человеческой крови, которое Райт и Флеминг демонстрировали во
время войны, возможно, были связаны с действием этого фермента.
В целом открытие лизоцима, возможно, не было огромным интеллектуальным под-
вигом, но следует помнить, что сотни бактериологов во всем мире изучали носо-
вые выделения в течение многих лет в надежде найти организмы, ответственные
За «простуду», но ни одному из них не удалось открыть этот фермент. Флемингу
также не удалось найти причину простуды, но открытие лизоцима, несомненно,
стало важным этапом в развитии иммунологии.
К 1928 году Флеминг исследовал свойства стафилококков. Он уже был известен
своими ранними работами и получил репутацию блестящего исследователя, но при
этом его лаборатория часто была неопрятной. 3 сентября 1928 года Флеминг вер-
нулся в свою лабораторию, проведя август со своей семьей. Перед отъездом он
собрал все свои культуры стафилококков на скамейке в углу его лаборатории.
Вернувшись, Флеминг заметил, что на одной пластине с культурами появились
плесневые грибы, и что присутствовавшие там колонии стафилококков были унич-
тожены, в то время как другие колонии были в норме. Флеминг показал загряз-
ненные грибами культуры своему бывшему помощнику Мерлину Цена, который ска-
зал: «Вот также Вы и открыли лизоцим». Флеминг отнес грибы, выросшие на пла-
стине с его культурами, к роду пеницилловых, и, спустя несколько месяцев, 7
марта 1929 года назвал выделенное вешество пенициллином.
Флеминг исследовал положительное антибактериальное воздействие пенициллина
на множество организмов, и заметил, что он воздействует на такие бактерии,
как стафилококки и многие другие грамм-положительные возбудители, которые вы-
зывают скарлатину, пневмонию, менингит и дифтерию, но не помогает от таких
заболеваний как брюшной тиф или паратиф, возбудителями которых являются грам-
отрицательных бактерии, от которых он также пытался лечить в то время. Он
также действует на Neisseria гонореи, которая вызывает гонорею, хотя эта бак-
терии и являются грам-отрицательными.
Флеминг не был химиком, поэтому не был в состоянии извлечь и очистить ак-
тивное вещество. Поэтому он не мог использовать пенициллин в качестве тера-
певтического средства, но мысли об этом не покидали его голову. Он писал:
«Пенициллин, при взаимодествии с чувствительными микробами, имеет некоторые
преимущества над известными химическими антисептиками. Хороший образец полно-
стью уничтожит стафилококков, стрептококков пиогенес и пневмококков даже при
разведении 1 к 800. Он является более мощным ингибиторным агентом, чем карбо-
ловая кислота, и может быть применен к зараженным поверхностям и в неразбав-
ленном состоянии, не вызывая раздражения и интоксикации. Даже при разведении
в 800 раз он обладает более сильным действием, чем другие антисептики. Экспе-
рименты, связанные с лечением гнойных инфекций подтвердили, что это открытие
действительно привело к прогрессу в медицине.»
Последний из упомянутых экспериментов не описан. Следует отметить, что в
это время Флеминг имел в виду только местное применение пенициллина, он и
представить не мог, что (цитата Флори) «Он может циркулировать в крови и жид-
костях организма в достаточном количестве, чтобы уничтожить чувствительные к
нему бактерии в сочетании с естественной защитой тела без нанесения вреда
другим тканям».
Прежде чем перейти к изучению других вопросов, Флеминг показал как даже не-
обработанный фильтрат, содержащий пенициллин, может быть использован в бакте-
риологии как средство подавления роста нежелательных микробов в определенных
культурах, например, для изоляции от Б-пиртусиса при коклюше.
Флеминг опубликовал свое открытие в 1929 году в Британском журнале Экспери-
ментальной Патологии, но его статье было уделено мало внимания. Флеминг про-
должал свои исследования, но обнаружил, что работать с пенициллом было очень
трудно, и что после того, как выросла плесень, еще труднее стало изолировать
антибиотик от агента. Производство пенициллина Флемингом оказалось довольно
медленным, и он боялся, что по этой причине пенициллин не будет иметь важное
значение при лечении инфекции. Флеминг также убедился, что пенициллин не мо-
жет существовать в теле человека (в естественных условиях) настолько долго,
чтобы быть способным эффективно убивать бактерии. Многие клинические испыта-
ния оказались безрезультатными, вероятно, потому, что пенициллин был исполь-
зован в качестве поверхностного антисептика. До 1940-го годах Флеминг все
продолжал свои опыты, пытаясь разработать методику быстрого выделения пени-
циллина, которую можно было бы использовать вдальнейшем для более масштабного
применения пенициллина.
Вскоре после того как Флеминг перестал работать с пенициллином, Флори и
Чейн продолжили исследования и массовое производство его за счет средств пра-
вительства США и Англии. Спустя некоторое время им все-таки удалось произве-
сти достаточно пенициллина для лечения всех раненых.
Попыткой очистить и выделить пенициллин занимались Чейн и Флори в Оксфорде
в 1940 году. Экстракцией эфиром им удалось выделить достаточно чистый матери-
ал для предварительных испытаний его антибактериальной эффективности на лабо-
раторных животных, зараженных соответственно вирулентными стафилококками,
стрептококками и хлостридиумсептиками. (Позже оказалось, что состав, исполь-
зуемый в этих исследованиях, содержал лишь около 1 % пенициллина.) Опыты были
удивительно успешными, и ученые призвали Флори и его команду участвовать в
разработке методов по извлечению. Раствор эфира был заменен на амилацетат с
последующим подкислением. Таким способом были получены более стабильные об-
разцы пенициллина, и удалены излишние примеси.
Выводы Флеминга об нетоксичности пенициллина для лабораторных животных и
человеческих лейкоцитов были подтверждены и расширены, и уже в 1941 году по-
лучены положительные результаты по лечению нескольких тяжелых инфекций чело-
века. Сразу же последовали и другие удовлетворительные результаты по лечению
этим антибиотиком, таким образом, пенициллину было суждено занять уникальное
место среди эффективных средств против человеческих болезней. Остеомиелит и
стафилококковая септицемия, родильная горячка и другие инвазивные стрептокок-
ковые инфекции, пневмония, инфекции ран и ожогов, газовой гангрены, сифилис и
гонорея — лечение всех этих заболеваний было очень успешным. К 1944 году,
благодаря огромным усилиям американских производителей и исследовательских
групп, стало возможным лечить пенициллином каждого раненого на фронте. Когда
война закончилась, поставки были достаточными, чтобы лечить население этой
страны и Северной Америки. В послевоенные годы было обнаружено, что даже бак-
териальный эндокардит, который ранее считался смертельным заболеванием почти
у 100 % пациентов, часто может быть излечен большими дозами.
Флеминг был скромен в своем участии в разработке пенициллина, описывая свою
известность как «Миф Флеминга». Он был первым, кто обнаружил активные свойст-
ва вещества, что дало ему привилегию назвать его: пенициллин. Также он хра-
нил , выращивал и распространял исходную плесень в течение двенадцати лет, и
продолжал делать это до 1940 года, пытаясь получить помощь от любого химика,
который имел достаточно навыков, чтобы выделить из нее пенициллин. Сэр Генри
Харрис сказал в 1998 году: «Без Флеминга не было бы Чейна; без Чейна не было
бы Флори; без Флори не было бы Хитли; без Хитли не было бы пенициллина».
Все эти открытия были сделаны благодаря усилиям Флеминга с одной стороны в
1928-29, Чейна и Флори с их коллегами с другой стороны в 1940-43. Было отме-
чено, что работа Флеминга с пенициллом стояли наравне с другими более ранними
работами на континенте. В одной из них, Ваудремер из Института Пастера в Па-
риже сообщил, что при длительном контакте с плесенью Aspergillus fumigatus
происходила гибель инфекции туберкулезной палочки и, на основании этого на-
блюдения, он пытался лечить более 200 пациентов, страдающих от туберкулеза.
Но опыт оказался совершенно безрезультатным. Аналогичные опыты были проведены
и с другими формами плесени и бактерий. Ясно, что антагонизм между различными
микробиологическими родами и видами был «в воздухе» на протяжении нескольких
лет, и Флеминг сам признал это в своей Нобелевской лекции в 1945 году.
Ясно также, что работа Флеминга принесла на свет новое вещество, которое
оказалось не токсичным для тканей животных и для человеческих лейкоцитов. Все
оставалось бы на том же этапе в течение целых десятилетий, если бы Флори не
занялся своими исследованиями, а также если бы не было химических ноу-хау
Чейна, и их совместного терпения и энтузиазма по преодолению многих трудно-
стей, и, возможно, пенициллин еще нельзя было бы использовать в качестве
практического терапевтического агента.
Случайное открытие Флеминга и выделение пенициллина в сентябре 1928 года
знаменовало начало современным антибиотикам. Флеминг также обнаружил, что
бактерии обладали устойчивостью к антибиотикам, если дейтвовали малым количе-
ством пенициллина, либо если антибиотик употреблялся слишком короткое время.
Алмрот Райт предсказал устойчивость к антибиотикам еще до того, когда это бы-
ло обнаружено экспериментально. Флеминг рассказал об использовании пеницилли-
на в его многочисленных выступлениях по всему миру. Он предупредил, что не
стоит использовать пенициллин, пока заболевание не будет диагностировано, а
если антибиотик все-таки необходим, то нельзя использовать пенициллин в тече-
ние короткого времени и в совсем малых количествах, поскольку при этих усло-
виях у бактерий развивается устойчивость к антибиотикам.
t Эрнст Дюшен (фр. Ernest Duchesne) (1874-1912) - француз-
ский врач. Экспериментально установил антибиотические свой-
ства пенициллиума Задолго до А. Флеминга.
В 1894 году поступил в Школу военно-медицинской службы в
Лионе. В 1897 году представил диссертацию на соискание док-
торской степени, посвящённую "антагонизму между плесенью и
микробами".
Дюшен послал свою диссертацию в Институт Пастера, но не
получил ответа. Он считал необходимым продолжение исследо-
ваний , но этому помешала дальнейшая военная служба.
Один год провёл в интернатуре в Валь-де-Грас, затем был
назначен майором медицины 2-го класса во 2-й полк гусаров в
Санлис.
В 1901 году женился. Через два года жена умерла от тубер-
кулёза .
В 1904 году заболел тяжёлой грудной болезнью (предположительно - туберкулё-
зом) . Через три года был уволен с военной службы и направлен в санаторий в
Амели-ле-Бен.
Умер 12 апреля 1912 года, в возрасте 37 лет.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
ЗАКОН НЕУНИЧТОЖИМОСТИ
РАЗ ВОЗНИКШИХ ИДЕЙ
Современные газеты и журналы постоянно нас балуют сенсационными сообщениями
о неуничтожимости душ. Согласно им дети XX века, живущие в разных уголках ми-
ра, вдруг начинают убеждать своих родителей, что раньше они носили совсем
другое имя, жили в иных времени и обстановке, которую помнят во всех подроб-
ностях. А когда обескураженные папы и мамы совместно с сотрудниками соответ-
ствующих институтов кидаются проверять эти "фантазии", то нередко оказывает-
ся, что и вправду в указанном их детьми месте прежде стоял именно такой дом,
какой они расписывали, в архивных книгах обнаруживаются запомнившиеся им
предки, а в изменивших свой облик дворах действительно растёт дерево, уже из-
вестное по предыдущей жизни.
Наряду с этим некоторые из ребятишек утверждают, что были прежде знакомы с
Катериной Медичи57 или Плинием Третьим58, а кто-то на полном серьёзе рассказы-
вает о своей гибели на потопленном в годы второй мировой войны эсминце.
Возможно, часть подобных сообщений и относится к серии так называемых
"ужастиков", но наличие у нас "подсознательной" памяти теперь уже, пожалуй,
не отрицает никто: ни обыватели, ни учёные.
Вера в бессмертие души на пороге второго тысячелетия сделалась чуть ли не
диэлектрической постоянной59. Экстрасенсы утверждают, что душа, которую они
ощущают в виде энергетического сгустка в области сердца, вселяется в человека
примерно на третьем месяце его внутриутробного развития и вылетает в запре-
дельный мир в момент физической смерти через родовое темечко. Священнослужи-
тели также настаивают на её непреходящей сущности, призывая людей к покаянию
до наступления Апокалипсиса. Восточные мудрецы направо и налево твердят о яв-
лении реинкарнации, рекомендуя нам начинать свой день с распевания мантры
"Харе, Кришна", не загружая сознание политикой и социальными проблемами. А
исследователи, регистрируя на девятый и сороковой день кончины человека исхо-
дящие от его тела импульсы, уже не столь уверенно заявляют о своих материали-
стических взглядах.
Но если мир допускает возможность переселения душ, то почему бы нам не
предположить, что в этот процесс вовлечены и посещающие нас идеи? Ведь всякая
новая идея имеет "свой" генетический код, хранит отпечатки и отголоски идей,
существовавших прежде. В основе любой значительной научной теории непременно
обнаруживается "зародыш мысли", истоки которого лежат в иных исторических
пластах. Только в одних случаях его развитие занимает столетия, а в других
происходит за куда более короткий период времени. Случается, что одна и та же
идея вообще посещает умы с разницей в два-три года. Вот и попробуй при таком
скоротечном блуждании идей точно установить, кому из учёных принадлежит при-
оритет на выдающееся научное открытие!
Теорию Большого Взрыва, по-своему вразумительно объясняющую происхождение
Вселенной, выдвинул в 1927 году бельгийский космолог Д.Е. Леметр. Именно его
трактовка получила широкое распространение в учёной среде. Гипотеза основыва-
лась на предположении, что Вселенная подвержена расширению, и оно началось с
первоначального Большого Взрыва.
Однако вся западная энциклопедическая литература настойчиво замалчивает
другой факт — выдвижение той же идеи тремя годами раньше советским математи-
ком и геофизиком А.А. Фридманом. Ещё в 1924 году он обнаружил, что уравнения
тяготения Эйнштейна имеют нестационарные решения. Правильность его умозаклю-
чений подтвердил и сам А. Эйнштейн60 в личном послании молодому учёному, к
сожалению, умершему, как и Дюшен, в самом расцвете творческих сил.
Идея Фридмана, а не Деметра дала начало развитию современной космологии. Её
зародыш вынашивался в чреве России. Через пять лет, в 1929 году, оценивая
расстояние до далёких космических объектов, американский астроном Эдвин Пау-
57 Екатерина Медичи (фр. Catherine de Medicis) или Екатерина Мария Ромола ди Лоренцо
де Медичи (итал. Caterina Maria Romola di Lorenzo de' Medici) (1519—1589), королева
и регентша Франции, жена Генриха II, короля Франции ив Ангулемской линии династии
Валуа.
58 Известно два человека с такой фамилией. Плиний Старший — под этим именем известен
Гай Плиний Секунд (лат. Gaius Plinius Secundus; 23—79) — римский писатель-эрудит,
автор «Естественной истории». Плиний Младший (полное имя: Гай Плиний Цецилий Секунд;
лат. Gaius Plinius Caecilius Secundus, 61—113) — древнеримский политический деятель
и писатель, адвокат.
59 Автор вообще смутно представляет все, о чем пишет.
60 О нем далее.
элл Хаббл установил закономерность разлёта галактик и тем самым подтвердил
теоретические выводы Фридмана и жизнеспособность его идеи. Доказательство же
расширения Вселенной представил человечеству австриец Кристиан Доплер. Сфор-
мулированный им "эффект Доплера" выражен красным смещением светового излуче-
ния галактик, которое проявляется в изменении длины световой волны, испускае-
мой дальним астрономическим объектом в противоположном от нас направлении.
О том, что научные открытия возникают не на ровном месте и подолгу вызрева-
ют в умах, чтобы, заявив о себе, внести ещё больший разброд в умы учёных, го-
ворят и другие исторические факты. Недаром видный немецкий физик и философ
Карл фон Вайцзеккер61 не уставал повторять, что наука неспособна разгадать
загадки природы, а способна лишь придать им ещё более загадочный характер. А
великий Д.И. Менделеев62, отмечая безусловную преемственность в развитии нау-
ки, даже установил закон неуничтожимости ценных идей.
Согласно этому закону, однажды возникнув в сознании какого-либо мыслителя,
возможно после череды перенесённых им злоключений и драм, связанных с попыт-
ками "сильных мира сего" вытравить и искоренить напрочь прогрессивные идеи,
они в обязательном порядке внедряются в сознание другого мыслителя, получая
"на выходе" уже отточенную и совершенную форму.
К менделеевскому заключению Доплер вроде бы прямого отношения не имеет, как
и к выводам Деметра. Но, тем не менее, именно он наблюдал в 1842 году на
звёздном небе названный впоследствии его именем эффект, который дал "второе
дыхание" идее расширяющейся Вселенной. Если бы Доплер мог об этом тогда хоть
чуть-чуть догадываться!
Любое научное открытие, если проследить его путь от зарождения до наступле-
ния "звёздного часа", никогда не будет целиком принадлежать одному человеку,
сколь гениальным бы он не оказался. Оно всегда предстанет глазам как резуль-
тат работы коллективного разума, достигнутый стараниями и напряжённым трудом
различных исследователей, живших в самое разное время. Как энергия или мате-
рия не может возникать из ничего, так и научная идея не может существовать
сама по себе. В науке все взаимосвязано, цело и неразделимо. Никакое новое
научное положение не может появиться на свет на пустом месте, без участия в
решении научной проблемы всех, кто её исследовал в своей области, будь то ма-
тематика или медицина.
Вот почему, когда делается открытие, яркое по новизне и равное перевороту в
науке, тут же обнаруживается масса людей, претендующих на приоритет. Намекнув
в своё время на ставшую сенсационной идею, они требуют того же безусловного
признания, что и те, кто довёл её "до ума". Причём эти притязания, как прави-
ло, сопровождает шквал печатных работ, посвящённых той же самой научной про-
блеме. Беды тут нет. Но беда, когда с каждой новой волной на поверхность не-
пременно выбрасывается подобно манне небесной новый огромный десант исследо-
вателей, утверждающих, что они тоже фиксировали уже нечто подобное в своих
работах и приходили к тем же самым решающим результатам. Просто диву даёшься,
сколько неведомых соавторов неожиданно объявляется у совершившего открытие
учёного! Невольно задаёшься вопросом: а где же они были раньше? Плодясь, как
грибы после дождя, эти претенденты на мировые открытия заводят споры за при-
оритет в такие чащобы, из которых найти дорогу обратно часто бывает не под
силу. Как же выйти на верную тропу, по какому компасу ориентироваться? Ведь
наряду с беспочвенными амбициями встречается немало серьёзных и обоснованных
претензий. Чаще всего их порождают ситуации, когда "заряд мысли" продвигается
Карл Фридрих фон Вайцзеккер (нем. Carl Friedrich von Weizsacker; 1912—2007) — не-
мецкий физик, философ и политический деятель.
62 О нем будет далее.
по цепи, соединённой не последовательно, а параллельно. Это происходит, на-
пример, тогда, когда учёные, работая в разных странах и разных городах, а
иногда в одном и том же месте, не имеют доступа к нужной информации, ничего
не знают о работе друг друга и совершенно независимым путём одновременно вы-
ходят на одинаковый результат в своих исследованиях.
Кому же из них отдать предпочтение? Как выбрать первого из первых? Казалось
бы, в роли арбитра должно выступить время: за ним окончательный приговор. Но
он-то как раз значительно чаще бывает ошибочным и предвзятым, нежели объек-
тивным. Почему? Да потому что для науки, вообще говоря, не столь уж важно,
как открытие "созревало" и как долго "идеи носились в воздухе". Ведь для за-
кономерного эволюционного развития научной мысли важен факт самого открытия,
а не то, кто и какими путями к нему пришёл.
Иная задача у человечества. Для него вопрос о том, кто, как и благодаря
чьим усилиям, впервые оказался у порога Истины, не менее значим, чем первый,
ибо люди желают иметь ясное представление о самих себе. Им непременно надо
знать, кто же всё-таки вырастил из семян дерево? Кто только подготавливал
почву для научного открытия, разрыхляя и удобряя её, а кто реально его совер-
шил, прозрев будущие плоды? Попробуем с этой точки зрения взглянуть на теорию
электромагнетизма и разобраться, какие из трёх учёных — Эрстед, за кем офици-
ально числится приоритет её открытия, или гениальные Максвелл и Фарадей свои-
ми особыми тропами проложили физикам путь к новым исследованиям? А может быть
они обязаны своими достижениями кому-то ещё, помимо себя?
Выяснение проблемы электромагнитного взаимодействия, как единодушно отмеча-
ют историки науки, действительно привело науку XIX века к бурному развитию.
Но подлинная научная революция произошла после вынесения на суд учёного мира
Джеймсом Кларком Максвеллом созданной им в шестидесятых годах теории электро-
магнитного поля. Эта теория, изложенная им в работах "О физических линиях си-
лы" , "Динамическая теория поля" и сформулированная в виде системы нескольких
изящных по красоте математических уравнений (знаменитые уравнения Максвелла),
сразу же сразила всех наповал своей гениальной простотой. Максвелл не только
пророчески отразил в ней все основные закономерности электромагнетизма, кон-
статировал существование электромагнитного поля, но и высказал идею о наличии
электромагнитного излучения в природе. Однако так ли уж эта статная теория,
одетая Максвеллом в изысканные математические формулы, была нова?
Оказывается, предположение об электромагнитной природе света высказывал до
Максвелла Майкл Фарадей, о чём свидетельствует его трактат "Мысли о лучевых
колебаниях", датированный 1848 годом. Но и он, хотел этого или нет, лишний
раз повторялся. Ещё раньше, в 1821 году, за сорок лет до Максвелла и двадцать
пять до Фарадея, к тому же убеждению пришёл Эрстед, указав на свет как на
один из источников данного излучения. Чуть ли не три десятка лет до опублико-
вания трудов Максвелла носилась по воздуху и идея существования в природе
электромагнитных полей, удачно подхваченная все тем же Фарадеем. В 1834 году
Фарадей впервые вводит понятие поля и создаёт оригинальную и вполне достовер-
ную теорию силовых линий. Ошибается он только в одном: принимает магнитные
силовые линии за реально существующие. Затем, оборотясь к собственным экспе-
риментам по взаимодействию магнита и проводника с током, которые Фарадей ста-
вил в юности, учёный дважды, в 1845 и 1852 годах, возвращается к проблеме по-
ля. Он пересматривает "самого себя" и даёт концепцию электромагнитного поля
уже как особой среды, "посредством которой осуществляется взаимодействие меж-
ду электрически заряженными частицами".
Это было гениальное предвидение. Только за одно такое заключение Фарадея
можно уже было помещать на вершину научного Олимпа. Однако он пошёл ещё даль-
ше, обеспечив себе славу выдающегося мыслителя, каких редко рождало человече-
ство . В промежутке между этапами работы над теорией поля Фарадей мастерски
осуществляет новую серию экспериментов, по результатам которой не менее мас-
терски формулирует фундаментальный закон сохранения электрического заряда. Но
вот ведь какая штука! Оказывается, что основные идеи, положенные в основу фа-
радеева закона, уже успели в своё время повитать над американским континентом
и в Филадельфии были не без успеха подхвачены будущим Президентом Соединённых
Штатов Америки Бенджамином Франклином. Его книга "Опыты и наблюдения над
электричеством" не произвела "бума" в науке только лишь потому, что её выход
почти совпал с оглашением знаменитой "Декларации независимости" и принятием
свободолюбивой Конституции США.
Одно событие просто потонуло в другом. Франклин вполне мог бы занять место
Фарадея, если бы не предпочёл ему статус первого демократического лидера и
родоначальника демократической культуры американского народа. По той же при-
чине попадают в труды Фарадея и его коллег и другие ценные идеи Франклина,
всю жизнь чередовавшего научные изыскания с серьёзной государственной дея-
тельностью. Так, урывая время от гражданских забот, в перерывах между полити-
ческими баталиями (1747—1749 гг.) он формулирует и выдвигает тезис о корпус-
кулярной природе электрического тока. Через 84 года заинтересованный этими же
проблемами Фарадей берётся проверить положения Франклина экспериментальным
путём. Он ставит серию специальных опытов по прохождению тока через разные
химические растворы и убеждается в верном ходе рассуждений предшественника,
попутно устанавливая законы, связанные с явлением электролиза и сделавшие его
знаменитостью. Так часто бывало в истории науки, когда исследователь, охва-
ченный творческим порывом, ищет одно, а мысли его уже блуждают в "чужой сте-
пи" , где он набредает на ещё более важное открытие.
Надо сказать, что идеи Франклина приходили в голову не к одному Фарадею. В
сороковых годах XIX столетия они овладевают немецкими естествоиспытателями
Густавом Теодором Фехнером и Вильгельмом Эдуардом Вебером, которые один за
другим рассматривают электрический ток как движение дискретных зарядов. При-
чём Веберу, до тех пор недостаточно известному в кругу ведущих физиков, уда-
ётся набрести на ряд закономерностей, впоследствии сделавшихся краеугольным
камнем в теории электромагнитных явлений. Любопытно, что интересы Фехнера и
Вебера состыковываются не только в области физики, но и психологии. Физик Ве-
бер однажды так сильно увлекается проблемами физиологии органов чувств, что,
подключившись к работе своего брата-физиолога Эрнста, добивается вместе с ним
столь ошеломляющих результатов, что наряду с Фехнером вполне может быть на-
зван одним из основателей психофизики.
Нам известен даже закон Вебера—Фехнера (правильнее его было бы именовать
законом Веберов—Фехнера), устанавливающий зависимость между ощущениями и вы-
зывающими их раздражителями. Работы всех троих учёных были заметной вехой в
становлении новой науки, поскольку способствовали внедрению экспериментально-
математических методов исследования в психологию и даже в эстетику.
Но вернёмся к нашим баранам, к истории электромагнетизма. Открытия в данной
области знаний, как свидетельствуют факты, вообще проходят через целую драму
идей, и особенно драматично выглядит интрига, сопровождающая открытие элек-
тромагнитной индукции. Рассказ о его зарождении и становлении вполне может
соперничать с хорошим приключенческим романом.
Считается, что явление электромагнитной индукции — возникновения электриче-
ского тока в замкнутом контуре проводника при изменении движения магнитного
потока через пространство, ограниченное этим контуром, — открыл в 1831 году
Фарадей. В то же время независимо от Фарадея на явление индукции обратил вни-
мание американский физик Джозеф Генри, который чуть раньше Фарадея разобрался
в причинах возникновения индукционного тока, но задержался с публикацией сво-
их результатов. Именно из-за этого приоритет автоматически достался более
расторопному Фарадею, и открытые Генри законы получили известность как законы
Фарадея. Когда спохватились, что произошла ошибка, было уже поздно что-то ме-
нять, и в качестве компенсации за причинённый Генри моральный ущерб его име-
нем назвали... единицу индуктивности. Кстати, на вопрос, почему в первенстве
открытия явления электромагнитной индукции было отдано предпочтение Фарадею,
а не Генри, ответить несложно. Дело в том, что Фарадей в отличие от Генри су-
мел полнее осознать важность "носящейся в воздухе" идеи об электромагнитном
взаимодействии и поступил довольно хитро.
Как бы предчувствуя возможные "накладки", Фарадей поспешил с обнародованием
своих безумных, но ещё достаточно непроверенных догадок. Загодя он направил в
Лондонское Королевское общество письмо под интригующим названием "Новые воз-
зрения, подлежащие в настоящее время хранению в запечатанном конверте в архи-
вах Королевского общества". Это любопытное письмо, в котором учёный преду-
смотрительно просил высокочтимых авторитетов закрепить за ним в соответствии
с датой получения письма его научные взгляды на природу электромагнитного
воздействия после того, как он предаст гласности результаты экспериментов,
было обнаружено как раз тогда, когда свои претензии на приоритет заявили ещё
несколько десятков учёных, которые, оказывается, наблюдали те же явления, что
подробно описал он.
Можно только представить, какую кашу заварил Фарадей, решившись на подобную
авантюру. Ведь как только в открытой печати появились данные, подтверждающие
наконец его теоретические выкладки, среди физиков начался настоящий перепо-
лох. Поняв, какой шанс упущен, они пустили в ход все, чтобы перетянуть одеяло
на себя и не дать возможности предприимчивому коллеге продвигаться дальше.
Сначала против Фарадея выдвинул обвинение его учитель Гемфри Дэви, занимав-
ший пост Президента Лондонского Королевского общества. Утверждая, что бывший
ученик беззастенчиво украл идею электромагнитных вращений у физика Уильяма
Хайда Волластона, он всячески препятствовал его избранию в члены уважаемого
общества и даже прекратил с ним здороваться. Вот какие бывают учителя!
Затем с другой стороны Ла-Манша на него открыли атаку такие крупные фигуры
в науке, как Огюстен Жан Френель и Андре-Мари Ампер, настаивающие на своём
первенстве в обнаружении электромагнитной индукции. Вполне мог бы предъявить
претензии на приоритет и швейцарский исследователь Жан Колладон, вплотную за-
нимавшийся вопросами изучения явлений индукции и незаслуженно забытый потом-
ками. Удивительно, но его имя и по сию пору даже не упоминается в работах по
истории развития электродинамики. С ним связывают только оригинальный опыт на
Женевском озере по точному измерению скорости звука в воде, которая, как до-
казал Колладон, вчетверо превосходит скорость звука в воздухе. А ведь этот
учёный имел в своём распоряжении экспериментальные данные по индукции уже то-
гда, когда Фарадей и Генри только продумывали практическую сторону исследова-
ний! Согласно запоздало появившейся в нашей печати публикации ("Наука и
жизнь", 1985, № 3) незадачливый швейцарец находился буквально в двух шагах от
открытия, и только отсутствие помощника при проведении эксперимента помешало
ему должным образом зафиксировать кое-какие нюансы. Дело в том, что, работая
в одиночку, без ассистента, Колладон физически не успевал регистрировать
прыжки стрелки гальванометра, указывающей на появление индукционного тока в
электрической цепи на момент её замыкания и размыкания. Иначе всё складыва-
лось в лабораториях Фарадея и Генри. Они получили исчерпывающую картину ис-
следований, благодаря тому, что вовлекли в эту работу целую группу поддержки.
Вот какие порою "мелочи" играли судьбоносную роль в распределении приоритетов
на важнейшие научные открытия!
Совсем близко к истине был и знаменитый Ампер, "отказавший плод с древа по-
знания" электромагнетизма тому же Фарадею. Что помешало ему вырваться вперёд,
можно частично понять, вернувшись в 1820 год, когда вокруг электромагнетизма
в учёной среде разгорелись неистовые страсти. Так случилось, что сформулиро-
ванный Ампером закон взаимодействия электропроводников сразу же вызвал нега-
тивную реакцию видных деятелей науки. Убил на него Андре Мари лет двадцать,
хотя основные положения разработал буквально в две недели. Ситуация, очень
напоминающая ньютоновскую. Тот сделал все главные открытия за полтора года,
проверка же и уточнение результатов вкупе с борьбой за приоритет да защитой
от нападок скептиков растянулись на двадцать лет, вплоть до опубликования
данных в печати.
Словом, научный триумф (доклад по итогам своей блистательной работы Ампер
сделал на специально созванном заседании Парижской Академии наук 18 сентября)
с первых минут обернулся для автора сплошными страданиями и муками. Его колко
высмеивали, открыто дразнили, любым способом стараясь вывести из себя. Даже
будущий обладатель самых серьёзных открытий в области электромагнетизма Фара-
дей, прослышав о сенсационном докладе Ампера и не осознав тогда всю значи-
мость сделанного тем открытия для науки, разразился в его адрес возмущённым
письмом следующего содержания: "... только получив от переводчика последнюю
вашу публикацию я, будучи шокирован описанными результатами экспериментов,
повторил их и ничего любопытного не обнаружил: по крайней мере, они не под-
тверждают сделанных вами выводов".
Амперу ничего не оставалось, как ответить на язвительный выпад такой же ед-
кой шуткой: повторенный Фарадеем опыт, дескать, лишний раз доказывает безгра-
мотность . . . переводчика. Трудно было представить, что всевидящий Фарадей не
разглядел перспектив его работы. Но — не разглядел! Точно так же при обсужде-
нии открытого им другого основополагающего закона в электродинамике — взаимо-
действия электрических токов, названного впоследствии "законом Ампера", мно-
гими была не понята его суть, и учёному просто не давали проходу.
В конце концов, юмор Амперу полностью изменил. На риторический вопрос науч-
ных оппонентов в последующих дискуссиях "А что здесь нового?", он даже не по-
пытался отделаться остроумным замечанием, вроде того, что под луною нового
никогда ничего не бывает. Их рассуждения о том, что влияние заряженных током
проводников друг на друга при воздействующем на них магнитном поле — факт сам
по себе разумеющийся, лишали Ампера способности вообще что-либо комментиро-
вать по этому поводу.
Ещё дальше в неприятии работ Ампера пошли французские исследователи во гла-
ве с Лапласом63. Назвав продемонстрированные им опыты по притяжению и оттал-
киванию проводников чистой воды шарлатанством, они даже указали пальцем на
главного шарлатана — ассистента учёного, который якобы в нужный момент
"подталкивает" проводники навстречу один другому или же разводит их в разные
стороны!
Трудно сказать, до какого абсурда докатился бы этот спор, если бы не неожи-
данная выходка французского физика Доменико Араго64, одного из немногих при-
верженцев нового учения Ампера. В самый разгар очередного диспута в Парижской
Академии наук по поводу амперова закона, оказавшего впоследствии огромное
влияние на развитие электродинамики и магнетизма, который чуть было не объя-
вили несостоятельным, Араго, демонстративно вытащив из кармана два ключа и
магнитную стрелку, многозначительно произнёс: "Каждый из этих ключей, как вы
63 Пьер-Симон Лаплас (фр. Pierre-Simon Laplace; 1749—1827) — выдающийся французский
математик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, диффе-
ренциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей. Заслуги Лапласа в об-
ласти чистой и прикладной математики и особенно в астрономии громадны: он усовершен-
ствовал почти все отделы этих наук.
64 Доминик Франсуа Жан Араго (фр. Dominique Francois Jean Arago; 1786—1853) — фран-
цузский физик и астроном.
видите, влияет на магнитную стрелку, но они друг с другом абсолютно никак не
взаимодействуют".
На такой наглядный и простенький контраргумент ответить было нечем. Им Ара-
го сбил спесь с противников Ампера, обеспечив ещё одну победу над скептициз-
мом и консерватизмом в науке. Кстати, именно этот находчивый учёный в том же
1820 году обнаружил способность железных опилок намагничиваться при располо-
женном вблизи проводнике с электрическим током.
Но ведь подобных Араго незакостеневших исследователей в то время можно было
пересчитать буквально по пальцам. Царившая в научных кругах атмосфера недове-
рия и предвзятости безжалостно душила любые попытки вырваться за рамки тради-
ционных взглядов и понятий. И она, разумеется, не могла пагубно не отражаться
на судьбах как идей, так и их творцов.
Нащупав непосредственную связь между электрическими и магнитными процесса-
ми, Ампер в том же судьбоносном для него 1820 году впервые вышел эксперимен-
тальным путём на правило (он назвал его "правилом пловца"), которым теперь
широко пользуются для определения направления магнитных полей в зависимости
от направленности электрического тока. Только после всех этих открытий Ампер,
располагая колоссальным подручным материалом, начал разрабатывать общую тео-
рию электромагнетизма, предложив разделить это учение на электростатику и
электродинамику. Свои взгляды на электромагнетизм он изложил в книге "Теория
электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта", но на под-
линный научный прорыв все же не решился.
Опасаясь новой волны сопротивления, учёный остался в плену реакционных
классических представлений ньютоновой физики, хотя вся совокупность фактов
подталкивала к осознанию электромагнитных воздействий как сил совершенно но-
вого типа, не связанных с гравитацией, на которые законы Ньютона никак не
распространялись.
Решился на прорыв Фарадей, увязав электрические процессы не с собственно
магнитным полем, а с его изменениями. Это был как раз тот случай, когда исход
решило слово. Фарадеева формулировка "изменение поля" прорвала путы традици-
онных представлений и освободила путь к истинному пониманию природы вещей.
Кому же мы должны отдать предпочтение и где искать истоки удач и неудач
двух равных по силе ума исследователей, одержимых одной и той же научной иде-
ей? При всём сочувствии к Амперу, ставшему жертвой научных столкновений и се-
мейных неурядиц, конечно, Фарадею. Последний был просто незаурядной лично-
стью. Он обладал редкой способностью добиваться блестящих успехов в любом де-
ле, за которое когда-либо брался. Он отлично понимал, что естественные зако-
ны, как справедливо отмечала Анни Безант65, "устанавливают лишь условия для
деятельности, самую же деятельность они не предписывают, и человек всегда ос-
таётся свободным внутри себя, хотя и бывает ограничен условиями той среды, в
которой они происходят".
Проявления творческой натуры Фарадея — это всякий раз яркая демонстрация
того, насколько сильно влияют на плодотворность научных занятий учёного его
личностные, морально-психологические качества. Для решающего прорыва в буду-
щее исследователю необходимо "обзавестись" такими фарадеевыми чертами, как
готовность к самопожертвованию во имя большой и благородной цели, упорство и
одержимость в достижении этой цели. Был у Фарадея и ещё один "плюс", позво-
лявший ему добиваться фантастической продуктивности там, где другие, не менее
блестящие умы, подстерегала неудача. Это — умение проблемно рассматривать лю-
65 Анни Безант (англ. Annie Besant, урождённая Вуд (англ. Wood), 1847—1933) — из-
вестный теософ, борец за права женщин, писатель и оратор, сторонница независимости
Ирландии и Индии.
бые вопросы научного характера и умение доводить решение проблемы до логиче-
ского конца.
Как же часто люди науки изменяют этому единственно надёжному пути! Как час-
то исследователь производит определённое число опытов, исходя из которых мож-
но понять, как действует природа, и, познав её действия, вроде бы целенаправ-
ленно движется к результату. Но сам результат не даётся, поскольку или имел
место неверный посыл, или осталось несоблюденным одно из необходимых условий,
или ошибка вкралась в расчёты. При точной постановке вопроса природа всегда
бы ответила ему с той же неизменной точностью. Значит, этой точности ему как
раз и не хватило!
Водород и кислород не дадут сегодня воду, а завтра синильную кислоту, огонь
не будет сегодня жечь, а завтра замораживать. И если та же вода в один момент
представляет собой жидкость, а в другой твёрдое тело, то это происходит лишь
потому, что изменились условия, и стоит их восстановить, как неизбежно поя-
вится и прежний результат. Каждое новое сведение относительно законов природы
по существу не новое ограничение, а новая сила, поддающаяся тому, кто знает,
как её применять.
С этой точки зрения Фарадей безусловно превосходил Ампера в способности ох-
ватывать проблему целиком, а такие качества личности, как воля, настойчивость
и гражданское мужество, умноженные на прозорливость, позволяли ему не попа-
дать в фатальное колесо неудач и почти всегда находиться на гребне научно-
технического прогресса.
Значительно уступали Фарадею и другие учёные. Какие только головы не были
задействованы, например, в реализации идеи создания электромотора! Сначала ею
Занимался Ганс Кристиан Эрстед, затем подключился Андре Мари Ампер, изучавший
замеченный им процесс вращения батарейки с замкнутым электрическим током
вблизи постоянного магнита. Затем Гемфри Дэви по совету Араго начал ставить
эксперименты с электрической дугой, заставив её, наконец, двигаться в поле
магнитных сил.
Да и сам Араго, постоянно твердивший, что "нельзя говорить нельзя" в конеч-
ном итоге набрёл на принцип, заложенный в современные МГД-генераторы: при
прохождении электропроводящего газа через магнитное поле неизменно возникает
электрический ток.
На основе всех этих воззрений венгерский физик Аньош Иштван Йедлик66 скон-
струировал несколько моделей нового двигателя. Начал его строить и С. даль
Негро67, но никто из них так и не довёл дело до конца. И уж тем более не до-
шёл до революционного научного вывода, открывшего золотую эру в практическом
применении электродвигателей, который касался принципа использования силы,
преобразующей электрическую энергию в механическую.
Для этого понадобился всеобъемлющий и въедливый ум Фарадея, девизом которо-
го было "наблюдать, изучать, работать", а не уходить, по меткому выражению
академика А.А. Андронова68, "Завернув хвост колечком".
66 Аньош Иштван Йедлик (венг. Jedlik Istvan Anyos; 1800—1895) — венгерский физик и
электротехник. В 1827 г. Йедлик сконструировал первую в мире динамо-машину, однако
практически не объявлял о своём изобретении вплоть до конца 1850-х гг.
67 В 1831 году в Падуе итальянский аббат профессор физики и механики местного уни-
верситета Сальваторе даль Негро (1768—1839) построил магнитоэлектрическую машину пе-
ременного тока, основанную на принципе возвратно-поступательного движения. Почтенный
аббат предполагал, что подобное устройство «может сделаться подходящим взрывным ап-
паратом», поскольку ему удавалось извлекать из него изрядные электрические искры.
Однако в дальнейшем предложенный принцип распространения не получил.
68 Александр Александрович Андронов (1901—1952) — известный советский учёный-физик,
специалист в области электротехники, радиофизики и прикладной механики.
Всегда способный концентрировать научную волю Фарадей считал свои гениаль-
ные открытия рядовой вещью, согласуясь в этом с гениальным писателем Марком
Твеном, утверждавшим, что создавать литературные произведения очень просто.
"Достаточно иметь лишь бумагу и ручку, чтобы безо всяких усилий писать то,
что приходит в голову, — отшучивался Твен, дабы отделаться от серьёзных бесед
о писательском мастерстве. — Хотя несколько хуже обстоит дело с тем, что
именно приходит в голову". И, надо сказать, в этой его шутке доля истины была
особенно очевидной.
Жорж Леметр (фр. Georges Henri Joseph Edouard Lemaitre;
1894—1966) — бельгийский католический священник, астроном
и математик.
В 1914 году окончил иезуитский колледж в Шарлеруа, после
чего продолжил образование в Лёвенском университете по ин-
женерной специальности. Во время первой мировой войны был
мобилизован в армию, служил в артиллерии, был награждён
Военным Крестом (фр. Croix de guerre). После войны продол-
жил обучение в Лёвенском университете, где изучал матема-
тику, физику, астрономию и теологию. В 1923 году получил
сан аббата, после чего направился в Кембриджский универси-
тет . В качестве студента-исследователя Леметр под руково-
дством А. С. Эддингтона выполнил ряд работ по космологии,
звёздной астрономии и вычислительной математике. Занятия астрономией он про-
должил в США — в Гарвардской обсерватории, где он работал с Харлоу Шепли и
Массачусетском технологическом институте, где Леметр получил степень доктора
наук.
С 1925 года, вернувшись в Бельгию, работал профессором астрофизики, а позд-
нее — прикладной математики Лёвенского университета.
В 1960 году был назначен президентом Папской академии наук и занимал этот
пост до своей смерти.
Основные труды Леметра в области математики посвящены представлениям группы
Лоренца, связанных с релятивистскими волновыми уравнениями, и алгебре кватер-
нионов .
Основные труды в релятивисткой астрофизике и космологии связаны с теорией
«Большого взрыва». Является автором теории расширяющейся Вселенной, разрабо-
танной им независимо от А.А. Фридмана, труды которого были опубликованы ра-
нее, чем работы Леметра. Ознакомившись во время пребывания в США с исследова-
ниями Весто Слайфера, Эдвина Хаббла по красному смещению галактик, в 1927 го-
ду опубликовал свое объяснение этого явления: наблюдаемое спектроскопически
разбегание галактик отождествил с расширением Вселенной.
Леметр первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью га-
лактик и предложил в 1927 году первую оценку коэффициента этой зависимости,
известную ныне как постоянная Хаббла. При опубликовании перевода работы в за-
метках Британского королевского астрономического общества отказался от публи-
кации ряда результатов, в том числе закона Хаббла, из-за недостаточных наблю-
дательных данных. Эта величина была эмпирически установлена Э. Хабблом не-
сколько лет спустя.
Теория Леметра об эволюции мира начиная с «первоначального атома» иронично
была названа «Большим взрывом» Фредом Хойлом в 1949 году. Это название, Боль-
шой взрыв, исторически закрепилось в космологии.
Александр Александрович Фридман (1888—1925) — российский
и советский математик, физик и геофизик, создатель теории
нестационарной Вселенной.
Учился во 2-й Санкт-Петербургской гимназии. В гимназиче-
ские и студенческие годы увлекался астрономией. В 1906 го-
ду вместе с одноклассником Яковом Тамаркиным опубликовал
свою первую математическую работу в одном из ведущих науч-
ных журналов Германии «Математические анналы»
(«Mathematische Annalen»). В 1906 поступил на математиче-
ское отделение физико-математического факультета Петер-
бургского университета, который окончил в 1910. Был остав-
лен на кафедре чистой и прикладной математики для подго-
товки к профессорскому званию. До весны 1913 г. Фридман
занимался математикой — руководил практическими занятиями
в Институте инженеров путей сообщения, читал лекции в Горном институте. В
1913 поступил в Аэрологическую обсерваторию в Павловске под Петербургом и
стал заниматься динамической метеорологией (теперь эту область науки называют
геофизической гидродинамикой). Весной 1914 был направлен в командировку в
Лейпциг, где в это время жил известный норвежский метеоролог Вильгельм Фриман
Корен Бьеркнес (1862—1951), создатель теории фронтов в атмосфере. Летом того
же года Фридман летал на дирижаблях, принимая участие в подготовке к наблюде-
нию солнечного затмения в августе 1914.
С началом Первой мировой войны Фридман вступил добровольцем в авиационный
отряд. В 1914—1917 участвовал в организации аэронавигационной и аэрологиче-
ской службы на Северном и других фронтах. Участвовал в качестве наблюдателя в
боевых вылетах.
Фридман первым в России понял необходимость создания отечественного авиа-
приборостроения. В годы войны и разрухи он воплотил идею в жизнь, став созда-
телем и первым директором завода «Авиаприбор» в Москве (июнь 1917 г.)
В 1918—1920 — профессор Пермского университета. С 1920 работал в Главной
физической обсерватории (с 1924 Главная геофизическая обсерватория им. А. И.
Воейкова), одновременно с 1920 преподавал в различных учебных заведениях Пет-
рограда. С 1923 — главный редактор «Журнала геофизики и метеорологии». Неза-
долго до смерти был назначен директором Главной геофизической обсерватории.
Основные работы Фридмана посвящены проблемам динамической метеорологии
(теории атмосферных вихрей и порывистости ветра, теории разрывов непрерывно-
сти в атмосфере, атмосферной турбулентности), гидродинамике сжимаемой жидко-
сти, физике атмосферы и релятивистской космологии. В июле 1925 с научными це-
лями совершил полёт на аэростате вместе с пилотом П.Ф. Федосеенко, достигнув
рекордной по тому времени высоты 7400 м. Фридман одним из первых освоил мате-
матический аппарат теории гравитации Эйнштейна и начал читать в университете
курс тензорного исчисления как вводную часть к курсу общей теории относитель-
ности. В 1923 вышла в свет его книга «Мир как пространство и время» (переиз-
дана в 1965) , познакомившая широкую публику с новой физикой.
Фридман предсказал расширение Вселенной. Полученные им в 1922—1924 первые
нестационарные решения уравнений Эйнштейна при исследовании релятивистских
моделей Вселенной положили начало развитию теории нестационарной Вселенной.
Учёный исследовал нестационарные однородные изотропные модели с пространством
положительной кривизны, заполненным пылевидной материей (с нулевым давлени-
ем) . Нестационарность рассмотренных моделей описывается зависимостью радиуса
кривизны и плотности от времени, причём плотность изменяется обратно пропор-
ционально кубу радиуса кривизны. Фридман выяснил типы поведения таких моде-
лей, допускаемые уравнениями тяготения, причём модель стационарной Вселенной
Эйнштейна оказалась частным случаем. Опроверг мнение о том, что общая теория
относительности требует допущения конечности пространства. Результаты Фридма-
на продемонстрировали, что уравнения Эйнштейна не приводят к единственной мо-
дели Вселенной, какой бы ни была космологическая постоянная. Из модели одно-
родной изотропной Вселенной следует, что при её расширении должно наблюдаться
красное смещение, пропорциональное расстоянию. Это было подтверждено в 1929
Эдвином Хабблом на основании астрономических наблюдений: спектральные линии в
спектрах галактик оказались смещены к красному концу спектра.
Умер Фридман в Ленинграде от брюшного тифа 16 сентября 1925 года.
Эдвин Пауэлл Хаббл (англ. Edwin Powell Hubble, 1889—
1953) — американский астроном. В 1914—1917 годах работал в
Йеркской обсерватории, с 1919 года — в обсерватории Маунт-
Вилсон. Член Национальной академии наук в Вашингтоне с
1927 года.
Основательно изменил понимание Вселенной, подтвердив су-
ществование других галактик, а не только нашей (Млечный
Путь). Также рассматривал идею о том, что величина эффекта
Допплера (в данном случае называемом «Красное смещение»),
наблюдаемого в световом спектре удалённых галактик, воз-
растает пропорционально расстоянию до той или иной галак-
тики от Земли. Эта пропорциональная зависимость стала из-
вестна как Закон Хаббла (на два года ранее это же открытие сделал бельгийский
учёный Жорж Леметр). Интерпретация Красного смещения как Допплеровского эф-
фекта была ранее предложена американским астрономом Весто Слайфером, чьими
данными пользовался Эдвин Хаббл. Однако Эдвин Хаббл всё же сомневался в ин-
терпретации этих данных, что привело к созданию теории Метрического расшире-
ния пространства (Metric expansion of space, Расширение Вселенной), состояще-
го в почти однородном и изотропном расширении космического пространства в
масштабах всей Вселенной.
Основные труды Эдвина Хаббла посвящены изучению галактик. В 1922 году пред-
ложил подразделить наблюдаемые туманности на внегалактические (галактики) и
галактические (газо-пылевые). В 1924—1926 годах обнаружил на фотографиях не-
которых ближайших галактик звёзды, из которых они состоят, чем доказал, что
они представляют собой звёздные системы, подобные нашей Галактике (Млечный
Путь) . В 1929 году обнаружил зависимость между красным смещением галактик и
расстоянием до них (Закон Хаббла) . В 1935 году открыл астероид № 1373, на-
званный им «Цинцинатти» (1373 Цинцинатти).
В честь Хаббла назван астероид № 2069, открытый в 1955 году (2069 Хаббл), а
также знаменитый космический телескоп «Хаббл», выведенный на орбиту в 1990
году.
В ранние годы, Эдвин Хаббл был более известен своими атлетическими заслуга-
ми, чем интеллектуальными, хотя и получал вполне хорошие оценки по всем пред-
метам в школе, за исключением, пожалуй, грамматики. Он семь раз занимал пер-
вое место и один раз третье (в 1906 году) в школьных соревнованиях для стар-
шеклассников по лёгкой атлетике. В том же году он установил рекорд по прыжкам
в высоту среди старшеклассников штата Иллинойс. Другим его увлечением была
рыбная ловля нахлыстом, а также любительский бокс.
Эдвин Хаббл учился в Чикагском университете, где сконцентрировался на мате-
матике, астрономии, философии, что дало ему степень бакалавра в 1910 году. Он
также состоял членом студенческого объединения под названием Каппа Сигма
(Карра Sigma Fraternity) , и в 1948 году был назван «Человеком года» Каппы
Сигмы. Три года он проучился в Королевском колледже (The Queen’s College) —
одном из составных колледжей при Оксфордском университете в Англии, куда был
принят после получения степени бакалавра и став одним из первых обладателей
Стипендии Родса Оксфордского университета. В колледже Эдвин первоначально
изучал юриспруденцию вместо науки (которую он пообещал изучать своему умираю-
щему отцу), а затем добавил изучение литературы и испанского языка, что дало
ему возможность получить академическую степень магистра. Некоторые его приоб-
ретённые британские манеры и стиль одежды остались с ним на всю жизнь, иногда
раздражая американских коллег.
По возвращении в США, Эдвин преподавал испанский язык, физику и математику
в Старшей школе города Нью-Олбани, штате Индиана, а также тренировал волей-
больную команду мальчиков. Ранние биографы Эдвина Хаббла единодушно отмечали,
что Эдвин успешно прошёл регулярную экзаменовку по юриспруденции и немного
практиковал в области законов в городе Луисвилл, но нет ни одного свидетель-
ства того, что он хоть раз занимался судебным делом. После года преподавания
в старшей школе, он вернулся к астрономии в Йеркской Обсерватории при Чикаг-
ском Университете, где и получил докторскую степень (Ph.D) в 1917 году. Свою
диссертацию он озаглавил «Фотографические исследования слабых (далёких) ту-
манностей» (Photographic investigations of faint nebulae).
В период Первой Мировой Войны, Эдвин Хаббл служил в Армии США, где довольно
скоро дослужился до звания майора.
В 1919 году Джордж Эллери Хейл, основатель и директор Маунт-Вилсон обсерва-
тории при Институте Карнеги, предложил Эдвину Хабблу гражданскую должность в
штате Калифорния, неподалёку от города Пасадина, где он и проработал до самой
смерти.
В период Второй Мировой Войны, Эдвин Хаббл служил в Армии США на Абердин-
ском испытательном полигоне. За свою работу там он получил орден «Легион По-
чёта». Незадолго до смерти Эдвина Хаббла, гигантский 200-дюймовый («5.1-
метровый) телескоп-рефлектор Хейл Паломарской обсерватории был закончен, и
Эдвин Хаббл стал первым астрономом, который его использовал. Эдвин Хаббл ак-
тивно продолжал свои исследования в Маунт-Вилсони Паломарской обсерваториях
до самой смерти.
Прибытие Эдвина Хаббла в Маунт-Вилсон, штат Калифорния, в 1919 году пример-
но совпало с завершением работ по созданию 100-дюймового (»2.5 метрового) те-
лескопа Хукера, на ту пору самого крупного телескопа в мире. В те времена
превалирующим научным видением Вселенной было её представление как целиком и
полностью состоящей только из единственной галактики Млечного Пути. Используя
телескоп Хукера в Макунт-Вилсон, Эдвин Хаббл идентифицировал цефеиды (класс
пульсирующих переменных звёзд) в нескольких спиральных туманностях, включая
Туманность Андромеды и Треугольник. Его наблюдения, сделанные в 1922-1923 го-
дах, убедительно подтвердили, что эти туманности были слишком далеки, чтобы
быть частью Млечного Пути, и являлись в действительности отдельными галакти-
ками за пределами нашей собственной. Эта идея была оспорена очень многими
учёными в астрономических кругах того времени, в частности, Харлоу Шепли —
учёным из Гарвардского университета. Но вопреки оппозиции, Эдвин Хаббл, на ту
пору 35-летний учёный, представил свои открытия в печатном виде на собрании
Американского астрономического сообщества 1 января 1925 года. Эти открытия
фундаментальным образом изменили научное видение Вселенной.
Эдвин Хаббл также продумал наиболее используемую ныне Морфологическую сис-
тему классификации галактик, сгруппировав их в соответствии с их изображения-
ми на фотоснимках. Он расположил разные группы галактик в последовательность,
которая теперь известна как последовательность Хаббла.
Комбинируя свои собственные измерения расстояний до галактик, основанные на
соотношении период-светимость для цефеид, полученные Генриеттой Суон Ливитт,
с измерениями Красного смещения для галактик, полученные Весто Слайфером и
Милтоном Хьюмасоном, Эдвин Хаббл обнаружил прямую зависимость (пропорциональ-
ность) величин Красного смещения объектов и расстояний до них. Хотя и был
значительный разброс значений (ныне известный по причине пекулярной скоро-
сти) , Эдвин Хаббл всё же смог определить основную тенденцию 46 галактик и по-
лучить значение постоянной Хаббла, равной 500 км/с/Мпк, которое значительно
выше ныне принятого значения по причине ошибок калибровки расстояний до них.
В 1929 году, Эдвин Хаббл сформулировал эмпирический закон Красного смещения
для галактик, ныне известный просто как Закон Хаббла, который, если интерпре-
тировать красное смещение как меру скорости удаления, согласуется с решениями
Эйнштейновских уравнений общей теории относительности для гомогенных изотроп-
ных расширяющихся пространств. Хотя основные концепции, лежащие в основе тео-
рии расширяющейся Вселенной были хорошо известны и понятны и ранее, это ут-
верждение, сделанное Эдвином Хабблом и Милтоном Хьюмасоном, привело к гораздо
большему и широкому признанию этой точки зрения, которая утверждает, что чем
больше расстояние между какими-либо двумя галактиками, тем выше скорость их
взаимного удаления (т.е. тем быстрее они разлетаются друг от друга).
Это наблюдение было первым наглядным подтверждением теории Большого Взрыва,
которая была предложена Жоржем Леметром в 1927 году. Наблюдаемые скорости да-
лёких галактик, взятые вместе с космологическим принципом, показали, что Все-
ленная расширяется таким образом, который согласуется с моделью Фридмана—Ле-
метра, построенной на основе Общей теории относительности. В 1931 году, Эдвин
Хаббл написал письмо датскому космологу Виллему де Ситтеру, в котором выска-
зал своё мнение по поводу теоретической интерпретации соотношения «Красное
смещение — Расстояние»:
«[Мы] используем термин «действительные скорости» с тем, чтобы подчеркнуть
эмпирическую суть корреляции. Интерпретация, мы считаем, должна быть предос-
тавлена Вам и ещё нескольким другим учёным, которые компетентны обсуждать
этот вопрос с руководством.»
В наше время, «действительные скорости» понимаются как результат увеличения
интервала, которое происходит из-за расширения пространства. Свет, летящий
сквозь расширяющееся пространство, будет испытывать красное смещение Хабблов-
ского типа — совершенно иное явление, отличное от эффекта Допплера (хотя оба
явления стали эквивалентными описаниями, сходными при преобразовании систем
координат для ближних галактик).
В 1930 году, Эдвин Хаббл участвовал в определении распределения галактик в
пространстве и его искривлённости. Те данные, казалось, свидетельствовали о
том, что Вселенная плоская и гомогенная, но всё же было заметное отклонение
от плоского типа в случаях с большой величиной Красного смещения. Согласно
Аллану Сэндиджу:
«Хаббл верил, что его расчётные данные дали более правдоподобные результаты
насчёт искривлённости пространства, если поправка Красного смещения была сде-
лана с допущением об отсутствии затухания. До самого конца в своих записях он
придерживался именно этой позиции, приветствуя (или, по крайней мере, отно-
сясь дружественно) модель, где не существует реального расширения, а следова-
тельно что красное смещение «представляет собой пока ещё непознанные принципы
мироздания».»
С Хаббловской методикой исследований были методологические проблемы, кото-
рые показали отклонения от плоского типа в случаях с большой величиной Крас-
ного смещения. В частности, методика не учитывала изменения светимости галак-
тик, связанные с эволюцией галактик. Ранее, в 1917 году, Альберт Эйнштейн об-
наружил, что его только что разработанная Общая теория относительности указы-
вает на то, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Будучи не
в состоянии поверить в то, что его собственные уравнения говорили ему, Аль-
берт Эйнштейн ввёл в свои уравнения «космологическую постоянную» (которая, по
сути, являлась искусственно введенным «фактором подгонки» данных под правиль-
ный и/или объяснимый ответ), чтобы избежать возникшую «проблему» с расширени-
ем/ сжатием. Когда Альберт Эйнштейн узнал про открытия Эдвина Хаббла, он ска-
зал, что изменения, которые он внёс в свои уравнения, были «самой большой
ошибкой (самым грубым просчётом) в [его] жизни»
Эдвин Хаббл открыл астероид 1373 Цинциннати 30 августа 1935 года. Примерно
в это же время, он написал «Наблюдательский подход к космологии» (The
Observational Approach to Cosmology) и «Царство Туманностей» (The Realm of
the Nebulae).
Эдвин Хаббл потратил большую часть последних лет своей карьеры пытаясь сде-
лать астрономию частью (подразделом) физики, вместо того чтоб рассматривать
её как отдельностоящую науку. Он делал это в основном с тем, чтобы астрономы,
включая его самого, могли быть восприняты Нобелевским комитетом за свой весо-
мый вклад в астрофизику. Эта кампания не увенчалась успехом во времена жизни
Эдвина Хаббла, но вскоре после его смерти Нобелевский комитет решил, что ра-
боты в области астрономии будут подпадать под критерии вручения Нобелевских
премий по физике (однако, премия не может присуждаться посмертно).
Кристиан Допплер (нем. Christian Doppler; 1803—1853) —
австрийский физик.
В 1825 году окончил Политехнический институт в Вене, с
1835 по 1847 год работал в Чешском техническом универси-
тете, с 1847 года — профессор Горной и Лесной академий в
Хемнице, с 1848 года — член Венской Академии Наук, с 1850
— профессор Венского университета и директор первого в
мире Физического института, созданного при Венском уни-
верситете по его инициативе.
Научные интересы Кристиана Допплера лежали в таких об-
ластях физики как оптика и акустика. Основные труды вы-
полнены по аберрации света, теории микроскопа и оптиче-
ского дальномера, теории цветов и некоторым другим темам. В 1842 Доплер тео-
ретически обосновал зависимость частоты колебаний, воспринимаемых наблюдате-
лем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относи-
тельно друг друга. Это явление впоследствии было названо его именем (эффект
Допплера).
В 1848 году эффект Допплера был уточнен французским физиком Арманом Физо, а
в 1900 году — и экспериментально проверен А.А. Белопольским на лабораторной
установке. Принцип Допплера получил многочисленные применения в астрономии
для измерений скоростей движения звезд вдоль луча зрения и их вращения вокруг
оси, турбулентных потоков в солнечной фотосфере и пр., а затем и в самых раз-
нообразных областях физики и техники (вплоть до радаров, используемых ГИБДД).
Джеймс Клерк Максвелл (англ. James Clerk Maxwell; 1831—1879) — британский
физик и математик. Шотландец по происхождению. Член Лондонского королевского
общества (1861). Максвелл заложил основы современной классической электроди-
намики (уравнения Максвелла), ввёл в физику понятия тока смещения и элек-
тромагнитного поля, получил ряд следствий из своей тео-
рии (предсказание электромагнитных волн, электромагнит-
ная природа света, давление света и другие). Он являет-
ся одним из основателей кинетической теории газов, ус-
тановил распределение молекул газа по скоростям (рас-
пределение Максвелла). Максвелл одним из первых ввёл в
физику статистические представления, показал статисти-
ческую природу второго начала термодинамики («демон
Максвелла»), получил ряд важных результатов в молеку-
лярной физике и термодинамике (термодинамические соот-
ношения Максвелла, правило Максвелла для фазового пере-
хода жидкость — газ и другие). Он является пионером ко-
личественной теории цветов, автором принципа цветной
фотографии. Среди других работ Максвелла — исследования
по устойчивости колец Сатурна, теории упругости и меха-
нике (фотоупругость, теорема Максвелла), оптике, математике. Он подготовил к
публикации рукописи работ Генри Кавендиша, много внимания уделял популяриза-
ции науки, сконструировал ряд научных приборов.
Джеймс Клерк Максвелл принадлежал к старинному шотландскому роду Клерков из
Пениквика (англ. Penicuik). Его отец, Джон Клерк Максвелл, был владельцем фа-
мильного имения Миддлби в Южной Шотландии (вторая фамилия Максвелл отражает
именно этот факт). Он окончил Эдинбургский университет и был членом адвокат-
ской коллегии, но не питал любви к юриспруденции, увлекаясь в свободное время
наукой и техникой (он даже опубликовал несколько статей прикладного характе-
ра) и регулярно посещая в качестве зрителя заседания Эдинбургского королев-
ского общества (англ. Royal Society of Edinburgh).
Вскоре после рождения сына семья переехала из Эдинбурга в своё заброшенное
имение Миддлби. Здесь Джеймс Клерк Максвелл провёл свои детские годы, омра-
чённые ранней смертью матери от рака. Жизнь на природе сделала его выносливым
и любопытным. С раннего детства он проявлял интерес к окружающему миру, был
окружён различными «научными игрушками» (например, «магическим диском» —
предшественником кинематографа, моделью небесной сферы, волчком-«дьяволом» и
др.), многое почерпнул из общения со своим отцом, увлекался поэзией и совер-
шил первые собственные поэтические опыты. Лишь в десятилетнем возрасте у него
появился специально нанятый домашний учитель, однако, такое обучение оказа-
лось неэффективным, и в ноябре 1841 года Максвелл переехал к своей тёте Иза-
белле, сестре отца, в Эдинбург. Здесь он поступил в новую школу — так назы-
ваемую Эдинбургскую академию (Edinburgh Academy), делавшую упор на классиче-
ское образование — изучение латинского, греческого и английского языков, рим-
ской литературы и Священного Писания.
Поначалу учёба не привлекала Максвелла, однако, постепенно он почувствовал
к ней вкус и стал лучшим учеником класса. В это время он увлёкся геометрией,
делал из картона многогранники. Его понимание красоты геометрических образов
возросло после лекции художника Дэвида Рамзая Хея об искусстве этрусков. Раз-
мышления над этой темой привели Максвелла к изобретению способа рисования
овалов. Этот метод, восходивший к работам Рене Декарта, состоял в использова-
нии булавок-фокусов, нитей и карандаша, что позволяло строить окружности
(один фокус), эллипсы (два фокуса) и более сложные овальные фигуры (большее
количество фокусов). Эти результаты были доложены профессором Джеймсом Фор-
бсом (англ. James David Forbes) на заседании Эдинбургского королевского обще-
ства и затем опубликованы в его «Трудах».
В 1847 году срок обучения в академии закончился, и в ноябре Максвелл посту-
пил в Эдинбургский университет, где слушал лекции физика Форбса, математика
Филипа Келланда (англ. Philip Kelland), философа Уильяма Гамильтона (англ.
Sir William Hamilton); изучал многочисленные труды по математике, физике, фи-
лософии, ставил опыты по оптике, химии, магнетизму. За время учёбы Максвелл
подготовил статью о кривых качения, однако, основное внимание он уделял изу-
чению механических свойств материалов при помощи поляризованного света. Идея
этого исследования восходит к его знакомству весной 1847 года с известным
шотландским физиком Уильямом Николем (англ. William Nicol), который подарил
ему два поляризационных прибора своей конструкции (призмы Николя). Максвелл
понял, что поляризованное излучение можно использовать для определения внут-
ренних напряжений нагруженных твёрдых тел. Он изготавливал модели тел различ-
ных форм из желатина и, подвергая их деформациям, наблюдал в поляризованном
свете цветные картины, соответствовавшие кривым направлений сжатия и растяже-
ния. Сравнивая результаты своих опытов с теоретическими расчётами, Максвелл
проверил многие старые и вывел новые закономерности теории упругости, в том
числе в тех случаях, которые были слишком сложны для расчёта. Всего он решил
14 задач о напряжениях внутри полых цилиндров, стержней, круглых дисков, по-
лых сфер, плоских треугольников, сделав, таким образом, существенный вклад в
развитие метода фотоупругости. Эти результаты также представляли значительный
интерес для строительной механики. Максвелл доложил их в 1850 году на одном
из заседаний Эдинбургского королевского общества, что стало свидетельством
первого серьёзного признания его трудов
В 1850 году, несмотря на желание отца оставить сына поближе к себе, было
решено, что Максвелл отправится в Кембриджский университет (все его друзья
уже покинули Шотландию для получения более престижного образования). Осенью
он прибыл в Кембридж, где поступил в самый дешёвый колледж Питерхаус (англ.
Peterhouse), получив комнату в здании самого колледжа. Однако он не был удов-
летворён учебной программой Питерхауса, к тому же не было практически никаких
шансов остаться в колледже после окончания обучения. Многие его родственники
и знакомые, в том числе профессора Джеймс Форбс и Уильям Томсон (будущий лорд
Кельвин), советовали ему поступать в Тринити-колледж; здесь же учились неко-
торые его шотландские друзья. В итоге после первого семестра в Питерхаусе
Джеймс убедил отца в необходимости перевода в Тринити.
В 1852 году Максвелл стал стипендиатом колледжа и получил комнату непосред-
ственно в его здании. В это время он мало занимался научной деятельностью,
Зато много читал, посещал лекции Джорджа Стокса и семинары Уильяма Хопкинса,
готовившего его к сдаче экзаменов, заводил новых друзей, писал ради забавы
стихи. Максвелл принимал активное участие в интеллектуальной жизни универси-
тета. Он был избран в «клуб апостолов», объединявший двенадцать человек с са-
мыми оригинальными и глубокими идеями; там он выступал с докладами на самые
различные темы. Общение с новыми людьми позволило ему компенсировать застен-
чивость и сдержанность, которые выработались у него за годы спокойной жизни
на родине. Распорядок дня Джеймса также представлялся многим необычным: с се-
ми утра до пяти вечера он работал, затем ложился спать, вставал в половине
десятого и принимался за чтение, с двух по полтретьего ночи в качестве заряд-
ки бегал по коридорам общежития, после чего опять спал, уже до самого утра.
К этому времени окончательно сформировались его философские и религиозные
взгляды. В Кембридже Максвелл стал приверженцем теории христианского социа-
лизма, развиваемой теологом Фредериком Денисоном Морисом (англ. Frederick
Denison Maurice), идеологом «широкой церкви» (broad church) и одним из осно-
вателей Рабочего колледжа (Working Men's College). Считая главным способом
совершенствования общества образование и развитие культуры, Джеймс принимал
участие в работе этого учреждения, читал там по вечерам популярные лекции.
Вместе с тем, несмотря на безусловную веру в Бога, он не был слишком религио-
зен , неоднократно получая предупреждения за пропуски церковных служб.
В январе 1854 года Максвелл сдал итоговый трёхступенчатый экзамен по мате-
матике (Mathematical Tripos) и, заняв второе место в списке студентов (Second
Wrangler), получил степень бакалавра. В следующем испытании — письменном ма-
тематическом исследовании на соискание традиционной премии Смита — он решил
задачу, предложенную Стоксом и касавшуюся доказательства теоремы, которая ны-
не называется теоремой Стокса. По итогам этого испытания он разделил премию
со своим однокурсником Эдвардом Раусом (англ. Edward Routh).
После сдачи экзамена Максвелл решил остаться в Кембридже для подготовки к
профессорскому званию. Он занимался с учениками, принимал экзамены в Челтен-
хем-колледже, заводил новых друзей, продолжал сотрудничать с Рабочим коллед-
жем, по предложению редактора Макмиллана начал писать книгу по оптике (она
так и не была закончена), а в свободное время посещал в Гленлэре отца, здоро-
вье которого резко ухудшилось. К этому же времени относится шуточное экспери-
ментальное исследование по «котоверчению», вошедшее в кембриджский фольклор:
его целью было определение минимальной высоты, падая с которой, кошка встаёт
на четыре лапы.
Однако главным научным интересом Максвелла в это время была работа по тео-
рии цветов. Она берёт начало в творчестве Исаака Ньютона, который придержи-
вался идеи о семи основных цветах. Максвелл выступил как продолжатель теории
Томаса Юнга, выдвинувшего идею трёх основных цветов и связавшего их с физио-
логическими процессами в организме человека. Важную информацию содержали сви-
детельства больных цветовой слепотой, или дальтонизмом. В экспериментах по
смешиванию цветов, во многом независимо повторявших опыты Германа Гельмголь-
ца, Максвелл применил «цветовой волчок», диск которого был разделён на окра-
шенные в разные цвета секторы, а также «цветовой ящик», разработанную им са-
мим оптическую систему, позволявшую смешивать эталонные цвета. Подобные уст-
ройства использовались и раньше, однако, лишь Максвелл начал получать с их
помощью количественные результаты и довольно точно предсказывать возникающие
в результате смешения цвета. Так, он продемонстрировал, что смешение синего и
жёлтого цветов даёт не зелёный, как часто полагали, а розоватый оттенок. Опы-
ты Максвелла показали, что белый цвет не может быть получен смешением синего,
красного и жёлтого, как полагали Дэвид Брюстер и некоторые другие учёные, а
основными цветами являются красный, зелёный и синий. Для графического пред-
ставления цветов Максвелл, следуя Юнгу, использовал треугольник, точки внутри
которого обозначают результат смешения основных цветов, расположенных в вер-
шинах фигуры.
К годам работы в Кембридже относится и первый серьёзный интерес Максвелла к
проблеме электричества. Вскоре после сдачи экзамена, в феврале 1854 года, он
обратился к Уильяму Томсону с просьбой порекомендовать литературу по этой те-
матике и порядок её чтения. В то время, когда Максвелл приступил к исследова-
нию электричества и магнетизма, существовали два взгляда на природу электри-
ческих и магнитных эффектов. Большинство континентальных учёных, таких как
Андре Мари Ампер, Франц Нейман (англ. Franz Ernst Neumann) и Вильгельм Вебер,
придерживались концепции дальнодействия, рассматривая электромагнитные силы
как аналог гравитационного притяжения между двумя массами, которые мгновенно
взаимодействуют на расстоянии. Электродинамика, развитая этими физиками,
представляла собой оформившуюся и строгую науку. С другой стороны, Майкл Фа-
радей, первооткрыватель явления электромагнитной индукции, выдвинул идею си-
ловых линий, которые соединяют положительный и отрицательный электрические
заряды или северный и южный полюсы магнита. Согласно Фарадею, силовые линии
заполняют всё окружающее пространство, формируя поле, и обусловливают элек-
трические и магнитные взаимодействия. Максвелл не мог принять концепцию дей-
ствия на расстоянии, она противоречила его физической интуиции, поэтому вско-
ре он перешёл на позиции Фарадея.
Перед Максвеллом встал вопрос построения математической теории, которая
включала бы как фарадеевские представления, так и правильные результаты, по-
лученные приверженцами дальнодействия. Максвелл решил воспользоваться методом
аналогий, успешно применённым Уильямом Томсоном, который ещё в 1842 году под-
метил аналогию между электростатическим взаимодействием и процессами теплопе-
редачи в твёрдом теле. Это позволило ему применить к электричеству результа-
ты, полученные для теплоты, и дать первое математическое обоснование процес-
сам передачи электрического действия посредством некоторой среды. В 1846 году
Томсон изучил аналогию между электричеством и упругостью. Максвелл воспользо-
вался другой аналогией: он разработал гидродинамическую модель силовых линий,
уподобив их трубкам с идеальной несжимаемой жидкостью (векторы магнитной и
электрической индукций аналогичны вектору скорости жидкости), и впервые выра-
зил закономерности полевой картины Фарадея на математическом языке (дифферен-
циальные уравнения). По образному выражению Роберта Милликена, Максвелл «об-
лёк плебейски обнажённое тело фарадеевских представлений в аристократические
одежды математики». Однако вскрыть связь между покоящимися зарядами и «движу-
щимся электричеством» (токами), отсутствие которой, видимо, было одной из ос-
новных его мотиваций в работе, ему в то время не удалось.
В сентябре 1855 года Максвелл посетил конгресс Британской ассоциации
(British Science Association) в Глазго, заехав по пути навестить больного от-
ца , а по возвращении в Кембридж с успехом сдал экзамен на право стать членом
совета колледжа (это подразумевало обет безбрачия). В новом семестре Максвелл
начал читать лекции по гидростатике и оптике. Зимой 1856 года он вернулся в
Шотландию, перевёз отца в Эдинбург и в феврале вернулся в Англию. В это время
он узнал о появлении вакансии профессора натуральной философии Маришаль-
колледжа (Marischai College) в Абердине и решил попробовать получить это ме-
сто , надеясь быть поближе к отцу и не видя ясных перспектив в Кембридже. В
марте Максвелл отвёз отца обратно в Гленлэр, где тому, казалось, стало лучше,
однако 2 апреля отец скончался. В конце апреля Максвелл получил назначение на
пост профессора в Абердине и, проведя лето в родовом имении, в октябре прибыл
на новое место работы.
С первых дней своего пребывания в Абердине Максвелл приступил к налаживанию
преподавания на кафедре натуральной философии, пребывавшей в заброшенном со-
стоянии. Он искал верную методику обучения, пытался приучить студентов к на-
учной работе, однако не слишком преуспел в этом. Его лекции, сдобренные юмо-
ром и игрой слов, часто касались столь сложных вещей, что это многих отпуги-
вало. Они отличались от принятого ранее образца меньшим упором на популяр-
ность изложения и широту тематики, более скромным количеством демонстраций и
большим вниманием, которое уделялось математической стороне дела. Более того,
Максвелл одним из первых стал привлекать студентов к практическим занятиям, а
также организовал для студентов последнего года дополнительные занятия за
рамками стандартного курса
В Абердине произошли серьёзные перемены в личной жизни Максвелла: в феврале
1858 года состоялась его помолвка с Кэтрин Мэри Дьюар, младшей дочерью дирек-
тора (principal) Маришаль-колледжа Дэниела Дьюара (Daniel Dewar), профессора
церковной истории, а в июне состоялась свадьба. Сразу после свадьбы Максвелл
был исключён из числа членов совета Тринити-колледжа, поскольку нарушил обет
безбрачия.
Что касается научной работы в Абердине, то поначалу Максвелл занимался про-
ектированием «динамического волчка», который был создан по его заказу и де-
монстрировал некоторые аспекты теории вращения твёрдых тел. В 1857 году в
«Трудах Кембриджского философского общества» вышла его статья «О фарадеевских
линиях силы» (On Faraday's lines of force), содержавшая результаты исследова-
ний по электричеству за несколько предыдущих лет. В марте Максвелл разослал
её крупнейшим британским физикам, в том числе и самому Фарадею, с которым за-
вязалась дружеская переписка. Ещё одним вопросом, которым он занимался в это
время, была геометрическая оптика. В статье «Об общих законах оптических при-
боров» (On the general laws of optical instruments) были проанализированы ус-
ловия, которыми должен обладать совершенный оптический прибор. Впоследствии
Максвелл не раз возвращался к теме преломления света в сложных системах, при-
меняя свои результаты к работе конкретных устройств.
Однако значительно большее внимание Максвелла в это время привлекало иссле-
дование природы колец Сатурна, предложенное в 1855 году Кембриджским универ-
ситетом на соискание премии Адамса (работу требовалось завершить за два го-
да) . Кольца были открыты Галилео Галилеем в начале XVII века и долгое время
оставались загадкой природы: планета казалась окружённой тремя сплошными кон-
центрическими кольцами, состоящими из вещества неизвестной природы (третье
кольцо было открыто незадолго до этого Джорджем Бондом). Уильям Гершель счи-
тал их сплошными твёрдыми объектами. Пьер Симон Лаплас доказывал, что твёрдые
кольца должны быть неоднородными, очень узкими и обязательно должны вращать-
ся. Проведя математический анализ различных вариантов строения колец, Мак-
свелл убедился, что они не могут быть ни твёрдыми, ни жидкими (в последнем
случае кольцо быстро разрушилось бы, распавшись на капли). Он пришёл к заклю-
чению, что подобная структура может быть устойчивой только в том случае, если
состоит из роя не связанных между собой метеоритов. Устойчивость колец обес-
печивается их притяжением к Сатурну и взаимным движением планеты и метеори-
тов . При помощи Фурье-анализа Максвелл изучил распространение волн в таком
кольце и показал, что при определённых условиях метеориты не сталкиваются ме-
жду собой. Для случая двух колец он определил, при каких соотношениях их ра-
диусов наступает состояние неустойчивости. За эту работу ещё в 1857 году Мак-
свелл получил премию Адамса, однако, продолжал трудиться над этой темой, ито-
гом чего стала издание в 1859 году трактата «Об устойчивости движения колец
Сатурна» (On the stability of the motion of Saturn's rings). Эта работа сразу
получила признание в научных кругах. Королевский астроном Джордж Эйри объявил
её самым блестящим применением математики к физике, которое он когда-либо ви-
дел. Позже, под влиянием методов кинетической теории газов, Максвелл попытал-
ся развить кинетическую теорию колец, однако не преуспел в этом начинании.
Эта задача оказалась гораздо сложнее, чем в случае газов, из-за неупругости
столкновений метеоритов и существенной анизотропии распределения их скоро-
стей. В 1895 году Джеймс Килер и Аристарх Белопольский измерили доплеровский
сдвиг разных частей колец Сатурна и обнаружили, что внутренние части движутся
быстрее, чем внешние. Это стало подтверждением вывода Максвелла о том, что
кольца состоят из множества малых тел, подчиняющихся законам Кеплера. Работа
Максвелла по устойчивости колец Сатурна считается «первой работой по теории
коллективных процессов, выполненной на современном уровне»
Другим основным научным занятием Максвелла в это время стала кинетическая
теория газов, основанная на представлениях о теплоте как роде движения части-
чек газа (атомов или молекул). Максвелл выступил в качестве продолжателя идей
Рудольфа Клаузиуса, который ввёл понятия средней длины свободного пробега и
средней скорости молекул (предполагалось, что в состоянии равновесия все мо-
лекулы имеют одну и ту же скорость) . Клаузиус же ввёл в кинетическую теорию
элементы теории вероятностей. Максвелл решил заняться этой темой после про-
чтения работы немецкого учёного в выпуске журнала Philosophical Magazine за
февраль 1859 года, первоначально имея целью опровергнуть взгляды Клаузиуса,
но затем признал их заслуживающими внимания и развития. Уже в сентябре 1859
года Максвелл выступил на заседании Британской ассоциации в Абердине с докла-
дом о своей работе. Результаты, содержавшиеся в докладе, были опубликованы в
статье «Пояснения к динамической теории газов» (Illustrations of the
Dynamical Theory of Gases), вышедшей в трёх частях в январе и июле 1860 года.
Максвелл исходил из представления о газе как об ансамбле множества идеально
упругих шариков, хаотически движущихся в замкнутом пространстве и сталкиваю-
щихся друг с другом. Шарики-молекулы можно разделить на группы по скоростям,
при этом в стационарном состоянии число молекул в каждой группе остаётся по-
стоянным, хотя они могут менять скорость после столкновений. Из такого рас-
смотрения следовало, что в равновесии частицы имеют не одинаковую скорость, а
распределяются по скоростям в соответствии с кривой Гаусса (распределение
Максвелла). С помощью полученной функции распределения Максвелл рассчитал ряд
величин, играющих важную роль в явлениях переноса: число частиц в определён-
ном диапазоне скоростей, среднюю скорость и средний квадрат скорости. Полная
функция распределения вычислялась как произведение функций распределения для
каждой из координат. Это подразумевало их независимость, что многим тогда ка-
залось неочевидным и требовало доказательства (оно было дано позже).
Далее Максвелл уточнил численный коэффициент в выражении для средней длины
свободного пробега, а также доказал равенство средних кинетических энергий в
равновесной смеси двух газов. Рассмотрев проблему внутреннего трения (вязко-
сти) , Максвелл смог впервые оценить значение средней длины пробега, получив
правильный порядок величины. Другим следствием теории был казавшийся парадок-
сальным вывод о независимости коэффициента внутреннего трения газа от его
плотности, что было впоследствии подтверждено экспериментально. Кроме того,
из теории непосредственно следовало объяснение закона Авогадро. Таким обра-
зом, в работе 1860 года Максвелл фактически построил первую в истории физики
статистическую модель микропроцессов, которая легла в основу развития стати-
стической механики.
Во второй части статьи Максвелл, в добавление к внутреннему трению, рас-
смотрел с тех же позиций другие процессы переноса — диффузию и теплопровод-
ность . В третьей части он обратился к вопросу о вращательном движении сталки-
вающихся частиц и впервые получил закон равнораспределения кинетической энер-
гии по поступательным и вращательным степеням свободы. О результатах примене-
ния своей теории к явлениям переноса учёный доложил на очередном съезде Бри-
танской ассоциации в Оксфорде в июне 1860 года.
Пример распределения Максвелла.
Максвелл был вполне доволен своим местом работы, которое требовало его при-
сутствия только с октября по апрель; остальное время он проводил в Гленлэре.
Ему нравилась атмосфера свободы в колледже, отсутствие жёстких обязанностей,
хотя он, как один из четырёх риджентов (regent), должен был посещать иногда
заседания сената колледжа. К тому же, раз в неделю в так называемой Абердин-
ской научной школе (Aberdeen School of Science) он читал платные лекции прак-
тической направленности для ремесленников и механиков, по-прежнему, как и в
Кембридже, испытывая интерес к обучению рабочих. Положение Максвелла измени-
лось в конце 1859 года, когда вышло постановление об объединении двух абер-
динских колледжей — Маришаль-колледжа и Кингс-колледжа — в рамках Абердинско-
го университета. В этой связи с сентября 1860 года упразднялось место профес-
сора, занимавшееся Максвеллом (объединённая кафедра была отдана влиятельному
профессору Кингс-колледжа Дэвиду Томсону). Попытка выиграть конкурс на долж-
ность профессора натуральной философии Эдинбургского университета, освободив-
шуюся после ухода Форбса, провалилась: эту позицию получил его старый друг
Питер Тэт. В начале лета 1860 года Максвелл получил приглашение занять пост
профессора кафедры натуральной философии лондонского Кингс-колледжа.
Лето и начало осени 1860 года до переезда в Лондон Максвелл провёл в родном
имении Гленлэр, где тяжело заболел оспой и выздоровел лишь благодаря заботам
жены. Работа в Кингс-колледже, где делался упор на экспериментальную науку
(здесь были одни из лучших по оснащённости физические лаборатории) и где обу-
чалось большое число студентов, оставляла ему мало свободного времени. Впро-
чем, он успевал проводить домашние эксперименты с мыльными пузырями и цвето-
вым ящиком, опыты по измерению вязкости газов. В 1861 году Максвелл вошёл в
состав Комитета по эталонам, задачей которого было определение основных элек-
трических единиц. В качестве материала эталона электрического сопротивления
был взят сплав платины и серебра. Результаты тщательных измерений были опуб-
ликованы в 1863 году и стали основанием для рекомендации Международным кон-
грессом электриков (1881) ома, ампера и вольта в качестве основных единиц.
Максвелл продолжал также заниматься теорией упругости и расчётом сооружений,
рассматривал методами графостатики напряжения в фермах (теорема Максвелла),
анализировал условия равновесия сферических оболочек, развивал методы по-
строения диаграмм внутренних напряжений в телах. За эти работы, имеющие важ-
ное практическое значение, ему была присуждена премия Кейта (Keith Medal)
Эдинбургского королевского общества
В июне 1860 года на съезде Британской ассоциации в Оксфорде Максвелл сделал
доклад о своих результатах в области теории цветов, подкрепив их эксперимен-
тальными демонстрациями с помощью цветового ящика. Позже в том же году Лон-
донское королевское общество наградило его медалью Румфорда за исследования
по смешению цветов и оптике. 17 мая 1861 года на лекции в Королевском инсти-
туте (Royal Institution) на тему «О теории трёх основных цветов» Максвелл
представил ещё одно убедительное доказательство правильности своей теории —
первую в мире цветную фотографию, идея которой возникла у него ещё в 1855 го-
ду. Вместе с фотографом Томасом Саттоном (англ. Thomas Sutton) было получено
три негатива цветной ленты на стекле, покрытом фотографической эмульсией
(коллодий). Негативы были сняты через зелёный, красный и синий фильтры (рас-
творы солей различных металлов). Освещая затем негативы через те же фильтры,
удалось получить цветное изображение. Как было показано спустя почти сто лет
сотрудниками фирмы «Кодак», воссоздавшими условия опыта Максвелла, имевшиеся
фотоматериалы не позволяли продемонстрировать цветную фотографию и, в частно-
сти, получить красное и зелёное изображения. По счастливому совпадению, полу-
ченное Максвеллом изображение образовалось в результате смешения совсем иных
цветов — волн в синем диапазоне и ближнем ультрафиолете. Тем не менее, в опы-
те Максвелла содержался верный принцип получения цветной фотографии, исполь-
зованный спустя многие годы, когда были открыты светочувствительные красите-
ли .
«Тартановая лента» — первая в мире цветная фотография.
Под влиянием идей Фарадея и Томсона Максвелл пришёл к выводу, что магнетизм
имеет вихревую природу, а электрический ток — поступательную. Для наглядного
описания электромагнитных эффектов он создал новую, чисто механическую мо-
дель , согласно которой вращающиеся «молекулярные вихри» производят магнитное
поле, тогда как мельчайшие передаточные «холостые колёса» обеспечивают враще-
ние вихрей в одну сторону. Поступательное движение этих передаточных колёс
(«частичек электричества», по терминологии Максвелла) обеспечивает формирова-
ние электрического тока. При этом магнитное поле, направленное вдоль оси вра-
щения вихрей, оказывается перпендикулярным направлению тока, что нашло выра-
жение в обоснованном Максвеллом «правиле буравчика». В рамках данной механи-
ческой модели удалось не только дать адекватную наглядную иллюстрацию явления
электромагнитной индукции и вихревого характера поля, порождаемого током, но
и ввести эффект, симметричный фарадеевскому: изменения электрического поля
(так называемый ток смещения, создаваемый сдвигом передаточных колёс, или
связанных молекулярных зарядов, под действием поля) должны приводить к воз-
никновению магнитного поля. Ток смещения непосредственно привёл к уравнению
непрерывности для электрического заряда, то есть к представлению о незамкну-
тых токах (ранее все токи считались замкнутыми). Соображения симметрии урав-
нений при этом, видимо, не играли никакой роли. Знаменитый физик Дж. Дж. Том-
сон назвал открытие тока смещения «величайшим вкладом Максвелла в физику».
Эти результаты были изложены в статье «О физических силовых линиях» (On
physical lines of force), опубликованной в нескольких частях в 1861—1862 го-
дах.
В той же статье Максвелл, перейдя к рассмотрению распространения возмущений
в своей модели, подметил сходство свойств своей вихревой среды и светоносного
эфира Френеля. Это нашло выражение в практическом совпадении скорости распро-
странения возмущений (отношения электромагнитной и электростатической единиц
электричества, определённой Вебером и Рудольфом Кольраушем) и скорости света,
измеренной Ипполитом Физо. Таким образом, Максвелл сделал решительный шаг к
построению электромагнитной теории света.
Впрочем, эта среда (эфир) и её свойства не представляли первоочередного ин-
тереса для Максвелла, хотя он, безусловно, разделял представление об электро-
магнетизме как о результате применения законов механики к эфиру. Как отмечал
по этому поводу Анри Пуанкаре, «Максвелл не даёт механического объяснения
электричества и магнетизма; он ограничивается тем, что доказывает возможность
такого объяснения».
В 1864 году вышла следующая статья Максвелла «Динамическая теория электро-
магнитного поля» (A dynamical theory of the electromagnetic field), в которой
была дана более развёрнутая формулировка его теории (здесь впервые появился
сам термин «электромагнитное поле»). При этом он отбросил грубую механическую
модель (подобные представления, по признанию учёного, вводились исключительно
«как иллюстративные, а не как объясняющие»), оставив чисто математическую
формулировку уравнений поля (уравнения Максвелла), которое впервые трактова-
лось как физически реальная система с определённой энергией. По-видимому, это
связано с первым осознанием реальности запаздывающего взаимодействия зарядов
(и запаздывающего взаимодействия вообще), обсуждаемого Максвеллом. В этой же
работе он фактически предсказал существование электромагнитных волн, хотя,
следуя Фарадею, писал лишь о магнитных волнах (электромагнитные волны в пол-
ном смысле этого слова появились в статье 1868 года). Скорость этих попереч-
ных волн оказалась равна скорости света, и таким образом окончательно оформи-
лось представление об электромагнитной природе света. Более того, в этой же
работе Максвелл применил свою теорию к проблеме распространения света в кри-
сталлах, диэлектрическая или магнитная проницаемости которых зависят от на-
правления, и в металлах, получив волновое уравнение с учётом проводимости ма-
териала .
Параллельно своим занятиям электромагнетизмом Максвелл в Лондоне поставил
несколько экспериментов по проверке своих результатов в кинетической теории.
Им был сконструирован специальный прибор для определения вязкости воздуха, и
с его помощью он убедился в справедливости вывода о независимости коэффициен-
та внутреннего трения от плотности (эти опыты он проводил вместе со своей же-
ной) . Впоследствии лорд Рэлей писал, что «во всей области науки нет более
красивого или многозначительного открытия, чем неизменность вязкости газа при
всех плотностях». После 1862 года, когда Клаузиус выступил с критикой ряда
положений теории Максвелла (особенно в отношении вопросов теплопроводности),
тот согласился с этими замечаниями и приступил к исправлению результатов. Од-
нако вскоре он пришёл к заключению о непригодности метода, основанного на
представлении о средней длине свободного пробега, для рассмотрения процессов
переноса (об этом говорила невозможность объяснения температурной зависимости
вязкости).
В 1865 году Максвелл решил покинуть Лондон и вернуться в родное имение.
Причиной этого стало желание больше времени уделять научной работе, а также
педагогические неудачи: ему никак не удавалось поддерживать дисциплину на
своих чрезвычайно сложных лекциях. Вскоре после переезда в Гленлэр он тяжело
заболел рожистым воспалением головы в результате ранения, полученного на од-
ной из конных прогулок. После выздоровления Максвелл активно взялся за хозяй-
ственные дела, перестройку и расширение своего поместья. Он регулярно посещал
Лондон, а также Кембридж, где принимал участие в приёме экзаменов. Под его
влиянием в экзаменационную практику стали вводиться вопросы и задачи приклад-
ного характера. Так, в 1869 году он предложил для экзамена исследование, ко-
торое представляло собой первую теорию дисперсии, основанную на взаимодейст-
вии падающей волны с молекулами, обладающими некоторой частотой собственных
колебаний. Полученная в этой модели зависимость показателя преломления от
частоты была независимо выведена через три года Вернером фон Зельмейером
(Werner von Sellmeier). Теория дисперсии Максвелла—Зельмейера нашла подтвер-
ждение в конце XIX века в опытах Генриха Рубенса (англ. Heinrich Rubens).
Весну 1867 года Максвелл вместе со своей часто болевшей женой по совету
врача провёл в Италии, познакомился с достопримечательностями Рима и Флорен-
ции, встретился с профессором Карло Маттеуччи (англ. Carlo Matteucci), прак-
тиковался в языках (он хорошо знал греческий, латинский, итальянский, фран-
цузский и немецкий). Через Германию, Францию и Голландию они вернулись на ро-
дину. В 1870 году Максвелл выступил в качестве президента секции математики и
физики на съезде Британской ассоциации в Ливерпуле.
Максвелл продолжал заниматься вопросами кинетической теории, построив в ра-
боте «По поводу динамической теории газов» (On the dynamical theory of gases,
1866) более общую, чем ранее, теорию процессов переноса. В результате своих
опытов по измерению вязкости газов он решил отказаться от представления о мо-
лекулах как об упругих шариках. В новой работе он рассматривал молекулы как
малые тела, отталкивающие друг друга с силой, зависящей от расстояния между
ними (из своих опытов он вывел, что это отталкивание обратно пропорционально
расстоянию в пятой степени). Феноменологически рассмотрев вязкость среды на
основании такой простейшей для расчётов модели молекул («максвелловские моле-
кулы») , он впервые ввёл понятие времени релаксации, как времени установления
равновесия. Далее он математически разобрал с единых позиций процессы взаимо-
действия двух молекул одного или разных видов, впервые введя в теорию инте-
грал по столкновениям, обобщённый впоследствии Людвигом Больцманом. Рассмот-
рев процессы переноса, он определил значения коэффициентов диффузии и тепло-
проводности, связав их с экспериментальными данными. Хотя отдельные утвержде-
ния Максвелла оказались неверными (например, законы взаимодействия молекул
более сложны), развитый им общий подход оказался весьма плодотворным. В част-
ности, были заложены основы теории вязкоупругости на базе модели среды, из-
вестной как «среда Максвелла» (Maxwell material). В той же работе 1866 года
он дал новый вывод распределения молекул по скоростям, исходя из условия,
позже названного принципом детального равновесия.
Много внимания Максвелл уделял написанию своих монографий по кинетической
теории газов и по электричеству. В Гленлэре он закончил свой учебник «Теория
теплоты» (Theory of Heat), изданный в 1871 году и несколько раз переиздавав-
шийся ещё при жизни автора. Большая часть этой книги была посвящена феномено-
логическому рассмотрению тепловых явлений. В последней главе содержались ос-
новные сведения по молекулярно-кинетической теории в сочетании со статистиче-
скими идеями Максвелла. Там же он выступил против второго начала термодинами-
ки в формулировке Томсона и Клаузиуса, приводившей к «тепловой смерти Вселен-
ной». Не соглашаясь с этой чисто механической точкой зрения, он первым осоз-
нал статистический характер второго начала. Согласно Максвеллу, оно может на-
рушаться отдельными молекулами, но остаётся справедливым для больших совокуп-
ностей частиц. Для иллюстрации этого положения он предложил парадокс, извест-
ный как «демон Максвелла» (термин предложен Томсоном, сам Максвелл предпочи-
тал слово «клапан»). Он состоит в том, что некоторая управляющая система
(«демон») способна уменьшать энтропию системы без затраты работы. Парадокс
демона Максвелла был разрешён уже в XX столетии в работах Мариана Смолухов-
ского, указавшего на роль флуктуаций в самом управляющем элементе, и Лео Сци-
ларда, показавшего, что получение «демоном» информации о молекулах приводит к
повышению энтропии. Таким образом, второе начало термодинамики не нарушается.
В 1868 году Максвелл опубликовал очередную статью по электромагнетизму. Го-
дом ранее появился повод существенно упростить изложение результатов работы.
Он прочитал «Элементарный трактат о кватернионах» (An elementary treatise on
quaternions) Питера Тэта и решил применить кватернионную запись к многочис-
ленным математическим соотношениям своей теории, что позволяло сократить и
прояснить их запись. Одним из наиболее полезных инструментов стал гамильтонов
оператор набла, название которого было предложено Уильямом Робертсоном Сми-
том, другом Максвелла, по аналогии с древнеассирийским видом арфы с треуголь-
ным остовом. Максвелл написал шуточную оду «Шеф-музыканту по игре на набла»,
посвящённую Тэту. Успех этого стихотворения обеспечил закрепление нового тер-
мина в научном обиходе. Максвеллу принадлежала и первая запись уравнений
электромагнитного поля в инвариантном векторном виде через гамильтонов опера-
тор. Стоит отметить, что Тэту он обязан своим псевдонимом dp/dt, которым под-
писывал письма и стихи. Дело в том, что в своём «Трактате о натурфилософии»
Томсон и Тэт представили второе начало термодинамики в виде JCM = dp/dt. По-
скольку левая часть совпадает с инициалами Максвелла, тот решил в дальнейшем
использовать для подписи правую часть. Среди других достижений гленлэрского
периода статья под названием «О регуляторах» (On governors, 1868), в которой
дан анализ устойчивости центробежного регулятора методами теории малых коле-
баний .
В 1868 году Максвелл отказался занять пост ректора университета Сент-
Эндрюс, не желая расстаться с уединённой жизнью в имении. Однако спустя три
года он после долгих колебаний всё же принял предложение возглавить только
что организованную физическую лабораторию Кембриджского университета и занять
соответствующую должность профессора экспериментальной физики (до этого от
приглашения отказались Уильям Томсон и Герман Гельмгольц). Лаборатория была
названа в честь учёного-отшельника Генри Кавендиша, чей внучатый племянник
герцог Девонширский был в это время канцлером университета, и выделил финансы
на её строительство. Образование первой лаборатории в Кембридже соответство-
вало осознанию значимости экспериментальных исследований для дальнейшего про-
гресса науки. 8 марта 1871 года Максвелл получил назначение и сразу же при-
ступил к исполнению своих обязанностей. Он налаживал работы по строительству
и оснащению лаборатории (первоначально использовались его личные приборы),
читал лекции по экспериментальной физике (курсы теплоты, электричества и маг-
нетизма) .
В 1873 году вышел капитальный двухтомный труд Максвелла «Трактат об элек-
тричестве и магнетизме» (A Treatise on Electricity and Magnetism), содержав-
ший сведения о существовавших ранее теориях электричества, методах измерения
и особенностях экспериментальной аппаратуры, но основное внимание было уделе-
но трактовке электромагнетизма с единых, фарадеевских позиций. При этом изло-
жение материала было построено даже в ущерб собственным идеям Максвелла.
В «Трактате» содержались основные уравнения электромагнитного поля, извест-
ные ныне как уравнения Максвелла. Впрочем, они были представлены в не слишком
удобной форме (через скалярный и векторный потенциалы, к тому же в кватерни-
онной записи), и их было довольно много — двенадцать. Впоследствии Генрих
Герц и Оливер Хевисайд переписали их через векторы электрического и магнитно-
го поля, получив в итоге четыре уравнения в современной форме. Хевисайд также
впервые отметил симметрию уравнений Максвелла. Непосредственным следствием
этих уравнений стало предсказание существования электромагнитных волн, экспе-
риментально открытых Герцем в 1887—1888 годах. Другими важнейшими результата-
ми, изложенными в «Трактате», стали доказательство электромагнитной природы
света и предсказание эффекта давления света (как результата пондеромоторного
действия электромагнитных волн), обнаруженного много позже в знаменитых опы-
тах Петра Лебедева. На основе своей теории Максвелл также дал объяснение
влиянию магнитного поля на распространение света (эффект Фарадея). Ещё одно
доказательство справедливости теории Максвелла — квадратичная связь между оп-
тическими (показатель преломления) и электрическими (диэлектрическая прони-
цаемость) характеристиками среды — было опубликовано Людвигом Больцманом
вскоре после выхода «Трактата».
Фундаментальная работа Максвелла была прохладно принята большинством кори-
феев тогдашней науки — Стоксом, Эйри, Томсоном (он назвал теорию своего друга
«любопытной и оригинальной, но не слишком логичной гипотезой», и лишь после
опытов Лебедева эта его убеждённость была несколько поколеблена), Гельмголь-
цем, который безуспешно пытался примирить новые взгляды со старыми теориями
на основе дальнодействия. Тэт посчитал основным достижением «Трактата» лишь
окончательное развенчание дальнодействия. Особенно трудной для понимания была
концепция тока смещения, который должен существовать даже в отсутствие мате-
рии, то есть в эфире. Даже Герц, ученик Гельмгольца, избегал ссылок на Мак-
свелла, работы которого были крайне непопулярны в Германии, и писал, что его
опыты по созданию электромагнитных волн «убедительны вне зависимости от какой
бы то ни было теории». Не способствовали пониманию новых идей и особенности
стиля — недостатки обозначений и зачастую сумбурность изложения, что отмеча-
ли, например, французские учёные Анри Пуанкаре и Пьер Дюэм.
Лишь некоторые учёные, в основном молодые, всерьёз заинтересовались теорией
Максвелла: Артур Шустер (англ. Arthur Schuster), впервые прочитавший в Манче-
стере курс лекций на базе «Трактата»; Оливер Лодж, задавшийся целью обнару-
жить электромагнитные волны; Джордж Фицджеральд, безуспешно пытавшийся убе-
дить Томсона (в то время уже лорда Кельвина) в справедливости максвелловских
представлений; Людвиг Больцман; русские учёные Николай Умов и Александр Сто-
летов . Знаменитый голландский физик Хендрик Антон Лоренц, в своей работе од-
ним из первых применивший теорию Максвелла, много лет спустя писал:
«Трактат об электричестве и магнетизме» произвёл на меня, пожалуй, одно из
самых сильных впечатлений в жизни: толкование света как электромагнитного яв-
ления по своей смелости превзошло всё, что я до сих пор знал. Но книга Мак-
свелла была не из лёгких!»
16 июня 1874 года состоялось торжественное открытие трёхэтажного здания Ка-
вендишской лаборатории. В тот же день герцог Девонширский передал Максвеллу
двадцать пакетов с рукописями Генри Кавендиша. Следующие пять лет Максвелл
работал над наследием этого нелюдимого учёного, сделавшего, как выяснилось,
ряд выдающихся открытий: измерил ёмкости и диэлектрические постоянные ряда
веществ, определил сопротивление электролитов и предвосхитил открытие закона
Ома, установил закон взаимодействия зарядов (известный как закон Кулона).
Максвелл внимательно изучал особенности и условия кавендишевских опытов, мно-
гие из них были воспроизведены в лаборатории. В октябре 1879 года под его ре-
дакцией вышло двухтомное собрание сочинений «Электрические исследования дос-
топочтенного Генри Кавендиша» (The Electrical Researches of the Honourable
Henry Cavendish).
В 1870-е годы Максвелл активно занялся популяризацией науки. Он написал не-
сколько статей для энциклопедии «Британника» («Атом», «Притяжение», «Эфир» и
другие). В том же 1873 году, когда вышел «Трактат об электричестве и магне-
тизме» , была опубликована небольшая книга «Материя и движение». До последних
дней жизни он трудился над книгой «Электричество в элементарном изложении»,
вышедшей в 1881 году. В своих популярных сочинениях он позволял себе более
вольно излагать свои идеи, взгляды на атомно-молекулярное строение тел (и да-
же эфира) и роль статистических подходов, делиться с читателями своими сомне-
ниями (например, по поводу неделимости атомов или бесконечности мира). Надо
сказать, что сама идея атома тогда отнюдь не считалась бесспорной. Максвелл,
будучи сторонником идей атомизма, выделил ряд проблем, неразрешимых в то вре-
мя : что есть молекула, и каким образом атомы формируют её? какова природа
межатомных сил? как понять тождественность и неизменность всех атомов или мо-
лекул данного вещества, как это следует из спектроскопии? Ответы на эти во-
просы были даны лишь после появления квантовой теории.
В Кембридже Максвелл продолжал разрабатывать конкретные вопросы молекуляр-
ной физики. В 1873 году, следуя данным работ Иоганна Лошмидта, он вычислил
размеры и массы молекул ряда газов, определил значение постоянной Лошмидта. В
результате дискуссии о равновесии вертикального столба газа он дал простой
вывод обобщённого распределения молекул в потенциальном силовом поле, ранее
полученного Больцманом (распределение Максвелла—Больцмана). В 1875 году, по-
сле появления работы Яна Дидерика Ван-дер-Ваальса, он доказал, что на кривой
перехода между газообразным и жидким состояниями прямая, соответствующая пе-
реходной области, отсекает равные площади (правило Максвелла).
В последние годы Максвелл уделял много внимания работам Уилларда Гиббса,
развивавшего геометрические методы в приложении к термодинамике. Эти методы
были взяты Максвеллом на вооружение при подготовке переизданий «Теории тепло-
ты» и всячески пропагандировались в статьях и выступлениях. На их основе он
дал правильное истолкование понятия энтропии (и даже приблизился к её трак-
товке как свойства, зависящего от знаний о системе) и получил четыре термоди-
намических соотношения (так называемые соотношения Максвелла). Он изготовил
несколько моделей термодинамических поверхностей, одну из которых послал Гиб-
бсу.
В 1879 году вышли две последние работы Максвелла по молекулярной физике. В
первой из них были даны основы теории неоднородных разрежённых газов. Он так-
же рассмотрел взаимодействие газа с поверхностью твёрдого тела в связи с теп-
ловым действием света в радиометре, изобретённом Уильямом Круксом (первона-
чально предполагалось, что этот прибор фиксирует давление света). Во второй
статье, «О теореме Больцмана о среднем распределении энергии в системе мате-
риальных точек» (On Boltzmann's theorem on the average distributionof energy
in a system of material points), Максвелл ввёл использующиеся поныне термины
«фаза системы» (для совокупности координат и импульсов) и «степень свободы
молекулы», фактически высказал эргодическую гипотезу для механических систем
с постоянной энергией, рассмотрел распределение газа под действием центробеж-
ных сил, то есть заложил основы теории центрифугирования. Эта работа стала
важным этапом на пути создания статистической механики, развитой впоследствии
в работах Гиббса.
В Кембридже Максвелл выполнял различные административные обязанности, яв-
лялся членом совета сената университета, был членом комиссии по реформе мате-
матического экзамена и одним из организаторов нового, естественнонаучного эк-
замена, избирался президентом Кембриджского философского общества (1876—
1877) . В это время появились первые его ученики — Джордж Кристал (англ.
George Chrystal), Ричард Глэйзбрук (англ. Richard Glazebrook) (Максвелл
исследовал совместно с ним распространение волн в двухосных кристаллах),
Артур Шустер, Амброз Флеминг, Джон Генри Пойнтинг. Как правило, Максвелл
оставлял выбор темы исследований на усмотрение учеников, но при необходимости
был готов дать полезный совет. Сотрудники отмечали его простоту,
сосредоточенность на своих исследованиях, способность глубоко проникать в
суть проблемы, проницательность, восприимчивость к критике, отсутствие
стремления к славе, но в то же время способность к утончённому сарказму.
Первые симптомы болезни появились у Максвелла ещё в начале 1877 года. По-
степенно у него затруднялось дыхание, стало трудно проглатывать пищу, появи-
лись боли. Весной 1879 года он с трудом читал лекции, быстро уставал. В июне
вместе с женой он вернулся в Гленлэр, его состояние постоянно ухудшалось.
Врачи определили диагноз — рак брюшной полости. В начале октября окончательно
ослабевший Максвелл вернулся в Кембридж под присмотр известного доктора
Джеймса Паджета (англ. James Paget). Вскоре, 5 ноября 1879 года, учёный скон-
чался .
танских колоний в
Франклина находится
с 1928 года.
Бенджамин Франклин (англ. Benjamin Franklin; 1706—1790)
— политический деятель, дипломат, учёный, изобретатель,
журналист, издатель. Один из лидеров войны за независи-
мость США. Один из разработчиков дизайна Большой Государ-
ственной Печати США (Великой печати). Первый американец,
ставший иностранным членом Российской академии наук.
Бенджамин Франклин — единственный из отцов-основателей,
скрепивший своей подписью все три важнейших исторических
документа, что лежат в основе образования Соединенных
Штатов Америки как независимого государства: Декларацию
независимости США, Конституцию США и Версальский мирный
договор 1783 года (Второй Парижский мирный договор), фор-
мально завершивший войну за независимость тринадцати бри-
Северной Америке от Великобритании. Портрет Бенджамина
на стодолларовой купюре федеральной резервной системы США
Был 15-м ребёнком в семье (всего 17 детей) эмигранта из Англии Джозайя
Франклина (1652—1745) — ремесленника, занимающегося изготовлением мыла и све-
чей . Образование получил самостоятельно. Джозайя хотел, чтобы сын ходил в
школу, но денег у него хватило только на два года обучения. С 12-ти лет Бенд-
жамин начал работать подмастерьем в типографии своего брата Джеймса, а печат-
ное дело стало его основной специальностью на многие годы.
В 1727 году основал в Филадельфии собственную типографию. Издавал (1729—
1748) «Пенсильванскую газету», в 1732—1758 — ежегодник «Альманах бедного
Ричарда».
В 1728 году Бенджамин Франклин основал Филадельфийский дискуссионный кружок
ремесленников и торговцев «Клуб кожаных фартуков» («Джунто»), превратившийся
в 1743 году в Американское философское общество, членами которого с 1770-х и
до 1860-х было избрано 24 русских учёных, в том числе Т.И. фон Клингштадт
(1773), Е.Р. Дашкова (1789), П.С. Паллас (1791), Ф.П. Аделунг (1818), И.Ф.
Крузенштерн (1824), В.Я. Струве (1853).
Основал в 1731 первую в Америке публичную библиотеку, в 1743 — Американское
философское общество, в 1751 Филадельфийскую академию, ставшую основой Пен-
сильванского университета. С 1737 по 1753 г. исполнял должность почтмейстера
Пенсильвании, с 1753 по 1774 — ту же должность в масштабе всех североамери-
канских колоний.
В 1776 году был направлен в качестве посла во Францию с целью добиться сою-
за с нею против Англии, а также займа. Был избран членом академий многих
стран, в том числе и Российской академии наук (1789 год, первый американский
член Петербургской АН).
Один из авторов американской Конституции (1787 г.). Автор афоризма «Время —
деньги» (из «Советов молодому купцу», 1748).
В основе политических воззрений Бенджамина Франклина лежала концепция есте-
ственных и неотъемлемых прав человека, к которым он относил жизнь, свободу,
собственность. Выступал за отделение колоний от метрополии и провозглашение
политической независимости, против усиления роли исполнительной власти, в ча-
стности, против предоставления Джорджу Вашингтону чрезвычайных полномочий, за
установление всеобщего избирательного права, не ограниченного имущественным
цензом, был решительным противником рабства. По своим философским воззрениям
Бенджамин Франклин примыкал к деизму. Ортодоксальной церковной догме противо-
поставлял идею «естественной религии», в которой роль бога сводилась к акту
сотворения мира. Сформулировал трудовую теорию стоимости.
Решением Всемирного Совета Мира имя Франклина включено в список наиболее
выдающихся представителей Человечества.
Научная и изобретательская деятельность:
• Ввёл общепринятое теперь обозначение электрически заряженных состояний
«+» и «—»;
• объяснил принцип действия лейденской банки, установив, что главную роль
в ней играет диэлектрик, разделяющий проводящие обкладки;
• установил тождество атмосферного и получаемого с помощью трения электри-
чества и привел доказательство электрической природы молнии;
• установил, что металлические острия, соединённые с землёй, снимают элек-
трические заряды с заряженных тел даже без соприкосновения с ними, и
предложил в 1752 году проект молниеотвода;
• выдвинул идею электрического двигателя и продемонстрировал «электриче-
ское колесо», вращающееся под действием электростатических сил;
• впервые применил электрическую искру для взрыва пороха;
• собрал обширные данные о штормовых ветрах (норд-остах) и предложил тео-
рию, объяснявшую их происхождение;
• получил патент на конструкцию кресла-качалки;
• изобрёл экономичную малогабаритную печь для дома (1742) (названия:
Franklin stove — печь Франклина, или Pennsylvania fireplace — пенсиль-
ванский камин);
• усовершенствовал стеклянную гармонику;
• разработал собственную систему управления временем;
• изобрёл бифокальные очки (1784) ;
• при его участии были проведены измерения скорости, ширины и глубины
Гольфстрима, и это течение, название которому дал Бенджамин Франклин,
было нанесено на карту (1770).
Будучи почт-директором, он обратил внимание на жалобы, что почтовые пакеты,
высылаемые из Фалмута в Нью-Йорк, шли на две недели дольше, чем обыкновенные
торговые суда из Лондона в Нью-Порт (город несколько восточнее Нью-Йорка).
Оказалось, что виной тому был Гольфстрим. Почтовыми судами командовали анг-
лийские моряки, незнакомые с этим течением, а торговыми судами — американские
моряки, которые смолоду принимали участие в морских промыслах у берегов Аме-
рики. По настоянию Франклина моряки стали наносить свои наблюдения на карты,
результатом чего стала первая карта Гольфстрима.
Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В
1750 он опубликовал работу, в которой предложил провести эксперимент с ис-
пользованием воздушного змея, запущенного в грозу. Такой опыт был проведён 10
мая 1752 французским учёным Томасом-Франсуа Далибардом (фр. Thomas-Francois
Dalibard). Не зная об опыте Далибарда, Франклин провёл свой собственный экс-
перимент с воздушным змеем 15 июня в Филадельфии. Опыт Франклина был описан в
работе Джозефа Пристли (англ. Joseph Priestley) «История и теперешнее состоя-
ние электричества» (англ. History and Present Status of Electricity) 1767 го-
да. Пристли говорит о том, что Франклин был изолирован в процессе эксперимен-
та, чтобы избежать создания смертельно опасного контура протекания тока (не-
которые исследователи погибли во время проведения подобных экспериментов: в
1753 году при исследовании атмосферного электричества незаземлённым прибором
погиб российский учёный Георг Рихман). В своих записях Франклин говорит о
том, что знал об опасности, и нашёл альтернативный путь демонстрации электри-
ческой природы молнии, о чём говорит использование им заземления. Распростра-
нённая версия проведения опыта гласит о том, что Франклин не стал дожидаться,
когда молния ударит в запущенного змея (это было бы смертельно опасно). Вме-
сто этого он запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает
электрический заряд.
Густав Теодор Фехнер (нем. Gustav Theodor Fechner,
1801—1887) — немецкий психолог, один из первых экспери-
ментальных психологов, основоположник психофизиологии и
психофизики. Его взгляды оказали влияние на многих учё-
ных и философов XX века, в том числе: Герардуса Хейман-
са, Эрнста Маха, Вильгельма Вундта, Зигмунда Фрейда и
Стенли Холла. Фехнера считают создателем формулы
S=KlogI, которая доказывает наличие научно обоснованной
связи между телом и психикой. В "Элементах психофизики"
предложил путь как можно проследить связь величины физи-
ческого стимула с величинами психических процессов, рас-
сматривая это как решение проблемы дуализма психика-
тело.
Родился 19 апреля 1801 в городке Гросс-Заархен близ
Бад-Мускау, в нижнем Лаузице (ныне польский город Жарки-
Вельке в гмине Тшебель), где его отец был священником. Получил образование в
Copay и Дрездене и в Университете в Лейпциге, где слушал физиологию у Э. Ве-
бера и математику у К. Моллвейде. В Лейпциге Фехнер и провел всю оставшуюся
часть жизни. В 1834 году он был утвержден на должность профессора физики, но
в 1839 году, изучая цветовой и зрительный феномены, повредил глаз и по причи-
не сильных страданий ушел в отставку. Позже, оправившись от болезни, он вер-
нулся к изучению психики и ее связи с телом и давал публичные лекции по те-
мам, которые затрагивал в своих книгах.
Андре-Мари Ампер (фр. Andre-Marie Ampere; 1775—1836)
— знаменитый французский физик, математик и естествоис-
пытатель, член Парижской Академии наук (1814). Член мно-
гих академий наук, в частности иностранный почётный член
Петербургской Академии наук (1830). Джеймс Максвелл на-
звал Ампера «Ньютоном электричества».
Получил домашнее образование. После смерти своего от-
ца, гильотинированного в 1793, Ампер был сперва репети-
тором в Политехнической школе в Париже, затем занимал
кафедру физики в Бурге, а с 1805 года — кафедру матема-
тики в парижской Политехнической школе, где он проявил
себя и на литературном поприще, впервые выступив с сочи-
нением: «Considerations sur la theorie mathematique du jeu» («Рассуждения о
математической теории игр», Лион, 1802).
В 1814 он был избран членом Академии наук, а с 1824 занимал должность про-
фессора экспериментальной физики в Коллеж де Франс.
Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом
этаже Эйфелевой башни.
Математика, механика и физика обязаны Амперу важными исследованиями. Его
основные физические работы выполнены в области электродинамики. В 1820 он ус-
тановил правило для определения направления действия магнитного поля на маг-
нитную стрелку, известное ныне как правило Ампера; провёл множество опытов по
исследованию взаимодействия между магнитом и электрическим током; для этих
целей создал ряд приборов; обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на дви-
жущиеся проводники с током. В том же году открыл взаимодействие между элек-
трическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил
теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для пере-
дачи сигналов.
Согласно теории Ампера, магнитные взаимодействия являются результатом про-
исходящих в телах взаимодействий так называемых круговых молекулярных токов,
эквивалентных маленьким плоским магнитам, или магнитным листкам. Это утвер-
ждение носит название теоремы Ампера. Таким образом, большой магнит, по пред-
ставлениям Ампера, состоит из множества таких элементарных магнитиков. В этом
заключается суть глубокого убеждения ученого в чисто токовом происхождении
магнетизма и тесной связи его с электрическими процессами.
В 1822 Ампером был открыт магнитный эффект соленоида (катушки с током), от-
куда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Также им
было предложено усиливать магнитное поле с помощью железного сердечника, по-
мещаемого внутрь соленоида. Идеи Ампера были изложены им в работах «Свод
электродинамических наблюдений» (фр. «Recueil d'observations electrodynami-
ques», Париж, 1822), «Краткий курс теории электродинамических явлений» (фр.
«Precis de la theorie des phenomenes electrodynamiques», Париж, 1824), «Тео-
рия электродинамических явлений» (фр. «Theorie des phenomenes electro-
dynamiques»). В 1826 году им была доказана теорема о циркуляции магнитного
поля. В 1829 Ампер изобрел такие устройства как коммутатор и электромагнитный
телеграф.
В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика».
В 1830 году ввел в научный оборот термин «кибернетика».
Разносторонний талант Ампера оставил след и в истории развития химии, кото-
рая отводит ему одну из почетных страниц и считает его, совместно с Авогадро,
автором важнейшего закона современной химии.
В честь учёного единица силы электрического тока названа «ампером», а соот-
ветствующие измерительные приборы — «амперметрами».
Некоторые исследования Ампера относятся к ботанике, а также к философии, в
частности «Наброски по философии науки» (фр. «Essais sur la philosophie des
Sciences», 2 t., 1834-43; 2-е издание, 1857).
Жан-Даниэль Колладон (фр. Jean-Daniel Colladon, 1802-
1893) - швейцарский физик.
Изучал юриспруденцию, но в дальнейшем работал в лабора-
ториях Ампера и Фурье.
В 1826 году получил ежегодную награду французской акаде-
мии наук за опыт по измерению скорости распространения
звука в воде.
В 1829 году - профессор механики в Ecole Centrale Paris.
Вернулся в Швейцарию в 1839 году. Занимался организацией
уличного газового освещения в Женеве (1843-1844) и Неаполе
(1862).
Жан-Даниэль Колладон и его друг, швейцарский физик Шарль-Франсуа Штурм (фр.
Charles-Franqois Sturm), в 1826 году на Женевском озере провели опыт по изме-
рению скорости распространения звука в воде.
Зажигая порох и одновременно производя удар в подводный колокол, они изме-
ряли промежуток времени между вспышкой света и приходом звука от колокола в
удаленную точку, расстояние до которой было точно известно (10 миль).
В ходе эксперимента было установлено, что звук при температуре воды 8 °C
распространяется со скоростью 1412,1 м/с.
В настоящее время в расчетах скорость звука в воде принимается равной 1500
м/с при температуре +15 °C и солености 34°й.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ликбез
МИР В ОРЕХОВОЙ СКОРЛУПКЕ
Стивен Хокинг
Глава 1. Краткая
история относительности
О том, как Эйнштейн заложил основы двух фундаментальных теорий
XX века: общей теории относительности и квантовой механики.
Альберт Эйнштейн, создатель специальной и общей теорий относительности, ро-
дился в 1879 г. в немецком городе Ульме, позднее семья перебралась в Мюнхен,
где у отца будущего ученого, Германа, и его дяди, Якоба, была небольшая и не
слишком преуспевающая электротехническая фирма. Альберт не был вундеркиндом,
но утверждения, будто он не успевал в школе, выглядят преувеличением. В
1894 г. бизнес его отца прогорел, и семья переехала в Милан. Родители решили
оставить Альберта в Германии до окончания школы, но он не выносил немецкого
авторитаризма и спустя несколько месяцев бросил школу, отправившись в Италию
к своей семье. Позднее он завершил образование в Цюрихе, получив в 1900 г.
диплом престижного Политехникума (ЕТН1) . Склонность к спорам и нелюбовь к на-
чальству помешали Эйнштейну наладить отношения с профессорами ЕТН, так что
никто из них не предложил ему места ассистента, с которого обычно начиналась
академическая карьера. Только через два года молодому человеку, наконец, уда-
лось устроиться на должность младшего клерка в Швейцарском патентном бюро в
Берне. Именно в тот период, в 1905 г., он написал три статьи, которые не
только сделали Эйнштейна одним из ведущих ученых мира, но и положили начало
двум научным революциям — революциям, которые изменили наши представления о
времени, пространстве и самой реальности.
К концу XIX века ученые считали, что вплотную подошли к исчерпывающему опи-
санию Вселенной. По их представлениям, пространство было заполнено непрерыв-
ной средой — «эфиром». Лучи света и радиосигналы рассматривались как волны
эфира, подобно тому, как звук представляет собой волны плотности воздуха.
Все, что требовалось для завершения теории, — это тщательно измерить упругие
свойства эфира. Имея в виду эту задачу, Джефферсоновскую лабораторию в Гар-
вардском университете построили без единого железного гвоздя, чтобы избежать
возможных помех в тончайших магнитных измерениях. Однако проектировщики забы-
ли, что красно-коричневый кирпич, который использовался при возведении лабо-
ратории, да и большинства других зданий Гарварда, содержит значительное коли-
чество железа. Здание служит по сей день, но в Гарварде так и не знают, какой
вес смогут выдержать перекрытия библиотеки, не содержащие железных гвоздей.
Свет, движущийся через эфир
Рис. 1.2. Не было обнаружено
никаких различий между ско-
ростью света в направлении
движения Земли по орбите и
скоростью света в перпенди-
кулярном направлении.
Рис. 1.1. Теория неподвижного эфира. Если
бы свет был волной в упругом веществе, на-
зываемом эфиром, его скорость казалась бы
выше тому, кто движется на космическом ко-
рабле ему навстречу (а) , и ниже — тому,
кто движется в том же направлении, что и
свет (б).
К концу столетия концепция всепроникающего эфира начала сталкиваться с
трудностями. Ожидалось, что свет должен распространяться по эфиру с фиксиро-
ванной скоростью, но если вы сами движетесь сквозь эфир в том же направлении,
что и свет, скорость света должна казаться меньше, а если вы движетесь в про-
тивоположном направлении, скорость света окажется больше (рис. 1.1).
Однако в ряде экспериментов эти представления не удалось подтвердить. Наи-
более точный и корректный из них осуществили в 1887 г. Альберт Майкельсон и
Эдвард Морли в Школе прикладных наук Кейза, Кливленд, штат Огайо. Они сравни-
1
Eidgenossische Technische Hochschule — Высшее техническое училище.
ли скорость света в двух лучах, идущих под прямым углом друг к другу. По-
скольку Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца, скорость
и направление движения аппаратуры сквозь эфир меняется (рис. 1.2). Но Май-
кельсон и Морли не обнаружили ни суточных, ни годичных различий в скорости
света в двух лучах. Получалось, будто свет всегда движется относительно вас с
одной и той же скоростью, независимо от того, как быстро и в каком направле-
нии движетесь вы сами (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Измерение скорости света. В интерферометре Майкельсона—
Морли свет источника расщеплялся на два луча полупрозрачным зер-
калом. Лучи двигались перпендикулярно друг другу, а потом объеди-
нялись вновь, попадая на полупрозрачное зеркало. Разница в скоро-
сти лучей света, движущихся в двух направлениях, могла бы привес-
ти к тому, что гребни волн одного луча пришли бы одновременно с
впадинами волн другого и взаимно погасили друг друга.
Рис. 1.3Ь. Схема эксперимента, реконструированная по иллюстра-
ции, которая появилась в журнале «Сайнтифик америкен» в 1887 г.
с запада на восток
углом к направлению
обращения Земли вокруг Солнца
углом друг к другу, поворачива-
ются вместе с Землей, но не обна-
руживают никаких различий
в скорости
Основываясь на эксперименте Майкельсона — Морли, ирландский физик Джордж
Фитцджералд и голландский физик Хендрик Лоренц предположили, что тела, движу-
щиеся сквозь эфир, должны сжиматься, а часы — замедляться. Это сжатие и за-
медление таковы, что люди всегда будут получать при измерениях одинаковую
скорость света независимо от того, как они движутся относительно эфира. (Фит-
цджералд и Лоренц по-прежнему считали эфир реальной субстанцией.) Однако в
статье, написанной в июне 1905 г., Эйнштейн отметил, что если никто не может
определить, движется он сквозь эфир или нет, то само понятие эфира становится
лишним. Вместо этого он начал с постулата, что законы физики должны быть оди-
наковыми для всех свободно движущихся наблюдателей. В частности, все они, из-
меряя скорость света, должны получать одну и ту же величину, с какой бы ско-
ростью ни двигались сами. Скорость света независима от их движений и одинако-
ва во всех направлениях.
Но это требует отбросить представление о том, что существует единая для
всех величина, называемая временем, которую измеряют любые часы. Вместо этого
у каждого должно быть свое собственное, персональное время. Время двух чело-
век будет совпадать, только если они находятся в покое друг относительно дру-
га, но не в том случае, если они движутся.
На самолете, летящем
на запад, часы покажут
более позднее время,
чем на том, что летит на
восток
Полет с востока на запад
Полет с запада на восток
Для пассажиров, летя-
щих на восток, время
полета будет меньше,
чем для тех, кто летит
на запад
Рис. 1.4. Одна из версий парадокса близнецов (см. рис. 1.5) была
проверена экспериментально путем отправки двух высокоточных хро-
нометров вокруг света в противоположных направлениях. При встре-
че показания часов, которые летели на восток, оказались немного
меньше.
Это было подтверждено рядом экспериментов. В одном из них два очень точных
хронометра отправили вокруг света в противоположных направлениях, и по воз-
вращении их показания слегка различались (рис. 1.4). Отсюда можно сделать вы-
вод, что, желая продлить свою жизнь, надо постоянно лететь на восток, чтобы
скорость самолета добавлялась к скорости вращения Земли. Однако выигрыш со-
ставит лишь доли секунды и будет полностью сведен на нет качеством пищи, ко-
торой кормят пассажиров авиакомпании.
Рис. 1.5. Парадокс близнецов. Согласно теории относительности
каждый наблюдатель имеет свою меру времени. Это может приводить
к так называемому парадоксу близнецов. Один из близнецов(а) от-
правляется в космическое путешествие, в ходе которого движется с
околосветовой скоростью (с) , а его брат (Ь) остается на Земле.
Из-за движения в космическом корабле время для путешественника
(а) идет медленнее, чем для его близнеца (Ь) на Земле. Поэтому,
вернувшись, космический путешественник (а2) обнаружит, что его
брат (Ь2) постарел больше, чем он сам. Хотя это кажется противо-
речащим здравому смыслу, ряд экспериментов подтверждает, что в
этом сценарии путешествующий близнец действительно будет моложе.
Рис. 1.6. Космический корабль пролетает мимо Земли со скоростью,
равной четырем пятым от скорости света. Импульс света испускает-
ся в одном конце кабины и отражается обратно в другом (а) . За
светом следят люди на Земле и на корабле. Из-за движения косми-
ческого корабля они разойдутся в оценке пути, пройденного светом
(б) . Они также должны разойтись в оценке времени, которое свет
затратил на движение туда и обратно, поскольку согласно постула-
ту Эйнштейна скорость света постоянна для всех свободно движу-
щихся наблюдателей.
Постулат Эйнштейна о том, что законы природы должны быть одинаковы для всех
свободно движущихся наблюдателей, стал основой теории относительности, полу-
чившей такое название потому что значение имеют только относительные движе-
ния. Ее красоту и простоту признают многие мыслители, но остается и немало
тех, кто думает иначе. Эйнштейн отбросил два абсолюта науки XIX века: абсо-
лютный покой, представленный эфиром, и абсолютное универсальное время, кото-
рое измеряют все часы. Многих людей тревожит эта концепция. Не подразумевает-
ся ли, спрашивают они, что все на свете относительно, так что нет больше аб-
солютных моральных стандартов? Это беспокойство ощущалось на протяжении всех
1920-х и 1930-х гг. Когда в 1921 г. Эйнштейну присуждали Нобелевскую премию,
то ссылались на важную, но (по его масштабам) сравнительно небольшую работу,
также выполненную в 1905 г. О теории относительности даже не упомянули, по-
скольку она считалась слишком спорной. (Я до сих пор два-три раза в неделю
получаю письма, в которых мне сообщают, что Эйнштейн был неправ.) Несмотря на
это, теория относительности сегодня полностью принята научным сообществом, а
ее предсказания были проверены в бесчисленном количестве экспериментов. Очень
важным следствием теории относительности стала связь между массой и энергией.
Из постулата Эйнштейна о том, что скорость света должна быть одинакова для
всех, вытекает невозможность двигаться быстрее, чем свет. Если использовать
энергию для ускорения некоего объекта, будь это элементарная частица или кос-
мический корабль, его масса станет возрастать, делая дальнейшее ускорение все
более трудным. Разогнать частицу до скорости света будет невозможно, посколь-
ку на это потребуется бесконечное количество энергии. Масса и энергия эквива-
лентны, что и выражает знаменитая формула Эйнштейна Е = тс2. Это, вероятно,
единственная физическая формула, которую узнают на улицах (рис. 1.7).
Рис. 1.7.
Одним из ее следствий стало понимание того, что если ядро атома урана рас-
падается на два ядра с немного меньшей суммарной массой, то при этом должно
выделяться огромное количество энергии (рис. 1.8).
В 1939 г. , когда стала очевидна перспектива новой мировой войны, группа
ученых, которые понимали ее последствия, убедили Эйнштейна преодолеть пацифи-
стские сомнения и поддержать своим авторитетом обращение к президенту Руз-
вельту с призывом к Соединенным Штатам начать программу ядерных исследований.
Это привело к появлению Манхэттенского проекта и, в конечном счете, бомб,
которые взорвались над Хиросимой и Нагасаки в 1945 г. Некоторые люди винят за
атомную бомбу Эйнштейна, поскольку он открыл соотношение между массой и энер-
гией, но с тем же успехом можно обвинять Ньютона в крушении самолетов, по-
скольку он открыл гравитацию. Сам Эйнштейн не принимал никакого участия в
Манхэттенском проекте и пришел в ужас от бомбардировки.
После своих пионерских статей 1905 г. Эйнштейн завоевал уважение в научном
сообществе. Но только в 1909 г. ему предложили место в Цюрихском университе-
те , что позволило расстаться с Швейцарским патентным бюро. Два года спустя он
перебрался в Немецкий университет в Праге, но в 1912 г. вернулся в Цюрих, на
это раз — в ЕТН. Несмотря на антисемитизм, охвативший тогда большую часть Ев-
ропы и проникший даже в университеты, Эйнштейн теперь очень высоко котировал-
ся как ученый. К нему поступили предложения из Вены и Утрехта, но он решил
отдать предпочтение должности исследователя Прусской академии наук в Берлине,
поскольку она освобождала его от преподавательских обязанностей. Он переехал
в Берлин в апреле 1914 г. , и вскоре к нему присоединились жена и двое сыно-
вей . Но семейная жизнь не заладилась, и довольно быстро семья ученого верну-
лась в Цюрих. Несмотря на его эпизодические визиты к жене, они, в конце кон-
цов , развелись. Эйнштейн позднее женился на своей кузине Эльзе, которая жила
в Берлине. Однако все годы Первой мировой войны он оставался свободным от се-
мейных уз, отчего, возможно, этот период его жизни оказался таким плодотвор-
ным для науки.
Удар нейтрона (п)
Уран(и-235)
Уран(U-236)
(U-235)
Образовавшееся ядро
колеблется и является
нестабильным
(п)
(Ва 144)
Образова-
вшееся ядро
колеблется
и является
нестабильным
Рис. 1.8. Ядерная энергия связи. Ядра состоят из протонов и ней-
тронов, которые удерживаются вместе сильным взаимодействием. Но
масса ядра всегда меньше суммарной массы протонов и нейтронов,
из которых оно состоит. Разница служит мерой ядерной энергии
связи, которая удерживает частицы в ядре. Энергию связи можно
вычислить по формуле Эйнштейна Дтс2, где Дт — разница между мас-
сой ядра и суммой масс входящих в него частиц; с — скорость све-
та . Именно выделение этой потенциальной энергии порождает разру-
шительную мощь ядерных устройств. Продолжение рисунка ==>
Хотя теория относительности полностью соответствует законам, которые управ-
ляют электричеством и магнетизмом, она несовместима с ньютоновским законом
тяготения. Этот последний говорит, что если изменить распределение вещества в
одном месте пространства, то изменения гравитационного поля мгновенно про-
явятся повсюду во Вселенной. Это не только означает возможность передавать
сигналы со сверхсветовой скоростью (что запрещено теорией относительности),
но — для придания смысла понятию «мгновенно» — требует также существования
абсолютного или универсального времени, от которого теория относительности
отказалась в пользу индивидуального времени.
Эйнштейн знал об этой трудности с 1907 г., когда еще работал в бернском па-
тентном бюро, но только в 1911 г. в Праге начал серьезно думать над пробле-
мой. Он понял, что есть тесная связь между ускорением и гравитационным полем.
Находясь в небольшом замкнутом помещении, например в лифте, нельзя сказать,
покоится ли оно в земном гравитационном поле или ускоряется ракетой в откры-
том космосе. Конечно, это было задолго до появления сериала «Звездный путь2».
2 Этот знаменитый американский фантастический сериал рассказывает о приключениях ис-
следовательского звездолета «Энтерпрайз», способного двигаться во много раз быстрее
света при помощи варп-двигателей, искривляющих пространство (от англ, warp — искрив-
ление) . Съемки начались в 1966 г. и с перерывами продолжаются по настоящее время.
г*
(Кг 89). Образовавшееся ядро
колеблется и является
нестабильным
При распаде высвобожда-
ется в среднем
2.4 нейтрона
и 215 МэВ энергии
Уравнение Эйнштейна
связывает энергию Е.
массу т и скорость
света с таким образом,
что небольшая масса эк-
вивалентна
колоссальному
количеству энергии:
Е = тс.
Связанный
нейтрон
Протон
Свободный
нейтрон
(л) Нейтроны могут
запустить цепную
реакцию
ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ
Нейтро, образовавший-
ся при распаде исход-
ного U-235, ударяет дру-
гое ядро Это вызывает
его распад и запускает
цепную реакцию даль-
нейших столкновений
Если реакция способна
самопроизвольно на-
растать, ее называют кри-
тичесхое. а соответствую-
щую массу U-235 - кри-
тической массой
Рис. 1.8. Продолжение.
Эйнштейн скорее представлял себе людей в лифте, чем в космическом корабле.
Но в лифте нельзя долго ускоряться или свободно падать: все быстро закон-
чится катастрофой (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Наблюдатель в контейнере не ощущает разницы между пре-
быванием в неподвижном лифте на Земле (а) и перемещением в раке-
те, движущейся с ускорением в свободном пространстве (Ь). Отклю-
чение двигателя ракеты (с) ощущалось бы точно так же, как сво-
бодное падение лифта на дно шахты (d).
Если бы Земля была плоской, мы могли бы с равным успехом приписать падение
яблока на голову Ньютона как тяготению, так и тому, что Ньютон вместе с по-
верхностью Земли ускоренно двигался вверх (рис. 1.10). Такой эквивалентности
между ускорением и гравитацией не наблюдается, однако, на круглой Земле: люди
на противоположных сторонах земного шара должны были бы ускоряться в разных
направлениях, оставаясь при этом на постоянном расстоянии друг от друга
(рис. 1.11).
Но ко времени возвращения в Цюрих в 1912 г. в голове Эйнштейна уже сложи-
лось понимание, что эквивалентность должна работать, если пространство-время
окажется искривленным, а не плоским, как считалось в прошлом. Идея состояла в
том, что масса и энергия должны изгибать пространство-время, но как именно —
это еще предстояло определить. Такие объекты, как яблоки или планеты, должны
стремиться к тому, чтобы двигаться сквозь пространство-время по прямым лини-
ям, но их пути выглядят искривленными гравитационным полем, потому что ис-
кривлено само пространство-время (рис. 1.12).
Будь Земля плоской (рис. 1.10), с равным основанием можно было
бы сказать, и что яблоко упало на голову Ньютону под действием
гравитации, и что Земля вместе с Ньютоном двигалась с ускорением
вверх. Эта эквивалентность не работает для сферической Земли
(рис. 1.11), поскольку люди на противоположных сторонах земного
шара должны удаляться друг от друга. Эйнштейн обошел это препят-
ствие, введя искривленное пространство-время.
С помощью своего друга Марселя Гроссмана Эйнштейн изучил теорию искривлен-
ных пространств и поверхностей, которая была разработана ранее Георгом Фрид-
рихом Риманом. Но Риман думал только об искривленном пространстве. Эйнштейн
понял, что искривляется пространство-время. В 1913 г. Эйнштейн и Гроссман со-
вместно написали статью, в которой выдвинули идею, что сила, о которой мы ду-
маем как о гравитации, — это лишь проявление того, что пространство-время ис-
кривлено. Однако из-за ошибки Эйнштейна (и ему, как всем нам, свойственно бы-
ло ошибаться), им не удалось найти уравнения, которые связывают кривизну про-
странства-времени с находящимися в нем массой и энергией. Эйнштейн продолжил
работать над проблемой в Берлине, где его не беспокоили домашние дела и прак-
тически не затронула война, и в итоге нашел правильные уравнения в ноябре
1915 г.
Рис. 1.12. Искривление пространства-времени. Ускорение и грави-
тация могут быть эквивалентны, только если массивное тело ис-
кривляет пространство-время, тем самым изгибая траектории объек-
тов в своей окрестности.
Во время поездки в Гёттингенский университет летом 1915 г. он обсудил свои
идеи с математиком Давидом Гильбертом, и тот независимо вывел те же самые
уравнения на несколько дней раньше Эйнштейна. Тем не менее, сам Гильберт при-
знавал, что честь создания новой теории принадлежит Эйнштейну. Это была идея
последнего — связать гравитацию с искривлением пространства-времени. И надо
отдать должное цивилизованности тогдашнего германского государства, за то,
что научные дискуссии и обмен идеями могли без помех продолжаться даже в во-
енное время. Какой контраст с эпохой нацизма, которая наступила двадцатью го-
дами позже!
Новая теория искривленного пространства-времени получила название общей
теории относительности, чтобы отличать ее от первоначальной теории, которая
не включала гравитацию и ныне известна как специальная теория относительно-
сти. Она получила очень эффектное подтверждение в 1919 г. , когда британская
экспедиция наблюдала в Западной Африке незначительное изгибание света звезды,
проходящего вблизи Солнца во время затмения (рис. 1.13). Это было прямым до-
казательством того, что пространство и время искривляются, и стимулировало
самый глубокий пересмотр представлений о Вселенной, в которой мы живем, с тех
пор как Евклид написал свои «Начала» около 300 г. н.э.
Общая теория относительности Эйнштейна превратила пространство и время из
пассивного фона, на котором разворачиваются события, в активных участников
динамических процессов во Вселенной. И отсюда выросла великая задача, которая
остается на переднем крае физики XXI века. Вселенная заполнена материей, и
эта материя искривляет пространство-время таким образом, что тела падают друг
на друга. Эйнштейн обнаружил, что его уравнения не имеют решения, которое
описывало бы статическую, неизменную во времени Вселенную. Вместо того чтобы
отказаться от такой вечной Вселенной, в которую он верил наряду с большинст-
вом других людей, Эйнштейн подправил свои уравнения, добавив в них член, на-
званный космологической постоянной, который искривлял пространство противопо-
ложным образом, так чтобы тела разлетались. Отталкивающий эффект космологиче-
ской постоянной мог сбалансировать эффект притяжения материи, тем самым по-
зволяя получить статическое решение для Вселенной. Это была одна из величай-
ших упущенных возможностей в теоретической физике. Если бы Эйнштейн сохранил
первоначальные уравнения, он мог бы предсказать, что Вселенная должна либо
расширяться, либо сжиматься. На деле же возможность меняющейся во времени
Вселенной не рассматривалась всерьез вплоть до наблюдений, выполненных в
1920-х гг. на 100-дюймовом телескопе обсерватории Маунт-Вилсон.
Рис. 1.13. Искривление света. Свет звезды проходит вблизи Солнца и
отклоняется, поскольку Солнце искривляет пространство-время (а). Это
приводит к небольшому смещению видимого положения звезды при наблю-
дении с Земли (Ь). Увидеть такое можно во время затмения.
Эти наблюдения обнаружили, что чем дальше находится другая галактика, тем
быстрее она от нас удаляется. Вселенная расширяется таким образом, что рас-
стояние между любыми двумя галактиками со временем постоянно увеличивается
(рис. 1.14). Это открытие сделало ненужной космологическую постоянную, вве-
денную, чтобы обеспечивать статическое решение для Вселенной. Позднее Эйн-
штейн называл космологическую постоянную величайшей ошибкой в своей жизни.
Однако, похоже, она вовсе не была ошибкой: недавние наблюдения, описанные в
главе 3, говорят о том, что в действительности космологическая постоянная мо-
жет иметь небольшое, отличное от нуля значение.
Рис. 1.14 Наблюдения за галактиками говорят о том, что Вселенная
расширяется: расстояния между почти любой парой галактик увели-
чивается .
Общая теория относительности радикально изменила содержание дискуссий о
происхождении и судьбе Вселенной. Статическая Вселенная может существовать
вечно или быть создана в ее нынешнем виде некоторое время назад. Однако если
галактики сейчас разбегаются, это означает, что в прошлом они должны были
располагаться ближе. Около 15 миллиардов лет назад они буквально сидели друг
на друге, и плотность была очень высокой. Это было состояние «первичного ато-
ма», как назвал его католический священник Жорж Леметр, первым начавший изу-
чать рождение Вселенной, которое мы теперь именуем Большим взрывом.
Эйнштейн, видимо, никогда не воспринимал Большой взрыв всерьез. Он, похоже,
считал, что простая модель однородного расширения Вселенной должна нарушить-
ся, если попробовать проследить движения галактик назад во времени, и что не-
большие боковые скорости галактик приведут к тому, что они не столкнутся. Он
считал, что ранее Вселенная могла находиться в фазе сжатия, но еще при весьма
умеренной плотности испытать отражение и перейти к нынешнему расширению. Од-
нако, как нам теперь известно, для того чтобы ядерные реакции в ранней Все-
ленной смогли наработать то количество легких элементов, которое мы наблюда-
ем, плотность должна была достигать, по крайней мере, тонны на кубический
сантиметр, а температура — десяти миллиардов градусов. Более того, наблюдения
космического микроволнового фона указывают на то, что плотность, вероятно,
достигала триллиона триллионов триллионов триллионов триллионов триллионов (1
с 72 нулями) тонн на кубический сантиметр. Нам также известно, что общая тео-
рия относительности Эйнштейна не позволяет Вселенной отразиться, перейдя из
фазы сжатия в фазу расширения. Как будет рассказано в главе 2, мы с Роджером
Пенроузом смогли показать: из общей теории относительности вытекает, что Все-
ленная началась с Большого взрыва. Так что теория Эйнштейна действительно
предсказывает, что время имеет начало, хотя ему самому эта идея никогда не
нравилась.
Еще менее охотно Эйнштейн признавал предсказание общей теории относительно-
сти о том, что для массивных звезд время должно прекращать свое течение, ко-
гда их жизнь заканчивается, и они не могут больше генерировать достаточно те-
пла для сдерживания собственной силы притяжения, которая стремится уменьшить
их размеры. Эйнштейн полагал, что такие звезды должны приходить к равновесно-
му конечному состоянию, но теперь мы знаем, что для звезд, вдвое превышающих
по массе Солнце, подобного конечного состояния не существует. Такие звезды
будут сжиматься, пока не станут черными дырами — областями пространства-
времени, настолько искривленными, что свет не может выйти из них наружу
(рис. 1.15).
3)
В черной дыре
наступает конец
времени
Искривление нарастает по
мере сжатия звезды
1)
Пространство - время
искривляется вокруг
массивной звезды,
сжигающей ядерное топливо
Рис. 1.15. Когда массивная звезда исчерпывает свои запасы ядер-
ного топлива, она теряет тепло и сжимается. Искривление про-
странства-времени становится столь сильным, что возникает черная
дыра, из которой свет не может вырваться. Внутри черной дыры на-
ступает конец времени.
Как показали мы с Пенроузом, из общей теории относительности следует: внут-
ри черной дыры время заканчивается, как для самой звезды, так и для несчаст-
ного астронавта, которому случится туда упасть. Однако и начало, и конец вре-
мени будут точками, в которых уравнения общей теории относительности переста-
ют работать. В частности, теория не может предсказать, что должно образовать-
ся из Большого взрыва. Кое-кто видит в этом проявление божественной свободы,
возможность запустить развитие Вселенной любым угодным Богу способом, но дру-
гие (включая меня) чувствуют, что в начальный момент Вселенная должна управ-
ляться теми же законами, что и в другие времена. В главе 3 описаны некоторые
успехи, достигнутые на пути к этой цели, но у нас пока нет полного понимания
происхождения Вселенной.
Причина, по которой общая теория относительности перестает работать в мо-
мент Большого взрыва, состоит в ее несовместимости с квантовой теорией, дру-
гой великой революционной концепцией XX века. Первый шаг в сторону квантовой
теории был сделан в 1900 г., когда Макс Планк в Берлине открыл, что свечение
разогретого докрасна тела удается объяснить, если свет испускается и поглоща-
ется только дискретными порциями — квантами. В одной из своих основополагаю-
щих статей, написанных в 1905 г., в период работы в патентном бюро, Эйнштейн
показал, что планковская гипотеза квантов позволяет объяснить так называемый
фотоэлектрический эффект — способность металлов испускать электроны, когда на
них падает свет. На этом основаны современные детекторы света и телекамеры, и
именно за эту работу Эйнштейн был награжден Нобелевской премией по физике.
Эйнштейн продолжил работать над квантовой идеей в 1920-х гг. , но он был
глубоко обеспокоен трудами Вернера Гейзенберга в Копенгагене, Пола Дирака в
Кембридже и Эрвина Шрёдингера в Цюрихе, которые разработали новую картину фи-
зической реальности, получившую название квантовой механики. Крохотные части-
цы лишились определенного положения и скорости. Чем точнее мы определим поло-
жение частицы, тем менее точно мы сможем измерить ее скорость, и наоборот.
Эйнштейн был в ужасе от этой случайности и непредсказуемости в фундаменталь-
ных законах и так никогда полностью и не принял квантовой механики. Его чув-
ства нашли выражение в знаменитом изречении: «Бог не играет в кости». Между
тем большинство остальных ученых согласились с корректностью новых квантовых
законов, которые великолепно согласовывались с наблюдениями и давали объясне-
ния целому ряду прежде необъяснимых явлений. Эти законы лежат в основе совре-
менных достижений химии, молекулярной биологии и электроники — технологий,
которые преобразили мир за последние полвека.
В декабре 1932 г., поняв, что нацисты вот-вот придут к власти, Эйнштейн по-
кидает Германию и четыре месяца спустя отказывается от немецкого гражданства.
Оставшиеся 20 лет своей жизни он провел в США, в Принстоне, штат Нью-Джерси,
где работал в Институте перспективных исследований.
Многие немецкие ученые были евреями по национальности, а нацисты начали
кампанию против «еврейской науки», что в числе прочих причин помешало Герма-
нии создать атомную бомбу. Эйнштейн и его теория относительности стали основ-
ными мишенями этой кампании. Была даже выпущена книга «Сто авторов против
Эйнштейна», на что этот последний заметил: «Зачем сто? Если бы я был не прав,
хватило бы одного». После Второй мировой войны он настаивал на том, чтобы со-
юзники учредили всемирное правительство для контроля над ядерным оружием. В
1952 г. ему предложили стать президентом Государства Израиль, но Эйнштейн это
предложение отклонил. Однажды он сказал: «Политика существует для мгновения,
а уравнения — для вечности». Уравнения общей теории относительности Эйнштейна
— лучшая эпитафия и памятник для него. Они просуществуют столько же, сколько
Вселенная.
За последнее столетие мир изменился гораздо сильнее, чем за все предыдущие
века. Причиной тому послужили не новые политические или экономические доктри-
ны, а достижения технологии, которые стали возможны благодаря прогрессу фун-
даментальных наук. И кто может лучше символизировать этот прогресс, чем Аль-
берт Эйнштейн?
Глава 2. Форма времени
О том, что теория относительности придает времени форму и как
это можно примирить с квантовой теорией.
Что такое время? Тот ли оно вечно катящийся поток, что смывает все наши
мечты, как говорится в старинном псалме4? Или это колея железной дороги? Воз-
можно, у нее есть петли и кольца, так что вы можете, продолжая движение впе-
ред,
вернуться к станции, которую уже миновали (рис. 2.1).
Рис. 2.1 Модель времени как железнодорожных путей.
4 Имеются в виду строки из 90-го псалма Исаака Уотса (1674-1748):
Время, как вечно катящийся поток,
Смывает всех своих детей;
Они летят Забытые, словно сны,
Умирающие с началом дня
Time, like ever-rolling stream
Bears all its sons away;
They fly, forgotten, as a dream,
Dies at the op'ning day.
Чарльз Лэмб в XIX веке писал: «Ничто не озадачивает меня так, как время и
пространство. И ничто не беспокоит меня меньше, чем время и пространство, по-
скольку я никогда не думаю о них». Большинство из нас почти никогда не беспо-
коится о времени и пространстве, чем бы они ни были; но все мы иногда задумы-
ваемся, что же такое время, откуда оно взялось и куда нас ведет.
Любая разумная научная теория, касается ли она времени или любого другого
предмета, должна, по моему мнению, основываться на наиболее работоспособной
философии науки — позитивистском подходе, который был разработан Карлом Поп-
пером и другими. Согласно этому образу мысли научная теория — это математиче-
ская модель, которая описывает и систематизирует производимые нами наблюде-
ния. Хорошая теория описывает широкий круг явлений на базе нескольких простых
постулатов и дает ясные предсказания, которые можно проверить. Если предска-
зания согласуются с наблюдениями, теория выдерживает испытание, хотя никогда
нельзя будет доказать ее правильность. С другой стороны, если наблюдения не
соответствуют предсказаниям, придется либо отбросить, либо модифицировать
теорию. (По крайней мере, предполагается, что так должно быть. На практике
люди часто задаются вопросом о точности наблюдений, а также надежности и мо-
ральном облике тех, кто их выполнял.) Если принимать позитивистские принципы,
как это делаю я, то невозможно сказать, что в действительности представляет
собой время.
В ньютоновской модели время и пространство были тем фоном, на котором собы-
тия разворачивались, но который они не затрагивали. Время было отделено от
пространства и рассматривалось как единственная линия, железнодорожная колея,
бесконечная в обоих направлениях (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Ньютоновское время было отделено от про-
странства, как если бы это была железная дорога, бес-
конечно протянувшаяся в обоих направлениях.
В наших силах лишь описать то, что, как мы знаем, является очень хорошей
математической моделью для времени, и перечислить, какие предсказания она по-
зволяет сделать.
Исаак Ньютон дал нам первую математическую модель времени и пространства в
своем труде «Principia Mathematica» («Математические начала натуральной фило-
софии») , опубликованном в 1687 г. Ньютон занимал в Кембридже кресло Лука-
совского профессора математики5 6, которое ныне занимаю я, правда, в его время
6
оно не имело электронного управления .
Рис. 2.3. Форма и направление времени. Теория относительности
Эйнштейна, которая согласуется с большим числом экспериментов,
говорит, что время и пространство неразделимо переплетены. Не-
возможно искривить пространство, не затрагивая времени. Поэтому
время имеет форму. Однако оно все равно движется в одном направ-
лении , как паровозы на этом рисунке.
Само время считалось вечным в том смысле, что оно существовало и будет су-
ществовать всегда. В противоположность этому большинство людей полагало, что
физический мир был создан в более или менее современном виде всего несколько
тысяч лет назад. Это беспокоило философов, таких как немецкий мыслитель Имма-
нуил Кант. Если Вселенная действительно создана, то зачем нужно было ждать
целую вечность перед ее созданием? С другой стороны, если Вселенная существу-
5 Речь идет о кафедре математики, основанной в 1663 г. Генри Лукасом (Henry Lucas) с
условием, что занимающий ее профессор не должен участвовать в деятельности церкви. В
1980 г. Стивен Хокинг стал 17-м Лукасовским профессором.
6 Хокинг намекает на инвалидное кресло, в котором вынужден перемещаться из-за тяже-
лой болезни. Он любит подшучивать над своим физическим состоянием.
ет вечно, то почему все, что должно произойти, еще не случилось, иначе гово-
ря, почему история еще не закончилась? И в частности, почему Вселенная еще не
достигла термодинамического равновесия с повсеместно одинаковой температурой?
Кант назвал эту проблему «антиномией чистого разума», поскольку она каза-
лась ему логическим противоречием; она не имела решения. Но это было противо-
речием только в контексте ньютоновской математической модели, в которой время
представляло собой бесконечную линию, не зависящую от того, что случается во
Вселенной. Между тем, как было показано в главе 1, Эйнштейн в 1915 г. выдви-
нул совершенно новую математическую модель — общую теорию относительности. За
годы, прошедшие с появления статьи Эйнштейна, мы добавили к ней кое-какие де-
тали, но в целом наша модель по-прежнему основана на том, что предложил Эйн-
штейн . В этой и последующих главах будет описано, как развивались наши пред-
ставления после публикации революционной статьи Эйнштейна. Это была история
успешной работы большого числа людей, и я горжусь, что смог внести в нее свой
небольшой вклад.
Общая теория относительности объединяет временное измерение с тремя измере-
ниями пространства и образует то, что мы называем пространством-временем
(рис. 2.3). Теория включает действие гравитации, утверждая, что наполняющие
Вселенную вещество и энергия искривляют и деформируют пространство-время так,
что оно перестает быть плоским. Объекты в пространстве-времени стремятся дви-
гаться по прямым линиям, но поскольку оно само искривлено, их пути выглядят
изогнутыми. Они движутся так, будто на них действует гравитационное поле.
Рис. 2.4 Аналогия с резиновым листом. Большой шар в центре пред-
ставляет массивное тело, например звезду. Под действием веса те-
ла лист вблизи него искривляется. Шарик, катящийся по листу, от-
клоняется этой кривизной и двигается вокруг большого шара, по-
добно тому, как планеты в гравитационном поле звезды обращаются
вокруг нее.
В качестве грубой аналогии, которую не следует воспринимать буквально,
представьте себе лист резины. Можно положить на него большой мяч, который бу-
дет изображать Солнце. Вес мяча продавит лист и вызовет его искривление вбли-
зи Солнца. Если теперь запустить по листу маленький шарик, тот не будет ка-
титься прямо от одного края к другому, а вместо этого станет двигаться вокруг
большой массы, подобно тому, как планеты обращаются вокруг Солнца (рис. 2.4).
Эта аналогия неполна, поскольку в ней искривляется только двумерное сечение
пространства (поверхность резинового листа), а время остается вовсе незатро-
нутым, как в ньютоновской механике. Тем не менее, в теории относительности,
которая согласуется с большим числом экспериментов, время и пространство не-
разрывно связаны друг с другом. Нельзя добиться искривления пространства, не
вовлекая также и время. Получается, что время имеет форму. Благодаря искрив-
лениям пространство и время в общей теории относительности превращаются из
пассивного фона, на котором развиваются события, в динамических участников
происходящего. В теории Ньютона, где время существует независимо от всего ос-
тального , можно спросить: что делал Бог до того, как Он создал Вселенную? Как
говорил Августин Блаженный, не следует сводить эту тему к шуткам по примеру
человека, сказавшего: «Он готовил ад для чрезмерно любопытных». Это слишком
серьезный вопрос, над которым люди размышляли веками. Согласно Блаженному Ав-
густину, перед тем как Бог создал небеса и землю, он вообще ничего не делал.
На самом деле это очень близко к современным представлениям.
С одной стороны, в общей теории относительности время и пространство не су-
ществуют независимо от Вселенной и друг от друга. Они определяются посредст-
вом измерений, выполняемых внутри Вселенной, например, по числу колебаний
кварцевого кристалла в часах или по длине линейки. И совершенно ясно, что раз
время определено подобным образом внутри Вселенной, то у него должны быть ми-
нимальный и максимальный отсчеты, иными словами, начало и конец. Не имеет ни-
какого смысла спрашивать, что случилось до начала или после конца, поскольку
нельзя указать таких моментов времени.
По-видимому, важно понять, действительно ли математическая модель общей
теории относительности предсказывает, что Вселенная и само время должны иметь
начало и конец. Общее для физиков-теоретиков, включая Эйнштейна, предубежде-
ние состояло в том, что время должно быть бесконечным в обоих направлениях. С
другой стороны, имелись неудобные вопросы о сотворении мира, которые, как ка-
залось , находятся вне компетенции науки. Такие решения уравнений Эйнштейна, в
которых время имело начало или конец, были известны, но они получались в
очень специальных высокосимметричных частных случаях. Считалось, что для ре-
ального тела, коллапсирующего под действием собственной гравитации, давление
и боковые скорости должны предотвратить падение всего вещества в одну точку,
в которой плотность возрастает до бесконечности. Аналогично, если проследить
назад во времени расширение Вселенной, могло оказаться, что материя вовсе не
была выброшена из одной точки с бесконечной плотностью, называемой сингуляр-
ностью, которая может служить началом или концом времени.
В 1963 г. двое советских ученых, Евгений Лифшиц и Исаак Халатников, объяви-
ли: они располагают доказательством того, что все решения уравнений Эйнштейна
с сингулярностью имеют особое распределение материи и скоростей. Вероятность
того, что решение, представляющее нашу Вселенную, имеет такое специальное
распределение, была практически нулевой. Почти все решения, которые могут со-
ответствовать нашей Вселенной, должны обходиться без сингулярности с беско-
нечной плотностью. Эре, в течение которой Вселенная расширяется, должна была
предшествовать фаза сжатия, во время которой вещество падало само на себя, но
избегало столкновения, разлетаясь вновь в современной фазе расширения. Если
бы все обстояло именно так, то время могло бы длиться вечно — от бесконечного
прошлого до бесконечного будущего.
Не все согласились с аргументами Лифшица и Халатникова. Мы с Роджером Пен-
роузом применили другой подход, основанный не на детальном изучении решений,
а на глобальной структуре пространства-времени. В общей теории относительно-
сти пространство-время искривляется не только находящимися в нем массивными
объектами, но также энергией. Энергия всегда положительна, поэтому она всегда
придает пространству-времени такую кривизну, которая сближает лучи друг с
другом.
Наблюдатель смотрит назад
сквозь время
Галактики,
как они выглядели недавно
Галактики,
как они выглядели 5 млрд лет назад
Фоновое излучение
Рис. 2.5. Световой конус нашего прошлого. Когда мы смотрим на
далекие галактики, то видим Вселенную такой, какой она была в
прошлом, поскольку свет распространяется с конечной скоростью.
Если мы представим время вертикальной осью, а два пространствен-
ных измерения — горизонтальными осями, то свет, который сейчас
достигает нас в верхней точке, движется к нам по поверхности ко-
нуса .
Рассмотрим световой конус прошлого (рис. 2.5), представляющий собой пути
сквозь пространство-время лучей света далеких галактик, приходящих к нам в
настоящее время. На диаграмме, где время направлено вверх, а пространство — в
стороны, получается конус с вершиной, в которой находимся мы. По мере движе-
ния в прошлое, от вершины вниз по конусу, мы видим галактики во все более и
более раннее время.
Поскольку Вселенная расширяется и все объекты становятся намного ближе друг
к другу наш взгляд проходит через области со все большей плотностью материи.
Мы наблюдаем слабый фон микроволнового излучения, который приходит к нам
вдоль светового конуса прошлого из намного более раннего времени, когда Все-
ленная была значительно плотнее и горячее, чем сейчас. Настраивая приемник на
разные частоты микроволн, мы можем измерить спектр излучения (распределение
энергии по частотам). Мы обнаружили спектр, который характерен для излучения
тела с температурой 2,7 градуса выше абсолютного нуля. Это микроволновое из-
лучение малопригодно для размораживания пиццы, но сам факт, что его спектр
столь точно соответствует излучению тела с температурой 2,7 градуса Кельвина,
говорит о том, что оно должно приходить из области, непрозрачной для микро-
волн (рис. 2.6).
СПЕКТР КОСМИЧЕСКОГО МИКРОВОЛНОВОГО ФО ЧА. ПОЛУЧЕННЫЙ СО СПУТНИКА СОВЕ
Рис. 2.6. Спектр космического микроволнового излучения, то есть
распределение его интенсивности по частотам, характерен для на-
гретого тела. Чтобы излучение пришло в тепловое равновесие, оно
должно многократно рассеиваться на веществе. Это указывает на
то, что в световом конусе нашего прошлого должно было быть дос-
таточно вещества, чтобы вызвать его стягивание.
Итак, можно заключить, что наш световой конус прошлого, если проследить его
назад, проходит через определенное количество вещества. Этого количества дос-
таточно для искривления пространства-времени таким образом, чтобы лучи света
в нашем световом конусе изогнулись навстречу друг другу (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Искривленное пространство-время. Поскольку гравитация
вызывает притяжение, вещество всегда искривляет пространство-
время так, что лучи света изгибаются один к другому.
По мере движения назад во времени поперечное сечение светового конуса про-
шлого достигнет максимального размера и вновь начнет уменьшаться. Наше про-
шлое имеет грушевидную форму (рис. 2.8).
Следуя дальше вдоль светового конуса нашего прошлого, мы обнаружим, что по-
ложительная плотность энергии вещества заставляет лучи света загибаться друг
к другу еще сильнее. Поперечное сечение светового конуса стягивается к нуле-
вому размеру за конечное время. Это означает, что все вещество внутри свето-
вого конуса прошлого загнано в область, граница которой стягивается к нулю.
Неудивительно, что мы с Пенроузом смогли доказать: в математической модели
общей теории относительности время должно иметь начало в виде того, что мы
называем Большим взрывом. Аналогичные аргументы показывают, что время будет
иметь конец, когда звезда или галактика коллапсирует под действием собствен-
ного тяготения и образует черную дыру. Мы обошли парадокс чистого разума Кан-
та, отбросив его неявное предположение о том, что время имеет смысл независи-
мо от Вселенной. Наша статья, доказывающая, что время имело начало, заняла
второе место на конкурсе, организованном Фондом изучения гравитации (Gravity
Research Foundation) в 1968 г. , и мы с Роджером поделили щедрый приз в 300
долларов. Не думаю, что в том году какая-либо другая из поданных на конкурс
работ имела столь непреходящую ценность.
Рис. 2.8. Грушевидное время. Если проследить световой конус на-
шего прошлого назад во времени, в ранней Вселенной он стянется
под воздействием вещества. Вся Вселенная, которая доступна нашим
наблюдениям, содержится в области, границы которой сжимаются до
нуля в момент Большого взрыва. Это будет сингулярность, место,
где плотность материи должна возрастать до бесконечности, а
классическая общая теория относительности перестает работать.
Наша статья вызвала разнообразные отклики. Многих физиков она огорчила, но
зато обрадовала тех религиозных лидеров, которые верили в акт Творения —
Здесь было его научное доказательство. Между тем Лифшиц и Халатников оказа-
лись в неловком положении. Они не могли ни оспорить математическую теорему,
которую мы доказали, ни признать в условиях советской системы, что они ошиб-
лись, а западные ученые оказались правы. И все же они сохранили лицо, найдя
более общее семейство решений с сингулярностью, которое не было специальным в
том смысле, в котором это относилось к их прежним решениям. Последнее позво-
лило им объявить сингулярности, а также начало и конец времени советским от-
крытием .
Большинство физиков по-прежнему инстинктивно не любят мысль о том, что вре-
мя имеет начало или конец. Поэтому они отмечают, что данная математическая
модель не может считаться хорошим описанием пространства-времени вблизи син-
гулярности. Причина состоит в том, что общая теория относительности, которая
описывает силу гравитации, является, как отмечалось в главе 1, классической
теорией и не учитывает неопределенности квантовой теории, которая управляет
всеми другими известными нам силами. Эта несовместимость не играет никакой
роли в большей части Вселенной на протяжении большей части времени, поскольку
масштаб, в котором искривляется пространство-время, очень велик, а масштаб, в
котором существенны квантовые эффекты, очень мал. Но вблизи сингулярности эти
два масштаба становятся сравнимыми и квантовые гравитационные эффекты должны
становиться существенными. Поэтому в теореме о сингулярности мы с Пенроузом в
действительности установили, что наша классическая область пространства-
времени ограничена со стороны прошлого и, возможно, со стороны будущего об-
ластями, в которых существенны эффекты квантовой гравитации.
Чтобы понять происхождение и судьбу Вселенной, нам необходима квантовая
теория гравитации, и она будет предметом большей части этой книги.
Квантовые теории для таких систем, как атомы, с конечным числом частиц, бы-
ли сформулированы в 1920-х гг. Гейзенбергом, Шрёдингером и Дираком. (Дирак
также занимал когда-то мое кресло в Кембридже, но и при нем оно не было мото-
ризовано .) Однако попытка распространить квантовые идеи на максвелловское
(электромагнитное) поле, которое описывает электричество, магнетизм и свет,
столкнулась с трудностями.
Можно представлять себе максвелловское поле состоящим из волн разной длины
(длина волны — расстояние от одного ее гребня до другого). В волне поле ко-
леблется от одного значения к другому, подобно маятнику (рис. 2.9).
Согласно квантовой теории основное состояние маятника, то есть состояние с
наименьшей энергией, — это вовсе не покой в самой низкоэнергетической точке в
направлении прямо вниз. В данном случае он имел бы одновременно определенное
положение и определенную скорость, равную нулю.
УРАВНЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ГЕЙЗЕНБЕРГА
X X — Не меньше постоянной Планка
Неопределенность Неопределенность Масса частицы
положения скорости частицы
частицы
Это нарушало бы принцип неопределенности, который запрещает точное измере-
ние положения и скорости в один и тот же момент времени. Неопределенность по-
ложения, умноженная на неопределенность импульса7, должна быть больше некото-
рой величины, известной как постоянная Планка — ее численное значение слишком
длинное, чтобы его здесь выписывать, поэтому, мы будем обозначать ее символом
h.
Длина волны - это расстояние
между ее соседними гребнями
Направление колебаний маятника
Рис. 2.9 Движение волны и колебания маятника. Электромагнитное
излучение распространяется сквозь пространство как волна, в ко-
торой электрическое и магнитное поля колеблются, подобно маятни-
ку, в направлении, поперечном движению самой волны. Излучение
может состоять из колебаний полей с разными длинами волн.
Так что основное состояние маятника, или состояние с наименьшей энергией,
имеет ненулевую энергию в противоположность тому, что можно было ожидать.
Оказывается, даже в основном состоянии маятник, как и любая колебательная
система, должен совершать минимального размера флуктуации, называемые нулевы-
ми колебаниями. Это означает, что маятник необязательно будет указывать прямо
вниз, есть также вероятность обнаружить его отклоненным на небольшой угол от
вертикали (рис. 2.10).
Подобным образом даже в вакууме, то есть в состоянии наименьшей энергии,
волны максвелловского поля не затухают до нуля, но могут иметь небольшие раз-
меры. Чем выше частота (количество колебаний в минуту) маятника или волны,
тем больше энергия основного состояния.
7
Импульс — произведение массы на скорость.
Рис. 2.10 Маятник и распределение вероятности. Согласно принципу
Гейзенберга маятник не может висеть, указывая строго вниз, и об-
ладать при этом нулевой скоростью. Квантовая теория предсказыва-
ет , что даже в состоянии наименьшей энергии он должен испытывать
минимальные флуктуации. Это означает, что положение маятника
должно задаваться распределением вероятности. Если он находится
в основном состоянии, то с наибольшей вероятностью будет указы-
вать прямо вниз, но имеется также вероятность обнаружить его под
небольшим углом к вертикали.
При учете флуктуации основного состояния в максвелловском поле электрона
его видимые масса и заряд оказываются бесконечными, что, конечно, не соответ-
ствует наблюдениям. Однако в 1940-х гг. физики Ричард Фейнман, Джулиан Швин-
гер и Синъитиро Томонага разработали согласованный метод устранения, или «вы-
читания», этих бесконечностей, чтобы иметь дело только с конечными наблюдае-
мыми значениями масс и энергий8. И все же флуктуации основного состояния вы-
зывают небольшие эффекты, которые можно измерить и которые подтверждаются
экспериментом. Похожие схемы избавления от бесконечностей работают и для по-
лей Янга—Миллса в теории, которую разработали Чженьнин Янг и Роберт Миллс.
Теория Янга—Миллса — это расширение теории Максвелла, которое описывает дей-
ствие двух других сил, называемых слабым и сильным ядерными взаимодействиями.
Однако в случае квантовой теории гравитации флуктуации основного состояния
вызывают гораздо более серьезные эффекты. Здесь тоже каждая длина волны имеет
свою энергию основного состояния.
Поскольку нет ограничений на то, сколь короткими могут быть длины волн мак-
8
Эта работа была отмечена Нобелевской премией по физике за 1965 г.
свелловского поля, то в любой области пространства-времени содержится беско-
нечное число различных волн и бесконечное количество энергии основного со-
стояния. А вследствие того, что плотность энергии, как и вещество, служит ис-
точником гравитации, эта бесконечная плотность энергии должна означать, что у
Вселенной достаточно тяготения, чтобы свернуть пространство-время в одну точ-
ку , чего, однако, не происходит.
Волны разной длины
за пределами ограничи-
вающих пластин
7.*
Между пластинами плотность
энергии флуктуаций основного
состояния меньше, чем
снаружи, что вызывает
сдавливание пластин
Плотность энергии
флуктуаций основного
состояния выше
за пределами пластин
Рис. 2.11. Эффект Казимира. Существование флуктуаций основного
состояния было подтверждено экспериментально в эффекте Казимира,
который проявляется как небольшая сила, действующая на парал-
лельные металлические пластинки.
Можно надеяться разрешить проблему этого внешнего противоречия между наблю-
дениями и теорией, заявив, что флуктуации основного состояния не влияют на
гравитацию, но это не работает. Энергию флуктуации основного состояния можно
обнаружить благодаря эффекту Казимира. Если взять пару металлических пластин
и поместить их параллельно друг другу на небольшом расстоянии друг от друга,
то число волн различной длины, которые помещаются между пластинами, слегка
уменьшится по сравнению с их числом вовне. Это означает, что между пластинами
плотность энергии флуктуации основного состояния, хотя и останется бесконеч-
ной, окажется меньше плотности энергии вовне на некоторую конечную величину
(рис. 2.11).
Данная разница в плотности энергии приводит к появлению силы, которая при-
жимает пластины друг к другу, и эту силу можно наблюдать экспериментально.
Силы в общей теории относительности являются источником гравитации наряду с
веществом, так что было бы непоследовательным игнорировать гравитационный эф-
фект этой разницы в энергии.
Другой подход к решению рассматриваемой проблемы — попробовать задейство-
вать космологическую постоянную, такую как ввел Эйнштейн в попытке получить
стационарную Вселенную. Если эта постоянная имеет бесконечное отрицательное
значение, она может в точности скомпенсировать бесконечное положительное зна-
чение энергии основного состояния в свободном пространстве, но такая космоло-
гическая постоянная кажется слишком искусственным предположением, и к тому же
ее величина должна быть подогнана с невероятной точностью.
К счастью, в 1970-х гг. был открыт совершенно новый тип симметрии, который
обеспечил естественный физический механизм сокращения бесконечностей, появ-
ляющихся из флуктуации основного состояния. Суперсимметрия — это свойство на-
ших современных математических моделей, которое можно описывать разными спо-
собами. Один из подходов состоит в том, чтобы объявить пространство-время
имеющим дополнительные измерения помимо тех, с которыми мы знакомы на практи-
ке. Они называются размерностями Грассмана, поскольку отсчеты, производимые
вдоль них, описываются грассмановскими, а не обычными действительными числа-
ми. Обычные числа коммутативны; не имеет значения, в каком порядке вы их пе-
ремножаете : 6 умножить на 4 — это то же самое, что 4 умножить на 6. Однако
грассмановские величины антикоммутативны: х умножить на у равно -у умножить
на х.
Обычные числа
Ах В = В х А
Грассмановские числа
Ах В = -В х А
Суперсимметрию впервые стали применять для исключения бесконечностей в ма-
териальных полях и полях Янга-Миллса в пространстве-времени, все измерения
которого, как обычные, так и грассмановские, были плоскими, а не искривленны-
ми. Однако было естественно распространить подход на случай, когда те и дру-
гие измерения являются искривленными. Это привело к появлению ряда теорий,
называемых супергравитацией, с разной степенью суперсимметрии. Одно из след-
ствий суперсимметрии состоит в том, что у любого поля или частицы должны быть
«суперпартнер» со спином либо на 1/2 больше, либо на 1/2 меньше (рис. 2.12).
Частица со спином 1
Частица со спином 2
Частица со спином 2
Рис. 2.12 Спин. Все частицы обладают свойством, называемым спином, которое
проявляется в том, что частицы по-разному выглядят с разных направлений. Это
можно проиллюстрировать на примере колоды карт. Возьмем для начала пикового
туза. Он выглядит неизменно только при полном обороте — на 360°. Поэтому го-
ворят, что у него спин 1. С другой стороны, у червовой дамы две головы. И по-
тому она не меняется при повороте на 180°. Про это говорят: спин 2. Подобным
образом можно представить себе объекты со спином 3 и больше, которые не меня-
ются при повороте на меньшие доли полного оборота. Чем больше спин, тем мень-
шая доля оборота нужна, чтобы частица в результате осталась неизменной. Но
удивительно, что существуют частицы, которые остаются неизменными только по-
сле двух полных оборотов. О таких говорят, что они имеют спин 1/2.
Энергии основного состояния бозонов — полей с целочисленным спином (0,1, 2
и т. д.) — положительны. С другой стороны, энергии основного состояния фер-
мионов — полей, спин которых выражается полуцелыми числами (1/2, 3/2 и
т.д.), — отрицательны. Поскольку имеется одинаковое число бозонов и фермио-
нов , крупнейшие бесконечности в теориях супергравитации сокращаются
(рис. 2.13).
Фермионы, частицы с полуцелым спином
(например, 1/2), составляют обычное
вещество. Энергии их основного состояния
отрицательны
Бозоны, частицы с целым спином (0,1, 2
и т. п.), - из супергравитации N = 8
Энергии их основного состояния
положительны
Рис. 2.13 Суперпартнеры. Все известные частицы во Вселенной при-
надлежат к одной из двух групп: фермионам или бозонам. Фермионы
— это частицы с полуцелым спином (например, 1/2), из них состоит
обычное вещество. Энергии их основного состояния отрицательны.
Бозоны — это частицы с целым спином (0, 1, 2 и т.п.). Они связа-
ны с силами, которые действуют между фермионами, например с гра-
витационным взаимодействием и светом. Энергии их основного со-
стояния положительны. Теория супергравитации предполагает, что
каждый фермион и каждый бозон имеют суперпартнера со спином, ко-
торый либо на 1/2 больше, либо на 1/2 меньше спина самой части-
цы. Например, фотон (который является бозоном) имеет спин, рав-
ный 1. Его энергия основного состояния положительна. Суперпарт-
нером фотона является фотино — фермион со спином 1/2. Поэтому
его энергия основного состояния отрицательна. В этой суперграви-
тационной схеме мы получаем равное число бозонов и фермионов.
Поместив энергии основного состояния бозонов на положительную
чашу весов, а энергии фермионов — на отрицательную, мы увидим,
что они компенсируют друг друга, устраняя самые большие беско-
нечности .
МОДЕЛИ ПОВЕДЕНИЯ ЧАСТИЦ
а Точка столкновения Если точечные частицы действительно представляют собой дискретные объекты наподобие бильярдных шаров, тогда при столкновении они должны откло- няться и переходить на новые траектории.
Точка взаимодействия \ * XX" Ф * Вот что происходит при взаимодействии двух час- тиц, хотя эффект может быть и более впечатляю- щим .
ф Точка взаимодействия Квантовая теория поля показывает, как сталкива- ются две частицы, подобные электрону и его анти- частице, позитрону. Они на короткий момент анни- гилируют друг с другом в яркой вспышке, порождая фотон, а он затем высвобождает энергию, порождая другую электрон-позитронную пару. Но это выгля- дит так, будто частицы просто отклонились, пе- рейдя на новые траектории.
Если частицы являются не безразмерными точками, а одномерными замкнутыми струнами, которые ко- леблются как электрон и позитрон, тогда при столкновении и аннигиляции они порождают новую струну с другой формой колебаний. Высвобождая энергию, она делится на две струны, продолжающие движение по новым траекториям.
Если эти исходные струны рассматривать не в дис- кретные моменты, а на протяжении непрерывной, разворачивающейся во времени истории, то струны будут выглядеть как мировые поверхности.
Не исключена, правда, возможность, что могут оставаться меньшие, но по-
прежнему бесконечные величины. Никому пока не хватило упорства провести вы-
числения и выяснить, действительно ли эти теории полностью конечны.
По существующим оценкам, усердному студенту на это потребовалось бы лет
двести, и потом неясно, как убедиться, что он не допустил ошибки уже на вто-
рой странице. Тем не менее, вплоть до 1985 г. специалисты в основном верили,
что большинство суперсимметричных теорий супергравитации должны быть свободны
от бесконечностей.
А потом мода неожиданно изменилась. Было объявлено, что нет оснований пола-
гать, будто теории супергравитации не содержат бесконечностей, и это привело
к тому, что их стали считать безнадежно дефектными. Зато было провозглашено,
что концепция, получившая название суперсимметричной теории струн, — единст-
венное, что способно соединить гравитацию с квантовой теорией. Струны в дан-
ной теории, подобно тем, что встречаются обыденной жизни, являются одномерны-
ми объектами. У них есть только длина. Струны в теории струн движутся на фоне
пространства-времени, а их колебания интерпретируются как частицы
(рис. 2.14).
Рис. 2.14. Колебания струн. В теории струн фундаментальные объ-
екты не частицы, занимающие единственную точку в пространстве, а
одномерные струны. Эти струны могут иметь концы или замыкаться
на себя, образуя петли. В точности как струны скрипки, они могут
поддерживать разные режимы колебаний или резонансные частоты,
длины волн которых целое число раз укладываются между концами
струны. Но если разные частоты колебаний скрипичных струн порож-
дают разные музыкальные тона, различные режимы колебаний в тео-
рии струн соответствуют разным массам и зарядам, что интерпрети-
руется как различные фундаментальные частицы. Грубо говоря, чем
короче длина волны колебания струны, тем больше масса частицы.
Если струны обладают грассмановскими измерениями наряду с обычными, их ко-
лебания будут соответствовать бозонам и фермионам. В этом случае положитель-
ные и отрицательные энергии основных состояний в точности сокращаются, так
что не остается никаких бесконечностей, даже малого порядка. Суперструны, как
было объявлено, представляют собой Теорию Всего.
Историкам науки в будущем наверняка будет интересно построить график коле-
бания пристрастий физиков-теоретиков. Струны безраздельно властвовали не-
сколько лет, а супергравитация была низведена до статуса приближенной теории,
годной при низких энергиях. Ярлык «низких энергий» был просто убийственным,
несмотря даже на то, что в данном контексте низкоэнергетическими считались
частицы, в миллиард миллиардов раз превосходящие по энергии те, что образуют-
ся при взрыве тротила. Будь супергравитация низкоэнергетическим приближением,
ее нельзя было бы считать фундаментальной теорией Вселенной. Вместо нее на
эту роль претендовали целых пять различных теорий суперструн. Но какая же
именно из этих пяти струнных теорий описывает нашу Вселенную? И как можно по-
строить теорию струн за пределами того приближения, в котором струны пред-
ставляются поверхностями с одним пространственным и одним временным измерени-
ем в плоском пространстве-времени? Не могут ли струны искривлять фон про-
странства-времени?
В следующие за 1985-м годы постепенно становилось ясно, что теория струн не
дает законченной картины. Начать с того, что струны, как выяснилось, лишь
один из элементов широкого класса объектов, которые могут иметь более одного
измерения. Пол Таунсенд, который является, как и я, сотрудником факультета
прикладной математики и теоретической физики Кембриджа и по большей части за-
ложил основу для изучения таких объектов, стал называть их «р-бранами». Такая
р-брана имеет протяженность в р направлениях. Так, при р = 1 брана является
струной, при р = 2 — поверхностью или мембраной и т.д. (рис. 2.15) . По-
видимому, нет причин отдавать предпочтение струнам с р = 1 перед струнами с
другими значениями р. Напротив, следует принять принцип р-бранной демократии:
все р-браны созданы равными9.
Пространственная ткань нашей Вселенной может иметь как
протяженные, так и свернутые измерения Мембраны мож-
но рассмотреть лучше, если их свернуть
Свернутая
1-6рана,
или струна
Поверхность
2-браны.
свернутая в тор
Рис. 2.15. Р-браны. Р-браны — это объекты, протяженные в р изме-
рениях. Частными их случаями являются струны, для которых р = 1,
и мембраны (р = 2) , но в 10- или 11-мерном пространстве-времени
возможны и большие значения р. Часто некоторые или все из р из-
мерений свернуты наподобие тора.
Все р-браны можно найти как решения уравнений теории супергравитации в 10
или 11 измерениях. Хотя 10 или 11 измерений, кажется, не слишком похожи на
знакомое нам пространство-время, идея состоит в том, что дополнительные 6 или
7 измерений свернуты до такой малой величины, что мы их не замечаем; нам вид-
ны только остальные 4 больших и почти плоских измерения.
Должен сказать, что я с неохотой принимаю идею дополнительных измерений. Но
для меня, как для позитивиста, вопрос «Существуют ли дополнительные измерения
9 Хокинг перефразирует Декларацию независимости США — то ее место, где перечисляются
неотъемлемые права человека (оно начинается словами: «Мы считаем самоочевидными ис-
тины: что все люди созданы равными...») .
на самом деле?» не имеет смысла. Все, о чем можно спросить: действительно ли
математическая модель с дополнительными измерениями хорошо описывает Вселен-
ную? У нас пока нет наблюдений, объяснение которых требовало бы дополнитель-
ных измерений. Однако есть вероятность, что они могут появиться на Большом
адронном коллайдере LHC в Женеве. Но вот что заставляет многих людей, включая
меня, всерьез принимать модели с дополнительными измерениями: это наличие ме-
жду этими моделями целой сети неожиданных соотношений, называемых дуальностя-
ми. Данные соотношения показывают, что все модели, по сути, являются эквива-
лентными, они лишь отражают разные аспекты одной и той же лежащей в основе
теории, которую назвали М-теорией. Не воспринимать эту сеть дуальностей как
знак того, что мы находимся на верном пути, было бы все равно, что верить,
будто Бог поместил среди камней ископаемые остатки, чтобы запутать Дарвина в
вопросе об эволюции жизни.
Дуальности показывают, что все пять теорий суперструн описывают одну и ту
же физическую реальность и что они к тому же эквивалентны супергравитации
(рис. 2.16).
Теория струн типа IIB
Теория струн типа I
Теория
О-гетеротических струн
Одиннадцатимерная теория супергравитации
Теория
Е-гетеротических струн
Рис. 2.16. Объединенная схема. Существует сеть взаимосвязей, так
называемых дуальностей, которые соединяют все пять теорий струн,
а также 11-мерную супергравитацию. Дуальности предполагают, что
разные теории струн — это лишь разные выражения одной и той же
фундаментальной концепции, которую называют М-теорией.
Тип IIB
О-гетеротическая Е-гетеротическая
До середины 1990-х гт. казалось,
что имеется пять совершенно
разных и никак между собой не
связанных теорий струн.
Тил НВ
О-гетеротическая Е-гетеротическая
М-теория объединяет пять тео-
рий струн в единую теоретиче-
скую схему, но многие ее свой-
ства еще предстоит понять.
Рис. 2.16. Продолжение.
Нельзя говорить, что суперструны фундаментальнее супергравитации, и наобо-
рот. Скорее, они являются разными представлениями одной и той же фундамен-
тальной теории, и каждый подход удобен для работы со своим классом задач. По-
скольку теории струн не содержат бесконечностей, они хорошо подходят для рас-
чета того, что случается, когда несколько высокоэнергетических частиц сталки-
ваются и рассеиваются друг на друге. Однако они не слишком полезны для описа-
ния того, как энергия очень большого числа частиц искривляет Вселенную или
образует связанное состояние, подобное черной дыре. В таких ситуациях требу-
ется супергравитация, которая, в основе, представляет собой эйнштейновскую
теорию искривленного пространства с некоторыми дополнительными типами мате-
рии. Именно эту картину я буду в основном использовать в дальнейшем.
Чтобы описать, как квантовая теория придает форму времени и пространству,
будет полезно ввести концепцию мнимого времени. Термин «мнимое время» звучит
так, будто заимствован из научной фантастики, но это вполне определенная ма-
тематическая концепция: время, измеряемое так называемыми мнимыми числами.
Можно представлять себе обычные действительные числа, такие как 1, 2, -3,5 и
т.п., как соответствующие точки на оси, прочерченной слева направо: ноль в
середине, положительные действительные числа — справа, отрицательные — слева
Рис. 2.17. Можно построить математическую модель, в которой есть
мнимое время, направленное под прямым углом к обычному действи-
тельному времени. Модель включает правила, которые определяют
историю в мнимом времени по истории в действительном времени, и
наоборот.
Мнимые числа правомерно изобразить соответствующими отсчетами на вертикаль-
ной оси: ноль опять посередине, положительные мнимые числа — вверху, отрица-
тельные мнимые — внизу. То есть мнимые числа допустимо представлять себе как
новый тип чисел, расположенных под прямым углом к вещественным числам. По-
скольку это чисто математическая конструкция, они не нуждаются в физической
реализации; никто, например, не может иметь мнимое число органов или мнимый
счет по кредитной карте (рис. 2.18).
Рис. 2.18. Мнимые числа — это математическая конструкция. У вас
не может быть мнимого счета по кредитной карте.
Можно подумать, будто мнимые числа — это просто математическая игра, не
имеющая никакого отношения к реальному миру. С точки зрения позитивистской
философии, однако, невозможно определить, что является реальным. Все, что
можно сделать, — это находить математические модели, описывающие Вселенную, в
которой мы живем. Оказывается, математические модели, использующие мнимое
время, предсказывают не только эффекты, которые мы уже наблюдаем, но также
эффекты, которые мы пока не можем измерить, но в которые верим по другим при-
чинам. Так что же все-таки действительно, а что мнимо? Неужели вся разница
лишь в нашем сознании?
Классическая (то есть не квантовая) общая теория относительности Эйнштейна
объединяет действительное время и три измерения пространства в четырехмерное
пространство-время. Но направление действительного времени отличается от трех
пространственных измерений: мировая линия, или история наблюдателя, всегда
направлена в сторону возрастания действительного времени (это означает, что
время всегда течет из прошлого в будущее) , но она может пролегать как в на-
правлении увеличения, так и в сторону уменьшения любого из трех пространст-
венных измерений. Иными словами, можно развернуться в обратную сторону в про-
странстве, но не во времени (рис. 2.19).
С другой стороны, поскольку мнимое время расположено под прямым углом к
действительному, оно ведет себя подобно четвертому пространственному измере-
нию. Поэтому оно может обладать гораздо более широким диапазоном возможно-
стей, чем железнодорожная колея обычного действительного времени, которое мо-
жет лишь иметь начало или конец либо замыкаться в круг. Именно в этом «мни-
мом» смысле время имеет форму.
Чтобы увидеть подобные возможности, представим пространство-время с мнимым
временем как сферу, подобную поверхности Земли. Предположим, что мнимое время
соответствует широте (рис. 2.20). Тогда история Вселенной в мнимом времени
начинается на южном полюсе. Не имеет смысла вопрос «Что случилось до нача-
ла?». Таких моментов времени просто нет, точно так же, как точек южнее южного
полюса. Полюс — самая обыкновенная точка на поверхности Земли, и там работают
те же самые законы, что и в других точках. Это наводит на мысль, что начало
Вселенной в мнимом времени может быть обычной точкой пространства-времени и
что в начале должны соблюдаться все законы, которые действуют в остальной
Вселенной. (Квантовое происхождение и эволюция Вселенной будут обсуждаться в
следующей главе.)
Направление времени
История наблюдателя Световые конусы
Рис. 2.19. В классическом пространстве-времени общей теории относитель-
ности действительное время отличается от пространственных направлений
тем, что в направлении истории наблюдателя оно только увеличивается, то-
гда как пространственные координаты могут как увеличиваться, так и
уменьшаться по ходу этой истории. С другой стороны, мнимое время кванто-
вой теории подобно дополнительному пространственному измерению, посколь-
ку может, как увеличиваться, так и уменьшаться.
S
Мнимое время как линии широты
Рис. 2.20. В мнимом пространстве-времени, которое является сферой, на-
правление мнимого времени может быть представлено расстоянием от южного
полюса. При движении на север круги долготы, проходящие на постоянном
расстоянии от южного полюса, становятся все больше и больше, что соот-
ветствует расширению Вселенной в мнимом времени. У экватора Вселенная
достигает максимального размера и затем с увеличением мнимого времени
вновь сжимается в точку на северном полюсе. Но хотя размер Вселенной
становится на полюсах нулевым, в этих точках не будет сингулярностей
просто потому, что Северный и Южный полюсы — совершенно обыкновенные
точки на земной поверхности. Это указывает на то, что в мнимом времени
рождение Вселенной может быть обычной точкой пространства-времени.
Другой вариант поведения можно проиллюстрировать, если считать мнимое время
долготой на Земле. Все меридианы сходятся на северном и южном полюсах
(рис. 2.21). Так что время здесь останавливается в том смысле, что увеличение
мнимого времени (или градуса долготы) оставляет вас на одном и том же месте.
Это очень похоже на то, как обычное время кажется остановившимся на горизонте
черной дыры. Мы выяснили, что это замирание действительного или мнимого вре-
мени (как обоих сразу, так и по одному) означает, что пространство-время име-
ет температуру, как это было открыто мною для случая черных дыр. Но черные
дыры имеют не только температуру, они к тому же ведут себя так, будто облада-
ют энтропией. Энтропия — это мера числа внутренних состояний (различных вари-
антов внутренней конфигурации), которые может иметь черная дыра, не меняя
своего вида для внешнего наблюдателя, способного определить только ее массу,
вращение и электрический заряд. Энтропия черной дыры выражается очень простой
формулой, которую я вывел в 1974 г. Она равна площади горизонта черной дыры:
один бит информации о ее внутреннем состоянии приходится на каждую фундамен-
тальную единицу площади горизонта. Это говорит о глубокой связи между кванто-
вой гравитацией и термодинамикой — наукой о теплоте (к сфере которой относит-
ся понятие энтропии). А еще наводит на мысль, что квантовая гравитация может
проявлять своего рода голографические свойства (рис. 2.22).
N
Мнимое время как линии долготы,
которые встречаются на северном
и южном полюсах
Рис. 2.21. Вместо широты направлению мнимого времени
в сферическом пространстве-времени может соответст-
вовать долгота. Поскольку все линии постоянной дол-
готы сходятся в северном и южном полюсах, время там
останавливается; увеличение мнимого времени оставля-
ет вас на одном и том же месте, подобно тому как
движение на запад на Северном полюсе Земли оставляет
вас на Северном полюсе.
Даже небольшой фрагмент трех
мерной голографической пла-
стинки содержит достаточно
информации, чтобы реконст-
руировать полное трехмерное
изображение яблока
Рис. 2.22. По сути, голография — это проявление интерференции волн. Голограм-
ма создается, когда свет от одного лазера разделяется на два отдельных пучка
а и Ь. Один из них (Ь) рассеивается объектом на светочувствительную пластинку
d. Другой (а) проходит через линзу е и взаимодействует с рассеянным светом
пучка Ь, создавая на пластинке интерференционный узор. Когда лазер светит
сквозь проявленную пластинку, восстанавливается полное трехмерное изображение
исходного объекта. Наблюдатель может обойти голографическое изображение и
увидеть скрытые поверхности, которые на обычной фотографии не видны. Двумер-
ная поверхность пластинки (внизу), в отличие от обычной фотографии, обладает
замечательным свойством: любой, даже небольшой, фрагмент ее поверхности со-
держит всю информацию, необходимую для реконструкции целого изображения.
(Строго говоря, голограмма содержит только информацию о внешнем виде объек-
тов. Узнать, как выглядят детали, скрытые непрозрачной оболочкой, по голо-
грамме невозможно. — Перев.)
Информация о квантовых состояниях внутри области пространства-времени может
быть неким образом закодирована на ее границе, которая имеет на два измерения
меньше. Это похоже на то, как голограмма содержит трехмерное изображение на
двумерной поверхности. Если квантовая гравитация включает голографический
принцип, это может означать, что у нас есть шанс проследить, что происходит
внутри черной дыры. Большое значение имеет возможность предсказывать излуче-
ние, исходящее из черной дыры. Если это невозможно, значит, нельзя и предска-
зывать будущее настолько точно, как мы думаем. (Данный вопрос обсуждается в
главе 4. Голографии посвящена глава 7.) Похоже, мы сами можем жить на 3-бране
— четырехмерной (три пространственных плюс одно временное измерение) поверх-
ности, которая ограничивает пятимерную область, а остальные размерности свер-
нуты до очень малых размеров. При этом в состоянии мира на бране зашифровано
то, что происходит в пятимерной области.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Литпортал
ПОХИЩЕНИЕ ЧАРОДЕЯ
Кир Булычев
1
Дом понравился Анне еще издали. Она устало шла пыльной тропинкой вдоль за-
боров, сквозь дырявую тень коренастых лип, мимо серебристого от старости ко-
лодезного сруба - от сильного порыва ветра цепь звякнула по мятому боку вед-
ра , - куры суетливо уступали дорогу, сетуя на человеческую наглость, петух же
отошел строевым шагом, сохраняя достоинство. Бабушки, сидевшие в ряд на зава-
линке, одинаково поздоровались с Анной и долго смотрели вслед. Улица была ши-
рокой, разъезженная грузовиками дорога вилась посреди нее, как речка по доли-
не, поросшей подорожником и мягкой короткой травой.
Дом был крепким, под железной, когда-то красной крышей. Он стоял отдельно
от деревни, по ту сторону почти пересохшего ручья.
Анна остановилась на мостике через ручей - два бревна, на них набиты попе-
рек доски. Рядом был брод - широкая мелкая лужа. Дорога пересекала лужу и
упиралась в распахнутые двери серого бревенчатого пустого сарая. От мостика
тянулась тропа, пробегала мимо дома и петляла по зеленому склону холма, к
плоской вершине, укрытой плотной шапкой темных деревьев.
Тетя Магда описала дорогу точно, да и сама Анна шаг за шагом узнавала де-
ревню, где пятилетней девочкой двадцать лет назад провела лето. К ней возвра-
щалось забытое ощущение покоя, гармонирующее со ржаным полем, лопухами и пыш-
ным облаком над рощей, звоном цепи в колодце и силуэтом лошади на зеленом от-
косе .
Забор покосился, несколько планок выпало, сквозь щели проросла крапива.
Смородиновые кусты перед фасадом в три окна, обрамленных некогда голубыми на-
личниками и прикрытых ставнями, разрослись и одичали. Дом был одинок, он ску-
чал без людей.
Анна отодвинула ржавый засов калитки и поднялась на крыльцо. Потом огляну-
лась на деревню. Деревня тянулась вдоль реки, и лес, отделявший ее от желез-
нодорожного разъезда, отступал от реки широкой дугой, освобождая место полям.
Оттуда тянуло прохладным ветром. И видно было, как он перебегает Вятлу, тыся-
чью крошечных лапок взрывая зеркало реки и раскачивая широкую полосу при-
брежного тростника. Рев мотора вырвался из-за угла дома, и низко сидящая кор-
мой лодка распилила хвостом пены буколические следы ветра. В лодке сидел
белобородый дед в дождевике и синей шляпе. Словно почувствовав взгляд Анны,
он обернулся, и, хотя лицо его с такого расстояния казалось лишь бурым пят-
ном, Анне показалось, будто старик осуждает ее появление в пустом доме, кото-
рому положено одиноко доживать свой век.
Пустое человеческое жилище всегда печально. Бочка для воды у порога рассо-
хлась, из нее почему-то торчали забытые грабли, у собачьей конуры с провалив-
шейся крышей лежал на ржавой цепочке полуистлевший ошейник.
Анна долго возилась с ключом, и, когда дужка сердито выскочила из пузатого
тела замка, входная дверь поддалась туго, словно кто-то придерживал ее из-
нутри . В сенях царила нежилая затхлость, луч солнца, проникнув в окошко под
потолком, пронзил темный воздух, и в луче замельтешили вспугнутые пылинки.
Анна отворила дверь в теплую половину. Дверь была обита рыжей клеенкой,
внизу было прикрытое фанерой отверстие, чтобы кошка могла выйти, когда ей
вздумается. Анна вспомнила, как сидела на корточках, завидуя черной теткиной
кошке, которой разрешалось гулять даже ночью. Воспоминание звякнуло, как ко-
локольчик, быстро прижатый ладонью. На подоконнике в молочной бутылке стоял
букет бумажных цветов. Из-под продавленного дивана выскочила мышь-полевка.
Отогнув гвозди, Анна растворила в комнате окна, распахнула ставни, потом
перешла на кухню, отделенную от жилой комнаты перегородкой, не доходившей до
потолка, и раскрыла окно там. При свете запустение стало более очевидным и
грустным. В черной пасти русской печи Анна нашла таз, в углу под темными об-
разами - тряпку. Для начала следовало вымыть полы.
Натаскав из речки воды - одичавшие яблони в саду разрослись так, что прихо-
дилось продираться сквозь ветки, - и вымыв полы, Анна поставила в бутылку бу-
кет ромашек, а бумажные цветы отнесла к божнице. Она совсем не устала - эта
простая работа несла в себе приятное удовлетворение, а свежий запах мокрых
полов сразу изгнал из дома сладковатый запах пыли.
Одну из привезенных с собой простынь Анна постелила на стол в большой ком-
нате и разложила там книги, бумагу и туалетные принадлежности.
Теперь можно было и отдохнуть. То есть сходить за молоком в деревню, заодно
навестить деда Геннадия и его жену Дарью.
Анна нашла на кухне целую кринку, вышла из дома, заперла по городской при-
вычке дверь, постояла у калитки и пошла не вниз, к деревне, а к роще на вер-
шине, потому что с тем местом была связана какая-то жуткая детская тайна, за-
бытая двадцать лет назад.
Тропинка вилась среди редких кустов, у которых розовела земляника, и неожи-
данно Анна оказалась на вершине холма, в тени деревьев, разросшихся на ста-
ром, заброшенном кладбище. Серые плиты и каменные кресты утонули в земле, за-
росли орешником, и в углублениях между ними буйно цвели ландыши. Одна из плит
почему-то стояла торчком, и Анна предположила, что здесь был похоронен кол-
дун, который потом ожил и выкарабкался наружу.
Вдруг Анне показалось, что За ней кто-то следит. Внутри рощи было очень ти-
хо - ветер не смел хозяйничать здесь, и древний кладбищенский страх вдруг ов-
ладел Анной и заставил, не оборачиваясь, быстро пойти вперед...
2
- Ты, конечно, прости, Аннушка, - сказал белобородый дед в дождевике и си-
ней шляпе, - если я тебя испугал.
- Здравствуйте, дедушка Геннадий, - сказала Анна. Вряд ли кто-нибудь еще в
деревне мог сразу признать ее.
Они стояли у каменной церкви с обвалившимся куполом. Большая стрекоза спла-
нировала на край кринки, которую Анна прижимала к груди, и заглянула внутрь.
- За молоком собралась? - спросил дед Геннадий.
- К вам.
- Молочка дадим. А я за лошадью пришел, сюда забрела. Откуда-то у нее
стремление к покою. Клеопатрой ее зовут, городская, с ипподрома выбрако-
ванная .
- Тетя Магда вам писала?
- Она мне пишет. Ко всем праздникам. Я в Прудники ездил, возвращаюсь, а ты
на крыльце стоишь. Выросла... В аспирантуру, значит, собираешься?
- Тетя и об этом написала?
Гнедая кобыла стояла по другую сторону церкви, грелась на солнце. Она веж-
ливо коснулась зубами протянутой ладони. Ее блестящая шкура пахла потом и
солнцем.
- Обрати внимание, - сказал дед Геннадий, - храм семнадцатого века, воз-
двигнутый при Алексее Михайловиче, а фундамент значительно старше. Понимаешь?
Сюда реставратор из Ленинграда приезжал. Васильев, Терентий Иванович, не Зна-
кома?
- Нет.
- Может, будут реставрировать. Или раскопки начнут. Тут на холме город сто-
ял в средневековые времена. Земля буквально полна исторических тайн.
Дед торжественно вздохнул. Надвинул шляпу на глаза, хлопнул Клепу по шее, и
та сразу пошла вперед, Анна поняла, что реставратор Васильев внес в душу Ген-
надия благородное смятение, открыв перед ним манящие глубины веков.
Впереди шла Клеопатра, затем, жестикулируя, дед - дождевик его колыхался,
как покрывало привидения. Он говорил, не оборачиваясь, иногда его голос про-
падал, заглохнув в кустах. Речь шла об опустении рек и лесов, о том, что не-
кий купец еще до революции возил с холма камень в Полоцк, чем обкрадывал
культурное наследие, о том, что население этих мест смешанное, потому что сю-
да все кому не лень ходили, о том, что каждой деревне нужен музей... Темы бы-
ли многочисленны и неожиданны.
Они спустились с пологой, противоположной от реки стороны холма и пошли
вдоль ржаного поля, по краю которого росли васильки. Анна отставала, собирая
цветы, потом догоняла деда и улавливала новую тему - о том, что над Миорами
летающая тарелка два дня висела, а на Луне возможна жизнь в подлунных вулка-
нах. .. У ручья дед обернулся.
- Может, у нас поживешь? Чего одной в доме? Мы с Дарьей одни, беседовать
будем.
- Мне и дома хорошо. Спасибо.
- Я и не надеялся, - легко согласился дед.
В доме деда Геннадия пришлось задержаться. Бабушка Дарья вскипятила чай,
достала конфеты, а дед вынул из сапожной коробки и разложил на столе свой
"музей", который он начал собирать после встречи с реставратором Васильевым.
В "музее" были: фотографии деда двадцатых годов, банка из-под чая с черепками
разной формы и возраста, несколько открыток с видом Полоцка и курорта Монте-
Карло, покрытая патиной львиная голова с кольцом в носу - ручка от двери,
подкова, кремневый наконечник копья, бутылочка от старинных духов и что-то
еще. Коллекция была случайная, сорочья, бабушка Дарья отозвала Анну на кухню
поговорить о родственниках, потом шепнула: "Ты не смейся, пускай балуется. А
то пить начнет". Бабушка Дарья прожила с Геннадием полвека и все боялась, что
он запьет.
3
Сумерки были наполнены звуками, возникающими от тишины и прозрачности воз-
духа. Голоса от колодца, женский смех, воркование телевизора, далекий гудок
грузовика и даже перестук колес поезда в неимоверной залесной дали - все это
было нужно для того, чтобы Анна могла как можно глубже осознать необъятность
небес, блеск отражения луны в черной реке, непроницаемое молчание леса,
всплеск вечерней рыбы и комариный звон.
Анна поднялась к дому, и не спеша, улыбаясь при воспоминании о дедушкиной
болтовне, открыла на этот раз покоренный замок. Держа его в одной руке, а
кринку с парным молоком в другой, она вошла в темные сени, сделала шаг и не-
ожиданно налетела на что-то твердое и тяжелое. Кринка выпала и грохнулась о
пол, замок больно ударил по ноге. Анна вскрикнула, обхватила руками лодыжку,
и тут же из-за перегородки, отделявшей сени от холодной горницы, резкий муж-
ской голос спросил:
- Ты что, Кин?
С чердака откликнулся другой, низкий:
- Я наверху.
Несмотря на жуткую боль, Анна замерла. Ее на мгновение посетила дикая мысль
- она ошиблась домом. Но по эту сторону ручья только один дом. И она сама
только что отперла его.
Часто заскрипели ступеньки узкой лестницы, ведущей на чердак. Скрипнула
дверь.
Два фонаря вспыхнули одновременно. Анна зажмурилась.
Когда она открыла глаза, щурясь, увидела в сенях двух мужчин, посредине -
большой желтый чемодан, облитый молоком. Молочная лужа растекалась по полу, в
ней рыжими корабликами покачивались черепки кринки.
Один был молод, едва ли старше Анны, в строгом синем костюме, галстуке-
бабочке, с вьющимися черными волосами и гусарским наглым взглядом. Второй,
спустившийся с чердака, был постарше, массивней, плотней, лицо его было ску-
ластым, темнокожим, на нем светлыми точками горели небольшие глаза. Одет он
был в черный свитер и потертые джинсы.
Морщась от боли, Анна выпрямилась и спросила первой:
- Вы через окно влезли?
Мужчины держали в руках небольшие яркие фонарики.
- Что вы здесь делаете? - спросил скуластый бандит.
- Я живу здесь. Временно. - И, как бы желая сразить их наповал, Анна доба-
вила : - Вот видите, я и пол вымыла.
- Пол? - спросил скуластый и посмотрел на лужу молока.
Анна была так зла, да и нога болела, что забыла об испуге.
- Если вам негде переночевать, - сказала она, - перейдите через ручей, в
крайний дом. Там комната пустая.
- Почему это мы должны уходить? - спросил молодой.
- Вы что, хотите, чтобы я ушла?
- Разумеется. Вам здесь нечего делать.
- Но ведь это дом моей тетки, Магды Иванкевич.
- Это черт знает что, - сказал молодой. - Никакой тетки здесь быть не долж-
но .
- Правильно! - воскликнула Анна, все более преисполняясь праведным гневом.
- Тетки быть здесь не должно. Вас тоже.
- Мне кажется, - заявил скуластый бандит, - что нам надо поговорить. Не со-
благоволите ли пройти в комнату?
Анна обратила внимание, что речь его была чуть старомодной, точно он полу-
чил образование в дореволюционной гимназии.
Не дожидаясь ответа, бандит толкнул дверь в горницу. Там было уютно. Диван
был застелен, на столе лежали книги, частично английские, что сразу убеждало:
в комнате обитает интеллигентный человек - то есть Анна Иванкевич.
Видно, эта мысль пришла в голову и бандиту, потому что его следующие слова
относились не к Анне, а к спутнику.
- Жюль, - сказал он, - кто-то прошляпил.
Жюль подошел к столу, поднял английскую книжку, пошевелил губами, разбирая
название, и заметил:
- Не читал.
Видно, хотел показать свою образованность. Возможно, он торговал иконами с
иностранцами, занимался контрабандой и не остановится ни перед чем, чтобы из-
бавиться от свидетеля.
- Хорошо, - сказал скуластый бандит. - Не будем ссориться. Вы полагали, что
дом пуст, и решили в нем пожить. Так?
- Совершенно верно. Я знала, что он пуст.
- Но вы не знали, что хозяйка этого дома сдала нам его на две недели. И по-
лучилось недоразумение.
- Недоразумение, - подтвердила Анна. - Я и есть хозяйка.
Гусар уселся на диван и принялся быстро листать книжку.
Вдали забрехала собака. В полуоткрытое окно влетел крупный мотылек и поле-
тел к фонарику. Анна, хромая, подошла к столу и зажгла керосиновую лампу.
- Магда Федоровна Иванкевич, - сказал скуластый бандит учительским голосом,
- сдала нам этот дом на две недели.
- Когда вы видели тетю? - спросила Анна.
- Вчера, - ответил молодой человек, не отрываясь от книги. - В Минске.
Вранье, поняла Анна. Вчера утром она проводила тетку в Крым. Полжизни про-
жив в деревне, тетка полагала, что деревня - не место для отдыха. Экзотиче-
ская толкотня на ялтинской набережной куда более по душе ее романтической бе-
лорусской натуре... Они здесь не случайно. Их привела сюда продуманная цель.
Но что им делать в этом доме? Чем серьезнее намерения у бандитов, тем безжа-
лостнее они к своим жертвам - цель оправдывает средства. Как бы вырваться от-
сюда и добежать до деда?
- Пожалуй, - сказал задумчиво большой бандит, дотронувшись пальцем до кон-
чика носа, - вы нам не поверили.
- Поверила, - сказала Анна, сжимаясь под его холодным взглядом. Чем себя и
выдала окончательно. И теперь ей оставалось только бежать. Тем более что мо-
лодой человек отложил книгу, легко поднялся с дивана и оказался у нее за спи-
ной . Или сейчас, или никогда. И Анна быстро сказала:
- Мне надо выйти. На улицу.
- Зачем? - спросил большой бандит.
Анна бросилась к полуоткрытому окну, нырнула в него головой вперед, на-
встречу ночной прохладе, душистому аромату лугов и запаху горького дыма от
лесного костра. Правда, эту симфонию она не успела оценить, потому что гусар
втащил ее за ноги обратно в комнату. Анна стукнулась подбородком о подокон-
ник, чуть не вышибла зубы и повисла - руками за подоконник, ноги на весу.
- Отпусти, - простонала Анна. Ей было очень больно.
В ее голосе был такой заряд ненависти и унижения, что скуластый бандит ска-
зал :
- Отпусти ее, Жюль.
Выпрямившись, Анна сказала гусару:
- Этого я вам никогда не прощу.
- Вы рисковали. Там под окном крапива.
- Смородина, - сказала Анна.
- Вы чего не кричали? - деловито спросил скуластый бандит. - Тут далеко
слышно.
- Я еще закричу, - сказала Анна, стараясь не заплакать.
- Сударыня, - сказал большой бандит, - успокойтесь. Мы не причиним вам зла.
- Тогда убирайтесь! - крикнула Анна визгливым голосом. - Убирайтесь немед-
ленно из моего дома! - Она схватилась за челюсть и добавила сквозь зубы: -
Теперь у меня рот не будет открываться.
Громоздкий бандит поглядел поверх ее головы и сказал:
- Жюль, погляди, нельзя ли снять боль?
Анна поняла, что убивать ее не будут, а Жюль осторожно и твердо взял ее за
подбородок сухими тонкими пальцами и сказал, глядя ей в глаза своими синими
гусарскими глазами:
- Неужели мы производим такое впечатление?
- Производите, - сказала Анна упрямо. - И вам придется вытереть пол в се-
нях .
- Это мы сделаем, - сказал Кин, старший бандит, подходя к окну. - И навер-
ное , придется перенести решение на завтра. Сегодня все взволнованы и даже
раздражены. Встанем пораньше...
- Вы все-таки намерены здесь ночевать? - сказала Анна.
- А куда же мы денемся?
Деваться в такое время было некуда.
- Тогда будете спать в холодной комнате. Только простынь у меня для вас
нет.
- Обойдемся, - сказал Жюль. - Я возьму книжку с собой. Очень интересно.
Завтра верну.
- Где половая тряпка? - спросил Кин.
- Я сейчас дам, - сказала Анна и прошла на кухню. Кин следом. Принимая
тряпку, он спросил:
- Может, вас устроит денежная компенсация?
- Чтобы я уехала из своего дома?
- Скажем, тысяча рублей?
- Ого, я столько получаю за полгода работы.
- Значит, согласны?
- Послушайте, в деревне есть другие дома. В них живут одинокие бабушки. Это
вам обойдется дешевле.
- К сожалению, - сказал Кин, - нас устраивает этот дом.
- Неужели под ним клад?
- Клад? Вряд ли. А две тысячи?
- За эти деньги вы можете купить здесь три дома. Не швыряйтесь деньгами.
Или они государственные?
- Ирония неуместна, - строго сказал Кин, словно Анна училась у него в клас-
се . - Деньги государственные.
- Слушайте, - сказала Анна, - мойте пол и идите спать.
4
Анне не спалось. За стеной тихо переговаривались незваные гости. В конце
концов, Анна не выдержала и выглянула в сени. Один из фонариков лежал на пол-
ке - матовый шарик свечей на сто. Импортная вещь, подумала Анна. Очень удобно
в туристских походах. Чемоданов прибавилось. Их было уже три. Может, бандиты
уже вселили подруг?
И в этот момент посреди прихожей с легким стуком возник блестящий металли-
ческий ящик примерно метр на метр. Тут же послышался голос гусара:
- Приехали.
Дверь в холодную комнату дрогнула и стала открываться. Анна мгновенно ныр-
нула к себе.
Это было похоже на мистику, и ей, естественно, не нравилось. Вещи так про-
сто из ничего не возникают, разве что в фантастических романах, которые Анна
не терпела. Но читала, потому что они дефицитны.
Бандиты еще долго передвигали что-то в прихожей, бормотали и угомонились
только часа в три. Тогда и Анна Заснула.
Проснулась она не так, как мечтала в последние недели. То есть: слышны от-
даленные крики петухов, мычание стада, бредущего мимо окон, птицы гомонят в
ветвях деревьев, солнечные зайчики скачут по занавеске. Анна представила, как
сбежит к речке и окунется в холодную прозрачную воду. Сосны взмахивают ветвя-
ми , глядя, как она плывет, распугивая серебряных мальков.
За стенкой зазвучали голоса, и сразу вспомнилась глупая вчерашняя история,
из-за которой Анна расстроилась раньше, чем услышала пение петухов, мычание
стада и веселый шорох листвы. Для того чтобы сбежать к речке и окунуться в
весело бегущую воду, Анне нужно было пройти через сени, где обосновались не-
прошеные соседи. И купаться расхотелось. Следовало поступить иначе - рас-
пахнуть дверь и хозяйским голосом спросить: "Вы еще здесь? Сколько это будет
продолжаться? Я пошла за милицией!" Но ничего подобного Анна не сделала, по-
тому что была не причесана и не умыта. Тихо, стесняясь, что ее услышат, Анна
пробралась на кухню, налила холодной воды из ведра в таз и совершила скромный
туалет. Причесываясь, она поглядела в кухонное окно. Убежать? Глупо. А они
будут бежать за мной по улице? Лучше подожду, пока зайдет дед Геннадий.
Находиться на кухне до бесконечности Анна не могла. Поэтому она разожгла
плиту, поставила чайник и, подтянутая, строгая, вышла в сени.
Там стояло шесть ящиков и чемоданов, один из них был открыт, и гусар Жюль в
нем копался. При скрипе двери он захлопнул чемодан и буркнул:
- Доброе утро.
Его реакция подсказала Анне, что неприязнь взаимна, и это ее даже обрадова-
ло .
- Доброе утро, - согласилась Анна. - Вы еще здесь?
Кин вошел с улицы. Мокрые волосы приклеились ко лбу.
- Отличная вода, - сообщил он. - Давно так хорошо не купался. Вы намерены
купаться?
"С чего это у него хорошее настроение?" - встревожилась Анна.
- Нет, - сказала она. - Лучше я за молоком схожу.
- Сходите, Аня, - сказал Кин миролюбиво.
Такого Анна не ожидала.
- Вы собрались уезжать? - спросила она недоверчиво.
- Нет, - сказал Кин. - Мы остаемся.
- Вы не боитесь, что я позову на помощь?
- Вы этого не сделаете, - улыбнулся Кин.
- Еще как сделаю! - возмутилась Анна. И пошла к выходу.
- Посуду возьмите, - сказал ей вслед гусар. - У вас деньги есть?
- Не нужны мне деньги.
Анна хлопнула дверью, вышла на крыльцо. Посуда ей была не нужна. Она шла не
за молоком.
По реке вспыхивали блестки солнца, в низине у ручья зацепился клок тумана.
Дверь сзади хлопнула, вышел Кин с кастрюлей и письмом.
- Аня, - сказал он отеческим голосом, - письмо вам.
- От кого? - спросила Анна, покорно принимая кастрюлю.
- От вашей тети, - сказал Кин. - Она просила передать...
- Почему вы не показали его вчера?
- Мы его получили сегодня, - сказал Кин.
- Сегодня? Где же ваш вертолет?
- Ваша тетушка, - не обратил внимания на иронию Кин, - отдыхающая в Крыму,
просила передать вам большой привет.
Анна прижала кастрюлю к боку и развернула записку.
"Аннушка! - было написано там. - Кин Владимирович и Жюль обо всем со мной
договорились. Ты их не обижай. Я им очень обязана. Пускай поживут в доме. А
ты, если хочешь, у деда Геннадия. Он не откажется. Мы с Миленой доехали хоро-
шо. Прутиков встретил. Погода теплая. Магда".
Кин стоял, чуть склонив голову, и наблюдал За Анной.
- Чепуха, - сказала она. - Это вы сами написали.
- И про Миленку мы написали? И про Прутикова?
- Сколько вы ей заплатили?
- Сколько она попросила.
Тетя была корыстолюбива, а если они перед ее носом помахали тысячью руб-
лей ... тогда держись! Но как же они это сделали?
- Сегодня утром? - переспросила Анна.
- Да. Мы телеграфировали нашему другу в Крым вчера ночью. На рассвете оно
прибыло сюда самолетом.
Письмо было настоящим, но Анна, конечно, не поверила, что все было сделано
именно так.
- У вас и рация своя есть? - спросила Анна.
- Вам помочь перенести вещи? - спросил Кин.
- Не надейтесь, - сказала она. - Я не сдамся. Мне плевать, сколько еще пи-
сем вы притащите от моей тетушки. Если вы попробуете меня убить или вытащить
силой, я буду сопротивляться.
- Ну, зачем так, - скорбно сказал Кин. - Наша работа, к сожалению, не тер-
пит отлагательства. Мы просим вас освободить этот дом, а вы ведете себя как
ребенок.
- Потому что я оскорблена, - сказала Анна. - И упряма.
- Никто не хотел вас оскорблять. Для нас встреча с вами была неприятной не-
ожиданностью . Специфика нашей работы такова, что нам нежелательно привлекать
к себе внимание, - сказал Кин. Глаза у него были печальными.
- Вы уже привлекли, - сказала Анна, - мое внимание. Вам ничего не остается,
как рассказать мне, чем вы намерены заниматься.
- Но может, вы уедете? Поверьте, так всем будет лучше.
- Нет, - сказала Анна. - Подумайте, а я пошла купаться. И не вздумайте вы-
кидывать мои вещи или запирать дверь.
Вода оказалась в меру прохладной, и, если бы не постоянно кипевшее в Анне
раздражение, она бы наслаждалась. Доплыв до середины реки, она увидела, как
далеко отнесло ее вниз по течению, повернула обратно и потратила минут пятна-
дцать, чтобы выплыть к тому месту, где оставила полотенце и книгу.
Выбравшись на траву, сбегавшую прямо к воде, Анна улеглась на полотенце,
чтобы позагорать. Как назло, ничего хорошего из этого не вышло - несколько
нахальных слепней налетели как истребители, и Анна расстроилась еще бо-
лее .
- Простите, - сказал Кин, присаживаясь рядом на траву.
- Я вас не звала, - буркнула Анна.
- Мы посоветовались, - сказал Кин, - и решили вам кое-что рассказать.
- Только не врать, - сказала Анна.
- Нет смысла. Вы все равно не поверите. - Кин с размаху шлепнул себя по
шее.
- Слепни, - сказала Анна. - Здесь, видно, коровы пасутся.
Она села и накрыла плечи полотенцем.
- Мы должны начать сегодня, - сказал Кин. - Каждая минута стоит бешеных
средств.
- Так не тратьте их понапрасну.
- Меня утешает лишь то, что вы неглупы. И отзывы о вас в институте положи-
тельные . Правда, вы строптивы...
- Вы и в институте успели?
- А что делать? Вы - неучтенный фактор. Наша вина. Так вот, мы живем не
здесь.
- Можно догадаться. На Марсе? В Америке?
- Мы живем в будущем.
- Как трогательно! А в чемоданах - машина времени?
- Не иронизируйте. Это - ретрансляционный пункт. Нас сейчас интересует не
двадцатый век, а тринадцатый. Но, чтобы попасть туда, мы должны сделать оста-
новку здесь.
- Я всегда думала, что путешественники во времени - народ скрытный.
- Попробуйте поделиться тайной с друзьями. Кто вам поверит?
Кин отмахнулся от слепня. Пышное облако наползло на солнце, и сразу стало
прохладно.
- А почему я должна вам верить? - спросила Анна.
- Я скажу, что нам нужно в тринадцатом веке. Это, конечно, невероятно, но
заставит вас задуматься...
Анне вдруг захотелось поверить. Порой в невероятное верить легче, чем в
обыкновенные объяснения.
- И в каком вы живете веке?
- Логичный вопрос. В двадцать седьмом. Я продолжу? В тринадцатом веке на
этом холме стоял небольшой город Замошье. Лоскуток в пестром одеяле России. К
востоку лежали земли Полоцкого княжества, с запада и юга жили литовцы, летты,
самогиты, ятвяги и другие племена и народы. Некоторые существуют и поныне,
другие давно исчезли. А еще дальше, к западу, начинались владения немецкого
ордена меченосцев.
- Вы археологи?
- Нет. Мы должны спасти человека. А вы нам мешаете.
- Неправда. Спасайте. И учтите, что я вам пока не верю. И зачем забираться
в средневековье? Кого спасать? Он тоже путешественник?
- Нет, он гений.
- А вы откуда Знаете?
- Наша специальность - искать гениев.
- А как его Звали?
- Его имя - Роман. Боярин Роман.
- Никогда не слышала.
- Он рано погиб. Так говорят летописи.
- Может, летописцы все придумали?
- Летописцы многого не понимали. И не могли придумать.
- Что, например?
- Например, то, что он использовал порох при защите города. Что у него была
типография... Это был универсальный гений, который обогнал свое время.
- Если он погиб, как вы его спасете?
- Мы возьмем его к себе.
- И вы хотите, чтобы он не погиб, а продолжал работать и изобрел еще и мик-
роскоп? А разве можно вмешиваться в прошлое?
- Мы не будем вмешиваться. И не будем менять его судьбу.
- Так что же?
- Мы возьмем его к себе в момент смерти. Это не окажет влияния на ход исто-
рических событий.
- Не могу поверить. Да и зачем это вам?
- Самое ценное на свете - мозг человека. Гении так редки, моя дорогая Ан-
на. . .
- Но он же жил тысячу лет назад! Сегодня любой первоклассник может изобрес-
ти порох.
- Заблуждение. Человеческий мозг развит одинаково уже тридцать тысяч лет.
Меняется лишь уровень образования. Сегодня изобретение пороха не может быть
уделом гения. Сегодняшний гений должен изобрести...
- Машину времени?
- Скажем, машину времени... Но это не значит, что его мозг совершенней, чем
мозг изобретателя колеса или пороха.
- А зачем вам изобретатель пороха?
- Чтобы он изобрел что-то новое.
5
Облака, высокие, темные с изнанки, освободили солнце, и оно снова осветило
берег. Но цвет его изменился - стал тревожным и белым. И тут же хлынул дождь,
хлестнул по тростнику, по траве. Анна подхватила книгу и, закрывая голову по-
лотенцем, бросилась к яблоням. Кин в два прыжка догнал ее, и они прижались
спинами к корявому стволу. Капли щелкали по листьям.
- А если он не захочет? - спросила Анна.
Кин вдруг засмеялся.
- Вы мне почти поверили, - сказал он.
- А не надо было верить? - Ее треугольное, сходящееся к ямке на крепком
остром подбородке лицо покраснело, отчего волосы казались еще светлее.
- Это замечательно, что вы поверили. Мало кто может похвастаться таким не-
предвзятым восприятием.
- Такая я, видно, дура.
- Наоборот.
- Ладно, спасибо. Вы все-таки лучше скажите, зачем вам лезть за гением в
тринадцатый век? Что, поближе не оказалось?
- Во-первых, гениев мало. Очень мало. Во-вторых, не каждого мы можем взять
к себе. Он должен быть не стар, потому что с возрастом усложняется проблема
адаптации, и, главное, он должен погибнуть случайно или трагически... без
следа. На похоронах Леонардо да Винчи присутствовало много людей.
- И все-таки - тринадцатый век!
Дождь иссякал, капли все реже били по листьям.
- Вы не представляете, что такое перемещение во времени...
- Совершенно не представляю.
- Я постараюсь примитивно объяснить. Время - объективная физическая реаль-
ность , оно находится в постоянном поступательном движении. Движение это, как
и движение некоторых иных физических процессов, осуществляется по спирали.
Кин опустился на корточки, подобрал сухой сучок и нарисовал на влажной зем-
ле спираль времени.
- Мы с вами - частички, плывущие в спиральном потоке, и ничто в мире не в
силах замедлить или ускорить это движение. Но существует другая возможность -
двигаться прямо, вне потока, как бы пересекая виток за витком.
Кин, не вставая, нарисовал стрелку рядом со спиралью.
Затем он поднял голову, взглянул на Анну, чтобы убедиться, поняла ли она.
Анна кивнула.
Кин выпрямился и задел ветку яблони - на него посыпались брызги. Он тряхнул
головой и продолжал:
- Трудность в том, что из любого конкретного момента в потоке времени вы
можете попасть только в соответствующий момент предыдущего временного витка.
А продолжительность витка более семисот лет. Очутившись в предыдущем или
последующем витке, мы тут же вновь попадаем в поток времени и начинаем дви-
гаться вместе с ним. Допустим, что приблизительно двадцатому июля 2745 года
соответствует двадцатое июля 1980 года. Или берем следующий виток, двадцатое
июля 1215 года, или следующий виток, двадцатое июля 540 года. Поглядите. -
Кин дополнил рисунок датами: 1215 -> 1980 -> 2745.
- Теперь вы понимаете, почему мы не можем откладывать нашу работу? - спро-
сил он.
Анна не ответила.
- Мы несколько лет готовились к переходу в 1215 год, давно ждали, когда мо-
мент смерти боярина Романа совпадет с моментом на нашем витке времени. Город
Замошье падет через три дня в 1215 году. И через три дня погибнет неизвестный
гений тринадцатого века. Если мы не сделаем все в три дня, обо всей операции
надо будет забыть. Навсегда. А тут вы...
- Я же не знала, что вам помешаю.
- Никто вас не винит.
- А почему нельзя прямо в тринадцатый век?
- К сожалению, нельзя пересечь сразу два витка времени. На это не хватит
всей энергии Земли. Мы должны остановиться и сделать промежуточный пункт
здесь, в двадцатом веке.
- Пошли домой, - сказала Анна. - Дождь кончился.
Она посмотрела на спираль времени, нарисованную на влажной бурой земле. Ри-
сунок был прост и обыден. Но он был нарисован человеком, который еще не ро-
дился .
Они пошли к дому. Облака уползли за лес. Парило.
- Значит, нас разделяет семьсот лет, - сказала Анна.
- Примерно. - Кин отвел ветку яблони, чтобы Анне не надо было наклоняться.
- Это хорошо, потому что такая пропасть времени делает нашу с вами связь эфе-
мерной. Даже если бы вы захотели узнать, когда умрете, а это естественный во-
прос , я бы ответить на него не смог. Слишком давно.
- Вам задавали такие вопросы?
- Мы не должны говорить об этом. Но такие случаи уже были и не нарушали
эксперимента. Временная система стабильна и инерционна. Это же море, погло-
щающее смерчи...
- Я жила давно. . . - подумала Анна вслух. - Для вас я ископаемое. Ископае-
мое , которое жило давно. Мамонт.
- В определенной степени, да. - Кин не хотел щадить ее чувств. - Для меня
вы умерли семьсот лет назад.
- Вы в этом уверены?
- Уверен. Хоть и не видел вашей могилы.
- Спасибо за прямоту. . . Я была вчера на кладбище. Там, на холме. Я могу
оценить величину этой пропасти.
- Мы хотим пересечь ее.
- И забрать оттуда человека? А если он будет несчастен?
- Он гениален. Гений адаптабелен. У нас есть опыт.
- Вы категоричны.
- К сожалению, я всегда сомневаюсь. Категоричен Жюль. Может, потому что мо-
лод. И не историк, а в первую очередь физик-временщик.
- Вы историк?
- У нас нет строгого деления на специальности. Мы умеем многое.
- Хотя, в общем, вы не изменились.
- Антропологический тип человека остался прежним. Мы далеко не все красивы
и не все умны.
- Во мне просыпаются вопросы, - сказала Анна, остановившись у крыльца.
Кин вынул грабли из бочки и приставил к стене.
- Разумеется, - сказал он. - Об обитаемости миров, о социальном устройстве,
о войнах и мире... Я не отвечу вам, Анна. Я ничего не могу вам ответить. Хо-
тя, надеюсь, сам факт моего прилета сюда уже оптимистичен. И то, что мы можем
заниматься таким странным делом, как поиски древних мудрецов...
- Это ничего не доказывает. Может, вы занимаетесь поисками мозгов не от хо-
рошей жизни.
- При плохой жизни не хватает энергии и времени для таких занятий. А что
касается нехватки гениев...
В калитке возник дед Геннадий с кринкой в руке.
- Здравствуй, - сказал он, будто не замечая Кина, который стоял к нему спи-
ной. - Ты что за молоком не пришла?
- Познакомьтесь, - сказала Анна. - Это мои знакомые приехали.
Кин медленно обернулся.
6
Лицо Кина удивительным образом изменилось. Оно вытянулось, обвисло, собра-
лось в морщины и сразу постарело лет на двадцать.
- Геннадий... простите, запамятовал.
- Просто Геннадий, дед Геннадий. Какими судьбами? А я вот вчера еще Анне
говорил: реставратор Васильев, человек известный, обещал мне, что не оставит
без внимания наши места по причине исторического интереса. Но не ожидал, что
так скоро.
- Ага, - тихо сказала Анна. - Разумеется. Васильев. Известный реставратор
из Ленинграда.
И в этом, если вдуматься, не было ничего странного: конечно, они бывали
здесь раньше, вынюхивали, искали место для своей машины. Серьезные люди,
большие ставки. А вот недооценили дедушкиной страсти к истории.
- И надолго? - спросил дед Геннадий. - Сейчас ко мне пойдем, чаю попьем, а?
Как семья, как сотрудники? А я ведь небольшой музей уже собрал, некоторые
предметы, имеющие научный интерес.
- Обязательно, - улыбнулся Кин очаровательной гримасой уставшего от посто-
янной реставрации, от поисков и находок великого человека. - Но мы ненадолго,
проездом Аню навестили.
- Навестили, - эхом откликнулась Анна.
- Правильно, - согласился дед, влюблено глядя на своего кумира, - я сейчас
мой музей сюда принесу. Вместе посмотрим и выслушаем ваши советы.
Кин вдруг обратил на Анну умоляющий взгляд: спасайте!
- Не бесплатно, - сказала Анна одними губами, отвернувшись от зоркого деда.
- Мы погодя зайдем, - сказала она. - Вместе зайдем, не надо сюда музей нести,
можно помять что-нибудь, сломать...
- Я осторожно, - сказал дед. - Вы, конечно, понимаете, что мой музей пока
не очень велик. Я некоторые кандидатуры на местах оставляю. Отмечаю и остав-
ляю . Мы с вами должны на холм сходить, там я удивительной формы крест нашел,
весь буквально кружевной резьбы, принадлежал купцу второй гильдии Сумарокову,
супруга и чада его сильно скорбели в стихах.
Анна поняла, что и она бессильна перед напористым дедом. Спасение пришло
неожиданно. В сенях скрипнуло, дверь отворилась. Обнаружился Жюль в кожанке.
Лицо изуродовано половецкими усами.
- Терентий Иванович, - сказал он шоферским голосом, - через пятнадцать ми-
нут едем. Нас ждать не будут. - Он снисходительно кивнул деду Геннадию, и дед
оробел, потому что от Жюля исходила уверенность и небрежность занятого чело-
века .
- Да, конечно, - согласился Кин. - Пятнадцать минут.
- Успеем, - сказал дед быстро. - Успеем. Поглядим. А машина пускай ко мне
подъедет. Где она?
- Там, - туманно взмахнул рукой Жюль.
- Ясно. Значит, ждем. - И дед с отчаянным вдохновением потащил к калитке
реставратора Васильева, сомнительного человека, которому Анна имела неосто-
рожность почти поверить.
"Интересно, как вы теперь выпутаетесь!" Анна смотрела им вслед. Две фигурки
- маленькая, в шляпе, дождевике, и высокая, в джинсах и черном свитере, -
спешили под откос. Дед размахивал руками, и Анна представила, с какой стра-
стью он излагает исторические сведения, коими начинен сверх меры.
Она обернулась к крыльцу. Жюль держал в руке длинные усы.
- Я убежден, что все провалится, - сообщил он. - Вторая накладка за два
дня. Я разнесу группу подготовки. По нашим сведениям, дед Геннадий должен был
на две недели уехать к сыну.
- Могли у меня спросить.
- Кин вел себя как мальчишка. Не заметить старика. Не успеть принять мер!
Теряет хватку. Он вам рассказал?
- Частично, мой отдаленный потомок.
- Исключено, - сказал Жюль. - Я тщательно подбирал предков.
- Что же будет дальше?
- Будем выручать, - сказал Жюль и нырнул в дверь.
Анна присела на порог, отпила из кринки - молоко было парное, душистое.
Появился Жюль.
- Не забудьте приклеить усы, - сказала Анна.
- Останетесь здесь, - сказал Жюль. - Никого не пускать.
- Слушаюсь, мой генерал. Молока хотите?
- Некогда, - сказал Жюль.
Анне было видно, как он остановился перед калиткой, раскрыл ладонь - на ней
лежал крошечный компьютер - и пальцем левой руки начал нажимать на кнопки.
Склон холма и лес, на фоне которых стоял Жюль, заколебались и начали рас-
плываться, их словно заволакивало дымом. Дым сгущался, принимая форму куба.
Вдруг Анна увидела, что перед калиткой на улице возникло объемное изображение
"газика". Анна отставила кринку. "Газик" казался настоящим, бока его побле-
скивали, а к радиатору приклеился березовый листок.
- Убедительно, - сказала Анна, направляясь к калитке. - А зачем вам эта го-
лография? Деда этим не проведешь.
Жюль отворил дверцу и влез в кабину.
- Так это не голография? - тупо спросила Анна.
- И не гипноз, - сказал Жюль.
Вспомнив о чем-то, он высунулся из машины, провел рукой вдоль борта. Появи-
лись белые буквы: "Экспедиционная".
- Вот так, - сказал Жюль и достал ключи из кармана. Включил зажигание. Ма-
шина заурчала и заглохла.
- А, чтоб тебя! - проворчал шофер. - Придется толкать.
- Я вам не помощница, - сказала Анна. - У вас колеса земли не касаются.
- А я что говорил, - согласился Жюль.
Машина чуть осела, покачнулась и на этот раз завелась. Набирая скорость,
"газик" покатился по зеленому откосу к броду.
Анна вышла из калитки. На земле были видны рубчатые следы шин.
- Очевидно, они из будущего, - сказала Анна сама себе. - Пойду приготовлю
обед.
Лжереставраторы вернулись только через час. Пришли пешком с реки. Анна уже
сварила лапшу с мясными консервами.
Она услышала их голоса в прихожей. Через минуту Кин заглянул на кухню, по-
тянул носом и сказал:
- Прекрасно, что сообразила. Я смертельно проголодался.
- Кстати, - сказала Анна. - Моих продуктов надолго не хватит. Или привозите
из будущего, или доставайте где хотите.
- Жюль, - сказал Кин, - будь любезен, занеси сюда продукты.
Явился мрачный Жюль, водрузил на стол объемистую сумку.
- Мы их приобрели на станции, - сказал Кин. - Дед полагает, что мы уехали.
- А если он придет ко мне в гости?
- Будем готовы и к этому. К сожалению, он преклоняется перед эрудицией рес-
тавратора Васильева.
- Ты сам виноват, - сказал Жюль.
- Ничего, когда Аня уйдет, она запрет дом снаружи. И никто не догадается,
что мы остались здесь.
- Не уйду, - сказала Анна. - Жюль, вымой тарелки, они на полке. Я в состоя-
нии вас шантажировать.
- Вы на это не способны, - сказал Кин отнюдь не убежденно.
- Любой человек способен. Если соблазн велик. Вы меня поманили приключени-
ем. Может, именно об этом я мечтала всю жизнь. Если вам нужно посоветоваться
со старшими товарищами, валяйте. Вы и так мне слишком много рассказали.
- Это немыслимо, - возмутился Кин.
- Вы плохой психолог.
- Я предупреждал, - сказал Жюль.
Обед прошел в молчании. Все трое мрачно ели лапшу, запивали молоком и не
смотрели друг на друга, словно перессорившиеся наследники в доме богатой ба-
бушки .
Анна мучилась раскаянием. Она понимала, что и в самом деле ведет себя глу-
по. Сама ведь не выносишь, когда невежды суют нос в твою работу, и, если в
тебе есть хоть капля благородства, ты сейчас встанешь и уйдешь... Впрочем,
нет, не сейчас. Чуть позже, часов в шесть, ближе к поезду. Надо незаметно ус-
кользнуть из дома, не признавая открыто своего поражения... И всю жизнь му-
читься, что отказалась от уникального шанса?
Кин отложил ложку, молча поднялся из-за стола, вышел в сени, что-то там
уронил. Жюль поморщился. Наступила пауза.
Кин вернулся со стопкой желтоватых листков. Положил их на стол возле Анны.
Потом взял тарелку и отправился на кухню за новой порцией лапши.
- Что это? - спросила Анна.
- Кое-какие документы. Вы ничего в них не поймете.
- Зачем тогда они мне?
- Чем черт не шутит! Раз уж вы остаетесь...
Анна чуть было не созналась, что уже решила уехать. Но нечаянно ее взгляд
встретился со злыми глазами гусара. Жюль не скрывал своей неприязни.
- Спасибо, - сказала Анна небрежно. - Я почитаю.
7
Гости занимались своими железками. Было душно. Собиралась гроза. Анна рас-
положилась на диване, поджала ноги. Желтые листочки были невелики, и текст
напечатан убористо, четко, чуть выпуклыми буквами.
Сначала латинское название.
Bertholdi Chronicon Lyvoniae, рад. 29,
Monumenta Lyvoniae, VIII, Rigae, 1292.
...Рыцарь Фридрих и пробст Иоганн подали мнение: необходимо, сказали они,
сделать приступ и, взявши город Замош, жестоко наказать жителей для примера
другим. Ранее при взятии крепостей оставляли гражданам жизнь и свободу, и от-
того у остальных нет должного страха. Порешим же: кто из наших первым взойдет
на стену, того превознесем почестями, дадим ему лучших лошадей и знатнейшего
пленника. Вероломного князя, врага христианской церкви, мы вознесем выше
всех на самом высоком дереве. И казним жестоко его слугу, исчадие ада, поро-
дителя огня.
И русы выкатили из ворот раскаленные колеса, которые разбрасывали по сторо-
нам обжигающий огонь, чтобы зажечь осадную башню от пламени. Между тем ланд-
мейстер Готфрид фон Гольм, неся стяг в руке, первым взобрался на вал, а за
ним последовал Вильгельм Оге, и, увидев это, остальные ратники и братья спе-
шили взойти на стену первыми, одни поднимали друг друга на руки, а другие би-
лись у ворот...
Рядом с этим текстом Анна прочла небрежно, наискось от руки приписанное:
"Перевод с первой публикации. Рукопись Бертольда Рижского найдена в отрывках,
в конволюте XIV в., в Мадридской биб-ке. Запись отн. к лету 1215. Горский
ошибочно идентифицировал Замошье с Изборском. См. В.И. 12.1990, стр. 36. Без
сомнения, единственное упоминание о Замошье в орденских источниках. Генрих
Латв, молчит. Псковский летописец под 1215 краток: "Того же лета убиша многих
немцы в Литве и Замошье, а город взяша". Татищев, за ним Соловьев сочли Замо-
шье литовской волостью. Янин выражал сомнение в 80-х гг.".
На другом листке было что-то непонятное:
Дорога дорог
Admajorem Deu gloriam. Во имя Гермия Трижды Величайшего. Если хочешь добы-
вать Меркурий из Луны, сделай наперед крепкую воду из купороса и селитры,
взявши их поровну, сольвируй Луну обыкновенным способом, дай осесть в простой
воде, вымой известь в чистых водах, высуши, опусти в сосуд плоскодонный, по-
ставь в печь кальцинироваться в умеренную теплоту, какая потребна для Сатур-
на, чтобы расплавиться, и по прошествии трех недель Луна взойдет, и Меркурий
будет разлучен с Землею.
Тем же быстрым почерком сбоку было написано: "За полвека до Альберта и Бэ-
кона". Что же сделали через полвека Альберт и Бэкон, Анне осталось неведомо.
Зря она тратит время. Наугад Анна вытянула из пачки еще один листок.
Из отчета западнодвинского отряда
Городище под названием Замошье расположено в 0,4 км к северо-западу от дер.
Полуденки (Миорский р-н) на высоком крутом (до 20 м) холме на левом берегу р.
Вятла (левый приток Западной Двины). Площадка в плане неправильной оваль-
ной формы, ориентирована по линии север - юг с небольшим отклонением к восто-
ку. Длина площадки 136 м, ширина в северной половине 90 м, в южной - 85 м.
Раскопом в 340 кв. м вскрыт культурный слой черного, местами темно-серого
цвета мощностью 3,2 м ближе к центру и 0,3 м у края. Насыщенность культурного
слоя находками довольно значительная. Обнаружено много фрагментов лепных со-
судов: около 90% слабопрофилированных и баночных форм, характерных для днеп-
родвинской культуры, и штрихованная керамика (около 10%), а также несколько
обломков керамики XII в. Предварительно выявлены три нижних горизонта: ранний
этап днепродвинской культуры, поздний этап той же культуры и горизонт третьей
четверти I тысячелетия нашей эры (культура типа верхнего слоя банцеровского
городища).
В конце XII - начале XIII в. здесь возводится каменный одностолпный храм и
ряд жилых сооружений, которые погибли в результате пожара. Исследования фун-
дамента храма, на котором в XVIII в. была построена кладбищенская церковь,
будут продолжены в следующем сезоне. Раскопки затруднены вследствие нарушения
верхних слоев кладбищем XVI-XVIII вв.
("Археологические открытия 1989 г.", стр. 221)
Отчет был понятен. Копали - то есть будут копать - на холме. Анна положила
листки на стол. Ей захотелось снова подняться на холм. В сенях был один Жюль.
- Хотите взглянуть на машину времени? - спросил он.
- Вы на ней приехали?
- Нет, установка нужна только на вводе. Она бы здесь не поместилась.
Жюль провел Анну в холодную комнату. Рядом с кроватью стоял металличе-
ский ящик. Над ним висел черный шар. Еще там было два пульта. Один стоял на
стуле, второй - на кровати. В углу - тонкая высокая рама.
- И это все? - спросила Анна.
- Почти. - Жюль был доволен эффектом. - Вам хочется, чтобы установка была
на что-то похожа? Люди не изобретательны. Во всех демонах и ведьмах угадыва-
ется все тот же человек. А вот кенгуру европейская фантазия придумать не
смогла.
- А спать вы здесь будете? - спросила Анна.
- Да, - ответил невинно Жюль. - Чтобы вы не забрались сюда ночью и не от-
правились в прошлое или будущее. А то ищи вас потом в татарском гареме.
- Придется разыскивать, - сказала Анна. - Хуже будет, если увлекусь своим
прадедушкой.
- Банальный парадокс, - сказал Жюль. - Витки времени так велики, что эффект
нивелируется.
- А где Кин?
- На холме.
- Не боится деда?
- Больше он не попадется.
- Я тоже пойду погляжу. Заодно спрошу кое о чем.
Анна поднималась по тропинке, стараясь понять, где стояла крепостная стена.
Вершина холма почти плоская, к лесу и ручью идут пологие склоны, лишь над ре-
кой берег обрывается круто. Значит, стена пройдет по обрыву над рекой, а по-
том примерно на той же высоте вокруг холма.
Еще вчера город был абстракцией, потонувшей в бездне времени. А теперь? Ес-
ли я, размышляла Анна, давно умершая для Кина с Жюлем, все-таки весьма жива,
даже малость вспотела от липкой предгрозовой жары, то, значит, и гениальный
Роман тоже сейчас жив. Он умрет через два дня и об этом пока не подозревает.
Анна увидела неглубокую лощину, огибавшую холм. Настолько неглубокую, что
если бы Анна не искала следов города, то и не догадалась бы, что это остатки
рва. Анна нашла во рву рваный валенок и консервную банку, увернулась от осы и
решила подняться на кладбище, в тень, потому что через полчаса из этого пекла
должна созреть настоящая гроза.
В редкой тени крайних деревьев было лишь чуть прохладней, чем в поле. Стои-
ло Анне остановиться, как из кустов вылетели отряды комариных камикадзе. В
кустах зашуршало.
- Это вы, Кин?
Кин вылез из чащи. На груди у него висела фотокамера, недорогая, современ-
ная .
- Ах, какие вы осторожные! - сказала Анна, глядя на камеру.
- Стараемся. Прочли документы?
- Не все. Кто такой Гермий Трижды Величайший?
- Покровитель алхимии. Этот отчет об опыте - липа. Его написал наш Роман.
- А чего там интересного?
- Этого метода выделения ртути тогда еще не знали. Он описывает довольно
сложную химическую реакцию.
Налетел порыв ветра. Гроза предупреждала о своем приближении.
- С чего начнем? - спросила Анна.
- Поглядим на город. Просто поглядим.
- Вы знаете Романа в лицо?
- Конечно, нет. Но он строил машины и делал порох.
Кин вошел в полумрак церкви. Анна за ним. В куполе была дыра, и сквозь нее
Анна увидела клок лиловой тучи. В церкви пахло пыльным подвалом, на стене со-
хранились фрески. Святые старцы равнодушно смотрели на людей. Ниже колен фре-
ски были стерты. Казалось, будто старцы стоят в облаках.
Первые капли ударили по крыше. Они падали сквозь отверстие в куполе и выби-
вали на полу фонтанчики пыли. Анна выглянула наружу. Листва и камни казались
неестественно светлыми.
- Справа, где двойной дуб, были княжеские хоромы. От них ничего не сохрани-
лось , - сказал Кин.
Дождь рухнул с яростью, словно злился оттого, что люди не попались ему в
чистом поле.
- Это были необычные княжества, - сказал Кин. - Форпосты России, управляв-
шиеся демографическими излишками княжеских семей. Народ-то здесь был большей
частью не русский. Вот и приходилось лавировать, искать союзников, избегать
врагов. И главного врага - немецкий орден меченосцев. Их центр был в Риге, а
Замки - по всей Прибалтике.
Из зарослей вышла Клеопатра и уверенно зашагала к церкви, видно надеясь ук-
рыться . Увидев людей, она понурилась.
- Отойдем, - сказала Анна. - У нас целая церковь на двоих.
- Правильно, - согласился Кин. - Она догадается?
Лошадь догадалась. Кин и Анна сели на камень в дальнем углу, а Клепа вежли-
во остановилась у входа, подрагивая кожей, чтобы стряхнуть воду. Посреди
церкви, куда теперь лился из дырявого купола неширокий водопад, темное пятно
воды превратилось в лужу, которая, как чернильная клякса, выпускала щупальца.
Один ручеек добрался до ног Анны.
- А вам не страшно? - спросила она. - Разговаривать с ископаемой женщиной?
- Опять? Впрочем, нет, не страшно. Я привык.
- А кто из гениев живет у вас?
- Вы их не знаете. Это неизвестные гении.
- Мертвые души?
- Милая моя, подумайте трезво. Гений - понятие статистическое. В истории
человечества они появляются регулярно, хотя и редко. Но еще двести лет назад
средняя продолжительность жизни была не более тридцати лет даже в самых раз-
витых странах. Большинство детей умирало в младенчестве. Умирали и будущие
гении. Эпидемии опустошали целые континенты - умирали и гении. Общественный
строй обрекал людей, имевших несчастье родиться с рабским ошейником, на такое
существование, что гений не мог проявить себя... В войнах, в эпидемиях, в
массовых казнях, в темницах гении погибали чаще, чем обыкновенные люди. Они
отличались от обыкновенных людей, а это было опасно. Гении становились ерети-
ками, бунтовщиками... Гений - очень хрупкое создание природы. Его надо беречь
и лелеять. Но никто этим не занимался. Даже признанный гений не был застрахо-
ван от ранней смерти. Привычно говорить о гениальности Пушкина. На поведение
Дантеса это соображение никоим образом не влияло.
- Я знаю, - сказала Анна. - Даже друзья Пушкина Карамзины осуждали его.
Многие считали, что Дантес был прав.
Клепа подошла поближе, потому что подул ветер, и стрелы дождя полетели в
раскрытую дверь. Клепа нервно шевелила ноздрями. Громыхнул гром, потом еще.
Анна увидела, как проем купола высветился молнией. Кин тоже посмотрел наверх.
- Но почему вы тогда не выкрадываете гениев в младенчестве?
- А как догадаться, что младенец гениален? Он ведь должен проявить себя. И
проявить так, чтобы мы могли отважиться на экспедицию в прошлое, а такая экс-
педиция требует столько энергии, сколько сегодня вырабатывают все электро-
станции Земли за год. А это не так уж мало. Даже для нас.
Лошадь, прядая ушами, переступала с ноги на ногу. Молнии врезались в траву
прямо у входа. Церковь была надежна и тверда.
- Нет, - пробормотал Кин, - мы многого не можем.
- Значит, получается заколдованный круг. Гений должен быть безвестен. И в
то же время уже успеть что-то сделать.
- Бывали сомнительные случаи. Когда мы почти уверены, что в прошлом жил ве-
ликий ум и можно бы его достать, но... есть сомнения. А иногда мы знаем на-
верняка , но виток не соответствует. И ничего не поделаешь.
- Тогда вы обращаетесь в будущее?
- Нет. У нас нет связи со следующим витком.
- Там что-нибудь случится?
- Не Знаю. Там барьер. Искусственный барьер.
- Наверное, кто-то что-то натворил.
- Может быть. Не знаю.
8
Анна вдруг расстроилась. Кажется, какое тебе дело до того, что случится че-
рез тысячу лет? И ведь ей никогда не узнать, что там произошло...
Ветер стих, дождь утихомирился, лил спокойно, выполняя свой долг, помогая
сельскому хозяйству.
- А в наше время, - спросила Анна, - есть кандидатуры?
- Разумеется, - сказал Кин. Видно не подумав, что делает, он провел в воз-
духе рукой, и ручеек, совсем было добравшийся до ног Анны, остановился, слов-
но натолкнувшись на стеклянную Запруду. - Двадцатый век, милая Аня, такой же
убийца, как и прочие века. Если хотите, я вам зачитаю несколько коротких
справок. По некоторым из них мы не решились принимать мер...
"А по некоторым? ’’ - хотела спросить Анна. Но промолчала. Вернее всего, он
не ответит. И будет прав.
- Это только сухие справки. Разумеется, в переводе на ваш язык...
- По-моему, вы изъясняетесь на языке двадцатого века. А... большая разница?
- Нет, не настолько, чтобы совсем не понять. Но много новых слов. И язык
лаконичнее. Мы живем быстрее. Но, когда попадаем в прошлое, мы свой язык за-
бываем. Так удобнее. Хотите услышать о гениях, которых нет?
- Хочу.
Кин коротко вздохнул и заговорил, глядя себе под ноги. Голос его изменился,
стал суше. Кин читал текст, невидимый его слушательнице. Дождь моросил в тон
голосу.
- "Дело 12-а-56. Маун Маун Ко. Родился 18 мая 1889 года в деревне Швезанда-
ун севернее города Пегу в Бирме. В возрасте 6 лет поступил в монастырскую
школу, где удивлял монахов умением заучивать главы из Типитаки. К десяти го-
дам знал наизусть весь закон Хинаяны, и его как ребенка, отмеченного кармой,
возили в Мандалай, где с ним разговаривал сам татанабайн и подарил ему зонт и
горшок для подаяний. В Мандалае ему попалась книга о христианстве, и путем
сравнения религиозных систем, а также разговоров с учеными-мусульманами маль-
чик создал философскую систему, в которой применил начала диалектики, близ-
кой к гегелевской. Был наказан заточением в келье. В 1901 году бежал из мона-
стыря и добрался до Рангуна, надеясь убедить в своей правоте английского епи-
скопа Эндрю Джонсона. К епископу мальчика не пустили, но несколько дней он
прожил в доме миссионера Г. Стоунуэлла, который был удивлен тем, что подошед-
ший к нему на улице бирманский оборвыш читает наизусть Евангелие на англий-
ском языке. Миссионер демонстрировал мальчика своим друзьям и оставил в днев-
нике запись о том, что Маун Маун Ко свободно излагает свои мысли на несколь-
ких языках. Попытки Маун Маун Ко изложить миссионеру свою теорию не увенча-
лись успехом, миссионер решил, что мальчик пересказывает крамольную книгу. На
четвертый день, несмотря на то что мальчика в доме миссионера кормили, Маун
Маун Ко убежал. Его труп, в крайней степени истощения, с колотыми ранами в
груди, был найден портовым полицейским А. Банерджи 6 января 1902 года у скла-
да N 16. Причина смерти неизвестна".
Кин замолчал. Словно его выключили. Потом посмотрел на Анну. Дождь все на-
крапывал . Лошадь стояла у двери.
- Тут мы были уверены, - сказал Кин. - Но опоздали.
- Почему же никто его не понял?
- Удивительно, как он добрался до того миссионера, - сказал Кин. - Прочесть
еще?
- Да.
- "Дело 23-0-в-76. Кособурд Мордко Лейбович. Родился 23 октября 1900 года в
г. Липовец Киевской губернии. Научился говорить и петь в 8 месяцев. 4 января
1904 года тетя Шейна подарила ему скрипку, оставшуюся от мужа. К этому време-
ни в памяти ребенка жили все мелодии, услышанные дома и в Киеве, куда его два
раза возили родители. Один раз мальчик выступал с концертом в доме предводи-
теля дворянства камер-юнкера Павла Михайловича Гудим-Левковича. После этого
концерта, на котором Мордко исполнил, в частности, пьесу собственного сочине-
ния, уездный врач д-р Колядко подарил мальчику три рубля. Летом 1905 года ап-
текарь С.Я. Сойфертис, списавшись со знакомыми в Петербурге, продал свое де-
ло, ибо, по его словам, Бог на старости лет сподобил его увидеть чудо и пору-
чил о нем заботу. На вокзал их провожали все соседи. Скрипку нес Сойфертис, а
мальчик - баул с игрушками, сластями в дорогу и нотной бумагой, на которой
сам записал первую часть концерта для скрипки. На углу Винницкой и Николаев-
ской улиц провожавшие встретились с шествием черносотенцев. Произошло нечаян-
ное столкновение, провожавшие испугались за мальчика и хотели его спрятать.
Тете Шейне удалось унести его в соседний двор, но он вырвался и с криком "Моя
скрипка!" выбежал на улицу. Мальчик был убит ударом сапога бывшего податного
инспектора Никифора Быкова. Смерть была мгновенной". Еще? - спросил Кин.
Не дождавшись ответа, он продолжал:
- "Дело 22-5-а-4. Алихманова Салима. Родилась в 1905 году в г. Хиве. За
красоту и белизну лица была в 1917 году взята в гарем Алим-хана Кутайсы -
приближенного лица последнего хана Хивинского. В 1918 году родила мертвого
ребенка. Будучи еще неграмотной, пришла к выводу о бесконечности Вселенной и
множественности миров. Самостоятельно научилась читать, писать и считать,
изобрела таблицу логарифмов. Интуитивно использовала способность предвидения
некоторых событий. В частности, предсказала землетрясение 1920 года, объяснив
его напряжениями в земной коре. Этим предсказанием вызвала недовольство духо-
венства Хивы, и лишь любовь мужа спасла Салиму от наказания. Страстно стреми-
лась к знаниям. Увидев в доме случайно попавшую туда ташкентскую газету, нау-
чилась читать по-русски. В августе 1924 года убежала из дома, переплыла Аму-
дарью и поступила в школу в Турткуле. Способности девушки обратили на себя
внимание русской учительницы Галины Красновой, которая занималась с ней ал-
геброй. За несколько недель Салима освоила курс семилетней школы. Было реше-
но , что после октябрьских праздников Галина отвезет девушку в Ташкент, чтобы
показать специалистам. Во время демонстрации 7 ноября в Турткуле Салима шла в
группе женщин, снявших паранджу, и была опознана родственниками Алим-хана.
Ночью была похищена из школы и задушена в Хиве 18 ноября 1924 года".
- Хватит, - сказала Анна. - Большое спасибо. Хватит.
9
На дворе стемнело. Небольшой квадрат окошка, выходившего из холодной комна-
ты в сад, был густо-синим, и в нем умудрилась поместиться полная луна. Тес-
ную, загроможденную приборами комнату наполняло тихое жужжание, казавшееся
Анне голосом времени - физически ощутимой нитью, по которой бежали минуты.
Жюль настраивал установку, изредка выходя на связь со своим временем, для
чего служил круглый голубой экран, на котором дрожали узоры желтых и белых
точек, а Кин готовил съемочную аппаратуру.
Висевший над головой Жюля черный шар размером с большой надувной мяч стал
медленно вращаться.
- Сейчас, Аня, вы получите возможность заглянуть в тринадцатый век, - ска-
зал Кин.
Ее охватило щекотное детское чувство ожидания. Как в театре: вот-вот раз-
двинется занавес, и начнется действо.
Замельтешил желтыми и белыми огоньками круглый экран связи. Жюль склонился
к нему и начал быстро водить перед ним пальцами, точно разговаривал с глухо-
немым. Огни на экране замерли.
Жужжание времени заполнило весь дом, такое громкое, что Анне казалось: сей-
час услышит вся деревня. И тут в шаре поплыли какие-то цветные пятна, было
такое впечатление, как будто смотришь на речку сквозь круглый иллюминатор па-
рохода .
Кин скрипнул табуретом. Руки его были в черных перчатках почти по локоть.
Он коснулся кромки ящика, над которым висел шар, и пальцы его погрузились в
твердый металл.
- Поехали, - сказал Кин.
Цветные пятна побежали быстрей, они смешивались у края иллюминатора и уплы-
вали. Послышался резкий щелчок. И тотчас же, как будто кто-то провел рукой по
запотевшему стеклу иллюминатора и мир в шаре обрел четкие формы и границы.
Это было зеленое поле, окруженное березами.
Шаром управлял Кин. Руки в черных перчатках были спрятаны в столе, он сидел
выпрямившись, напряженно, как за рулем.
Изображение в шаре резко пошло в сторону, березы накренились, как в модном
кинофильме. Анна на миг зажмурилась. Роща пропала, показался крутой склон
холма с деревянным тыном наверху, широкая разбитая дорога и, наконец, нечто
знакомое - речка Вятла. За ней густой еловый лес.
И тут же Анна увидела, что на месте ее дома стоит иной - его скорее можно
было назвать хижиной - приземистый, подслеповатый, под соломенной крышей. За-
то ручей был шире, над ним склонились ивы, дорога пересекала его по деревян-
ному мосту, возле которого толпились всадники.
- Я стабилизируюсь, - сказал Жюль.
- Это тринадцатый век? - спросила Анна.
- Двенадцатое июня.
- Вы уверены?
- У нас нет альтернативы.
- А там, у ручья, люди.
- Божьи дворяне, - сказал Кин.
- Они видят наш шар?
- Нет. Они нас не видят.
- А в домах кто живет?
- Сейчас никто. Люди ушли на стены. Город осажден.
Кин развернул шар, и Анна увидела за ручьем, там, где должна начинаться де-
ревня, а теперь была опушка леса, шалаши и шатры. Между ними горели костры,
ходили люди.
- Кто это? Враги? - спросила Анна.
- Да. Это меченосцы, орден святой Марии, божьи дворяне.
- Это они возьмут город?
- В ночь на послезавтра. Жюль, ты готов?
- Можно начинать.
Шар поднялся и полетел к ручью. Слева Анна заметила высокое деревянное со-
оружение, стоявшее в пологой ложбине на полдороге между откосом холма и ручь-
ем, где она бродила всего два часа назад. Сооружение напомнило ей геодезиче-
ский знак - деревянную шкалу, какие порой встречаются в поле.
- Видели? - спросила Анна.
- Осадная башня, - сказал Кин.
Шар спустился к лагерю рыцарей.
Там обедали. Поэтому их было не видно. Шикарные рыцари, вроде тех, что сра-
жаются на турнирах и снимаются в фильмах, сидели в своих шатрах и не знали,
что к ним пожаловали посетители из будущего. Народ же, уплетавший какую-то
снедь на свежем воздухе, никаких кинематографических эмоций не вызывал. Это
были плохо одетые люди, в суконных или кожаных рубахах и портах, некоторые из
них босые. Они были похожи на бедных крестьян.
- Посмотрите, а вот и рыцарь, - сказал Кин, бросив шар к одному из шатров.
На грязной поношенной холщовой ткани шатра были нашиты красные матерчатые ме-
чи. Из шатра вышел человек, одетый в грубый свитер до колен. Вязаный капюшон
плотно облегал голову, оставляя открытым овал лица, и спадал на плечи. Ноги
были в вязаных чулках. Свитер был перепоясан черным ремнем, на котором висел
длинный прямой меч в кожаных ножнах.
- Жарко ему, наверное, - сказала Анна и уже поняла, что рыцарь не в свитере
- это кольчуга, мелкая кольчуга. Рыцарь поднял руку в кольчужной перчатке, и
от костра поднялся бородатый мужик в кожаной куртке, короткой юбке и в лап-
тях, примотанных ремнями к икрам ног. Он не спеша Затрусил к коновязи и при-
нялся отвязывать лошадь.
- Пошли в город? - спросил Жюль.
- Пошли, - сказал Кин. - Анна разочарована. Рыцари должны быть в перьях, в
сверкающих латах...
- Не знаю, - сказала Анна. - Все здесь не так.
- Если бы мы пришли лет на двести попозже, вы бы все увидели. Расцвет ры-
царства впереди.
Шар поднимался по склону, пролетел неподалеку от осадной башни, возле кото-
рой возились люди в полукруглых шлемах и кожаных куртках.
- В отряде, по моим подсчетам, - сказал Кин, - около десятка божьих брать-
ев , пятидесяти слуг и сотни четыре немецких ратников.
- Четыреста двадцать. А там, за сосняком, - сказал Жюль, - союзный отряд.
По-моему, летты. Около ста пятидесяти.
- Десять братьев? - спросила Анна.
- Божий брат - это полноправный рыцарь, редкая птица. У каждого свой отряд.
Шар взмыл вверх, перелетел через широкий неглубокий ров, в котором не было
воды. Дорога здесь заканчивалась у рва, и мост через ров был разобран. Но,
видно, его не успели унести - несколько бревен лежало у вала. На валу, порос-
шем травой, возвышалась стена из поставленных частоколом бревен. Две невысо-
кие башни с площадками наверху возвышались по обе стороны сбитых железными
полосами закрытых ворот. На них стояли люди.
Шар поднялся и завис. Потом медленно двинулся вдоль стены. И Анна могла
вблизи разглядеть людей, которые жили в ее краях семьсот лет назад.
10
На башенной площадке тоже все было неправильно.
Там должны были стоять суровые воины в высоких русских шлемах, их красные
щиты должны были грозно блистать на солнце. А на самом деле публика на башнях
Замошья вела себя, как на стадионе. Люди совершенно не желали понять всей
серьезности положения, в котором оказались. Они переговаривались, смеялись,
размахивали руками, разглядывали осадную башню. Круглолицая молодая женщина
с младенцем на руках болтала с простоволосой старухой, потом развязала те-
семку на груди своего свободного, в складках, серого платья с вышивкой по
вороту и принялась кормить грудью младенца. Еще один ребенок, лет семи, сидел
на плече у монаха в черном клобуке и колотил старика по голове деревянным ме-
чом. Рядом с монахом стоял коренастый мужчина в меховой куртке, надетой на
голое тело, с длинными, по плечи, волосами, перехваченными тесьмой. Он с ув-
лечением жевал ломоть серого хлеба.
Вдруг в толпе произошло движение. Словно людей подталкивали сзади обладате-
ли билетов на занятые в первом ряду места. Толпа нехотя раздалась.
Появились два воина, первые настоящие воины, которых увидела Анна. Они,
правда, разительно не соответствовали привычному облику дружинников из учеб-
ника. На них были черные плащи, скрывавшие тускло блестевшие кольчуги, и вы-
сокие красные колпаки, отороченные бурым мехом. Воины были смуглые, черногла-
зые, с длинными висячими усами. В руках держали короткие копья.
- Это кто такие? - прошептала Анна, словно боясь, что они ее услышат.
- Половцы, - сказал Жюль. - Или берендеи.
- Нет, - возразил Кин. - Я думаю, что ятвяги.
- Сами не знаете, - сказала Анна. - Кстати, Берендеи - лицо не историче-
ское , это сказочный царь.
- Берендеи - народ, - сказал Жюль строго. - Это проходят в школе.
Спор тут же заглох, потому что ятвяги освободили место для знатных зрите-
лей. А знатные зрители представляли особый интерес.
Сначала к перилам вышла пожилая дама царственного вида в синем платье, бе-
лом платке. Щеки ее были нарумянены, брови подведены. Рядом с ней появился
мужчина средних лет, с умным, жестким, тонкогубым, длинным лицом. Он был бо-
гато одет. На зеленый кафтан накинут короткий синий плащ-корзно с золотой
каймой и пряжкой из золота на левом плече в виде львиной морды. На голове не-
высокая меховая шапка. Анна решила, что это и есть князь. Между ними про-
скользнул странный мальчик. Он положил подбородок на перила. На правом глазу
у мальчика было бельмо и на одной из рук, вцепившихся в брус, не хватало двух
пальцев.
Затем появились еще двое. Они вошли одновременно и остановились за спинами
царственной дамы и князя. Мужчина был сравнительно молод, лет тридцати, ог-
ненно-рыж и очень хорош собой. Белое, усыпанное веснушками лицо украшали яр-
кие зеленые глаза. Под простым красным плащом виднелась кольчуга. Анне очень
захотелось, чтобы красавца звали Романом, о чем она тут же сообщила Кину, тот
лишь хмыкнул и сказал что-то о последствиях эмоционального подхода к истории.
Рядом с зеленоглазым красавцем стояла девушка, кого-то напоминавшая Анне. Де-
вушка была высока... тонка - все в ней было тонкое, готическое. Выпуклый чис-
тый лоб пересекала бирюзовая повязка, украшенная золотым обручем, такой же
бирюзовый платок плотно облегал голову и спускался на шею. Тонкими пальцами
она придерживала свободный широкий плащ, будто ей было зябко. Рыжий красавец
говорил ей что-то, но девушка не отвечала, она смотрела на поле перед крепо-
стью.
- Где-то я ее видела, - произнесла Анна. - Но где? Не помню.
- Не Знаю, - сказал Кин.
- В зеркале. Она чертовски похожа на вас, - сказал Жюль.
- Спасибо. Вы мне льстите.
Еще один человек втиснулся в эту группу. Он был одет, как и смуглые воины,
пожалуй, чуть побогаче. На груди его была приколота большая серебряная брошь.
- Ну, как, Жюль, мы сегодня их услышим? - спросил Кин.
- Что я могу поделать? Это же всегда так бывает!
Анна подумала, что самый факт технических неполадок как-то роднит ее с да-
леким будущим. Но говорить об этом потомкам не стоит.
Вдруг мальчишка у барьера замахал руками, царственная дама беззвучно ахну-
ла, рыжий красавец нахмурился. Снаружи что-то произошло.
11
Кин развернул шар.
Из леса, с дальней от реки стороны, вышло мирное стадо коров, которых гнали
к городу три пастуха в серых портах и длинных, до колен, рубахах. Видимо, они
не знали о том, что рыцари уже рядом. Их заметили одновременно с крепостной
стены и от ручья. Услышав крики с городских стен и увидев рыцарей, пастухи
засуетились, стали подгонять коров, которые никак не могли взять в толк, куда
и почему им нужно торопиться. Стадо сбилось в кучу, пастухи бестолково стега-
ли несчастную скотину кнутами.
В рыцарском стане царила суматоха, божьим дворянам очень хотелось перехва-
тить стадо. Но лошади меченосцев были расседланы, и потому к ручью побежали
пехотинцы, размахивая мечами и топориками. Звука не было, но Анна представила
себе, какой гомон стоит над склоном холма. Кин повернул шар к стене города.
Народ на башнях раздался в стороны, уступив место лучникам. Рыжего красавца
не было видно, длиннолицый князь был мрачен.
Лучники стреляли по бегущим от ручья и от осадной башни ратникам, но боль-
шинство стрел не долетало до цели, хотя одна из них попала в корову. Та вы-
рвалась из стада и понеслась, подпрыгивая, по лугу. Оперенная стрела покачи-
валась у нее в загривке, словно бандерилья у быка во время корриды.
Тем временем немцы добежали до пастухов. Все произошло так быстро, что Анна
чуть было не попросила Кина прокрутить сцену еще раз. Один из пастухов упал
на землю и замер. Второй повис на дюжем ратнике, но другой немец крутился во-
круг них, размахивая топором, видимо, боясь угодить по товарищу. Третий пас-
тух бежал к воротам, а за ним гнались человек десять. Он добежал до рва,
спрыгнул вниз. Немцы - за ним. Анна видела, как в отчаянии - только тут до
нее докатилось отчаяние, управлявшее пастухом, - маленькая фигурка карабка-
лась, распластавшись, по отлогому склону рва, чтобы выбраться к стене, а рат-
ники уже дотягивались до него.
Один из преследователей рухнул на дно. Это не остановило остальных. Стрелы
впивались в траву, отскакивали от кольчуг, еще один ратник опустился на коле-
ни, прижимая ладонь к раненой руке. Передний кнехт наконец догнал пастуха и,
не дотянувшись, ударил его по ноге. Боль - Анна ощутила ее так, словно удари-
ли ее, - заставила пастуха прыгнуть вперед и на четвереньках заковылять к
стене. Яркая красная кровь хлестала из раны, оставляя след, по которому,
словно волки, карабкались преследователи.
- Открой ворота! - закричала Анна.
Жюль вздрогнул.
Еще один немец упал, пытаясь вырвать из груди стрелу, и, как будто послу-
шавшись Анну, ворота начали очень медленно растворяться наружу. Но пастуху
уже было все равно, потому что он снова упал у ворот, и настигший его ратник
всадил ему в спину боевой топор и тут же сам упал рядом, потому что, по край-
ней мере, пять стрел прошили его, приколов к земле, как жука.
В раскрывшихся воротах возникла мгновенная толкучка - легкие всадники в
черных штанах, стеганых куртках и красных колпаках, с саблями в руках, мешая
друг другу, спешили наружу.
- Ну вот, - сказала Анна, - могли бы на две минуты раньше выскочить. Стадо-
то они вернут, а пастухов убили.
Пастух лежал на груди в луже быстро темнеющей крови, и лошади перескакивали
через него. Вслед за ятвягами уже медленнее выехали еще несколько воинов в
кольчугах со стальными пластинами на груди и конических железных шлемах со
стальными полосами впереди, прикрывающими нос. Анна сразу угадала в одном из
всадников рыжего красавца.
- Смотрите, - сказала она. - Если он сейчас погибнет...
Кин бросил шар вниз, ближе к всадникам.
Когда из ворот выскочили ятвяги, Анна почему-то решила, что русские уже по-
бедили: не могла отделаться от неосознанной убежденности в том, что смотрит
кино. А в кино после ряда драматических или даже трагических событий обяза-
тельно появляются Наши - в тачанках, верхом или даже на танках. После этого
враг, зализывая раны, откатывается в свою берлогу.
Стадо к этому времени отдалилось от стен. Те ратники, которые не стали
гнаться за пастухом, умело направляли его к ручью, оглядываясь на крепость,
знали, что русские отдавать коров так просто не захотят. Навстречу им к ручью
спускались рыцари.
Ятвяги, словно не видя опасности, закрутились вокруг запуганных коров, ру-
бясь с загонщиками, и, когда на них напали тяжело вооруженные рыцари, сразу
легко и как-то весело откатились обратно к крепости, навстречу дружинникам.
Немп^т стали преследовать их, и Анна поняла, что стадо потеряно.
Но рыжий воин и дружинники рассудили иначе. Захватывая мчащихся навстречу
ятвягов, как магнит захватывает металлические опилки, они скатились к рыцар-
скому отряду и слились с меченосцами в густую, плотную массу.
- Если бы стада не было, - заметил вдруг Кин, возвращая Анну в полумрак
комнаты, - рыцарям надо было его придумать.
К этому моменту Анна потеряла смысл боя, его логику - словно ее внимания
хватило лишь на отдельные его фрагменты, на блеск меча, открытый от боли рот
всадника, раздутые ноздри коня... Рыжий красавец поднимал меч двумя руками,
словно рубил дрова, и Анне были видны искры от удара о треугольный белый с
красным крестом щит могучего рыцаря в белом плаще. Откуда-то сбоку в поле
зрения Анны ворвался конец копья, которое ударило рыжего в бок, и он начал
медленно, не выпуская меча, валиться наземь.
- Ой! - Анна привстала: еще мгновение - и рыжий погибнет.
Что-то черное мелькнуло рядом, и удар рыцаря пришелся по черному кафтану
ятвяга, закрывшего собой витязя, который, склонившись к высокой луке седла,
уже скакал к крепости.
- Все, - сказал Жюль, - проверка аппаратуры. Перерыв.
- Ладно, - сказал Кин. - А мы пока поймем, что видели.
Шар начал тускнеть. Кин выпростал руки. Устало, словно он сам сражался на
берегу ручья, снял перчатки и швырнул на постель.
Последнее, что показал шар, - закрывающиеся ворота и возле них убитый пас-
тух и его убийца, лежащие рядом, мирно, словно решили отдохнуть на зеленом
косогоре.
12
В комнате было душно. Квадрат окошка почернел. Анна поднялась с табурета.
- И никто не придет к ним на помощь? - спросила она.
- Русским князьям не до маленького Замошья. Русь раздроблена, каждый сам за
себя. Даже полоцкий князь, которому формально подчиняется эта земля, слишком
занят своими проблемами...
Кин открыл сбоку шара шестигранное отверстие и засунул руку в мерцающее зе-
ленью чрево.
- Это был странный мир, - сказал он. - Неустойчивый, но по-своему гармонич-
ный. Здесь жили литовцы, летты, самогиты, эсты, русские, литва, ливы, ятвяги,
семигалы... некоторые давно исчезли, другие живут здесь и поныне. Русские
князья по Даугаве - Западной Двине собирали дань с окрестных племен, воевали
с ними, часто роднились с литовцами и ливами... И неизвестно, как бы сложи-
лась дальше судьба Прибалтики, если бы здесь, в устье Даугавы, не высадились
немецкие миссионеры, за которыми пришли рыцари. В 1201 году энергичный епи-
скоп Альберт основал город Ригу, возник орден святой Марии, или Меченосцев,
который планомерно покорял племена и народы, крестил язычников - кто не хотел
креститься, погибал, кто соглашался - становился рабом. Все очень просто...
- А русские города?
- А русские города - Кокернойс, Герсике, Замошье, потом Юрьев - один за
другим были взяты немцами. Они не смогли объединиться... Лишь литовцы устоя-
ли . Именно в эти годы они создали единое государство. А через несколько лет
на Руси появились монголы. Раздробленность для нее оказалась роковой.
Кин извлек из шара горсть шариков размером с грецкий орех.
- Пошли в большую комнату, - сказал он. - Мы здесь мешаем Жюлю. К тому же
воздуха на троих не хватает.
В большой комнате было прохладно и просторно. Анна задернула выцветшие за-
навески. Кин включил свою лампу. Горсть шариков раскатилась по скатерти.
- Вот и наши подозреваемые, - сказал Кин. Он поднял первый шарик, чуть сда-
вил его пальцами, шарик щелкнул и развернулся в плоскую упругую пластину -
портрет пожилой дамы с набеленным лицом и черными бровями.
- Кто же она? - спросил Кин, кладя портрет на стол.
- Княгиня, - быстро сказала Анна.
- Не спешите, - улыбнулся Кин. - Нет ничего опаснее в истории, чем очевид-
ные ходы.
Кин отложил портрет в сторону и взял следующий шарик.
Шарик превратился в изображение длиннолицего человека с поджатыми капризны-
ми губами и очень умными, усталыми глазами под высоким, с залысинами, лбом.
- Я бы сказала, что это князь, - ответила Анна вопросительному взгляду Ки-
на .
- Почему же?
- Он пришел первым, он стоит рядом с княгиней, он роскошно одет. И вид у
него гордый...
- Все вторично, субъективно.
Следующим оказался портрет тонкой девушки в синем плаще.
- Можно предложить? - спросила Анна.
- Разумеется. Возьмите. Я догадался.
Кин протянул Анне портрет рыжего красавца, и та положила его рядом с готи-
ческой девушкой.
- Получается? - спросила она.
- Что получается?
- Наш Роман был в западных землях. Оттуда он привез жену.
- Значит, вы все-таки убеждены, что нам нужен этот отважный воин, которого
чуть было не убили в стычке?
- А почему ученому не быть воином?
- Разумно. Но ничего не доказывает.
Кин отвел ладонью портреты и положил на освободившееся место изображение
одноглазого мальчика. И тут же Анна поняла, что это не мальчик, а взрослый
человек.
- Это карлик?
- Карлик.
- А что он тут делает? Тоже родственник?
- А если шут?
- Он слишком просто одет для этого. И злой.
- Шут не должен был веселиться. Само уродство было достаточным основанием
для смеха.
- Хорошо, не спорю, - сказала Анна. - Но мы все равно ничего не знаем.
- К сожалению, пока вы правы, Анна.
Анна снова пододвинула к себе портрет своего любимца - огненные кудри, со-
колиный взор, плечи - косая сажень, меховая шапка стиснута в нервном сильном
кулаке...
- Конечно, соблазнительный вариант, - сказал Кин.
- Вам не нравится, что он красив? Леонардо да Винчи тоже занимался спортом,
а Александр Невский вообще с коня не слезал.
Портреты лежали в ряд, совсем живые, и трудно было поверить, что все они
умерли много сотен лет назад. Хотя, подумала Анна, я ведь тоже умерла много
сотен лет назад...
- Может быть, - согласился Кин и выбрал из стопки два портрета: князя в си-
нем плаще и рыжего красавца.
- Коллеги, - заглянул в большую комнату Жюль. - Продолжение следует. У нас
еще полчаса. А там кто-то приехал.
13
Шар был включен и смотрел на рыцарский лагерь в тринадцатом веке. Вечерело.
На фоне светлого неба лес почернел, а закатные лучи солнца, нависшего над
крепостной стеной, высвечивали на этом темном занавесе процессию, выползающую
на берег.
Впереди ехали верхами несколько рыцарей в белых и красных плащах, два мона-
ха в черных, подоткнутых за пояс рясах, за ними восемь усталых носильщиков
несли крытые носилки. Затем показались пехотинцы и наконец странное сооруже-
ние: шестерка быков тащила деревянную платформу, на которой было укреплено
нечто вроде столовой ложки для великана.
- Что это? - спросила Анна.
- Катапульта, - сказал Кин.
- А кто в носилках?
В полутьме было видно, как Жюль пожал плечами.
Носильщики с облегчением опустили свою ношу на пригорке, и вокруг сразу за-
мельтешили люди.
Крепкие пальцы схватились изнутри за края полога, резко раздвинули его, и
на землю выскочил грузный пожилой мужчина в сиреневой рясе и в маленькой чер-
ной шапочке. На груди у него блестел большой серебряный крест. Коротко по-
стриженная черная борода окаймляла краснощекое круглое лицо. Рыцари окружили
этого мужчину и повели к шатру.
- Подозреваю, - сказал Кин, - что к нам пожаловал его преосвященство епи-
скоп Риги Альберт. Большая честь.
- Это начальник меченосцев? - спросила Анна.
- Формально - нет. На самом деле - правитель немецкой Прибалтики. Значит, к
штурму Замошья орден относится серьезно.
Епископ задержался на склоне, приставил ладонь лопаткой к глазам и оглядел
город. Рыцари объясняли что-то владыке. Носильщики уселись на траву.
Ратники перехватили быков и погнали платформу с катапультой к мосту через
ручей. Из шатра, у которого остановился епископ, вышел хозяин, рыцарь, чуть
не убивший рыжего красавца. За ним один из приближенных епископа в черной су-
тане. Ратники подвели коня.
- Стяг не Забудьте, брат Фридрих, - сказал монах.
- Брат Теодор возьмет, - сказал рыцарь.
Ратник помог рыцарю взобраться в седло с высокой передней лукой. Левая рука
рыцаря двигалась неловко, словно протез. На правой перчатка была кольчужная,
на левой железная.
- Погодите! - крикнула Анна. - Он же разговаривает!
Кин улыбнулся.
- Он по-русски разговаривает?
- Нет, по-немецки. Мы же не слышим. Тут иной принцип. Знаете, что бывают
глухонемые, которые могут по губам угадать, о чем говорит человек?
- Знаю.
- Наша приставка читает движение губ. И переводит.
У моста через ручей к рыцарю присоединился второй молодой божий дворянин в
красном плаще с длинным раздвоенным на конце вымпелом, прикрепленным к древку
копья. Вымпел был белым, на нем изображение двух красных башен с воротами.
Рыцари поднялись по склону к городу, придержали коней у рва. Молодой мече-
носец поднял оправленный в серебро рог.
Крепость молчала. Анна сказала:
- Не люблю многосерийные постановки, всегда время тянут.
- Сделайте пока нам кофе, - сказал Жюль. - Пожалуйста.
Анна не успела ответить, как ворота приоткрылись, выпустив из крепости двух
всадников. Впереди ехал князь в синем плаще с золотой каймой. За ним ятвяг в
черной одежде и красном колпаке. В щели ворот были видны стражники. Рыцарь
Фридрих, приветствуя князя, поднял руку в кольчужной перчатке. Князь потянул
за уздцы, конь поднял голову и стал мелко перебирать ногами. Шар метнулся
вниз - Кин хотел слышать, о чем пойдет речь.
- Ландмейстер Фридрих фон Кокенгаузен приветствует тебя, - сказал рыцарь.
- На каком языке они говорят? - тихо спросила Анна.
Жюль взглянул на табло, по которому бежали искры.
- Латынь, - сказал он.
- Здравствуй, рыцарь, - ответил князь.
Черный ятвяг легонько задел своего коня нагайкой между ушей, и тот закру-
тился на месте, взрывая копытами зеленую траву. Рука молодого трубача опусти-
лась на прямую рукоять меча.
- Его преосвященство епископ Рижский и ливонский Альберт шлет отеческое
благословение князю Замошья и выражает печаль. Плохие советники нарушили мир
между ним и его сюзереном. Епископ сам изволил прибыть сюда, чтобы передать
свое отеческое послание. Соблаговолите принять, - сказал рыцарь.
Молодой рыцарь Теодор протянул свернутую трубкой грамоту, к ленте которой
была прикреплена большая сургучная печать. Фридрих фон Кокенгаузен принял
грамоту и протянул ее русскому.
- Я передам, - сказал русский. - Что еще?
- Все в письме, - сказал рыцарь.
Ятвяг крутился на своем коне, словно дразнил рыцарей, но те стояли недвиж-
но , игнорируя легкого, злого всадника.
Анна поняла, что человек в синем плаще - не князь города. Иначе кому он пе-
редаст грамоту?
- Я слышал, что ты живешь здесь, - сказал ландмейстер.
- Третий год, - сказал русский.
- Мне жаль, что обстоятельства сделали нас врагами.
- Нет разума в войне, - сказал русский.
- Мне недостает бесед с вами, мой друг, - сказал рыцарь.
- Спасибо, - ответил русский. - Это было давно. Мне некогда сейчас думать
об этом. Я должен защищать наш город. Князь - мой брат. Как твоя рука?
- Спасибо, ты чародей, мой друг.
Маленькая группа людей разделилась - русские повернули к воротам, раскрыв-
шимся навстречу, немцы поскакали вниз, к ручью.
14
Шар пролетел сквозь крепостную стену, и Анна впервые увидела город Замошье
изнутри.
За воротами оказалась небольшая пыльная площадь, на которой толпился парод.
Забор и слепые стены тесно стоявших домов стискивали ее со всех сторон. Узкая
улица тянулась к белокаменному собору. В первое мгновение Анне показалось,
что люди ждут послов, но на самом деле возвращение всадников прошло незаме-
ченным. Часовые еще запирали ворота громадными засовами, а ятвяг, подняв на-
гайку, бросил коня вперед, к собору, за ним, задумавшись, следовал человек в
синем плаще.
У стен домов и в щели между городским валом и строениями были втиснуты вре-
менные жилища беженцев, скрывшихся из соседних деревень и посадов в городе на
время осады. Рогожки - примитивные навесы - свисали с палок. Под ними ползали
ребятишки, варилась пища, спали, ели, разговаривали люди. И от этого дополни-
тельного скопления людей улица, которой скакали послы, казалась длиннее, чем
была на самом деле. Она завершилась другой площадью, отделенной от задней
стены крепости большим двухэтажным теремом, который соединялся с собором га-
лереей. Собор еще не успели достроить - рядом в пыли и на зелени подорожника
лежали белые плиты. Дальняя стена собора была еще в лесах, а на куполе, дер-
жась за веревку, колотил молотком кровельщик, прилаживая свинцовый лист. И
вроде бы ему дела не было до боев, штурмов, осад.
У длинной коновязи был колодец, из которого два мужика таскали бадьей воду
и переливали ее в бочки, стоявшие рядом.
Послы оставили коней у коновязи.
На высоком крыльце терема стояли два ятвяга, дремал под навесом мальчишка в
серой рубахе. Уже смеркалось, и длинные сиреневые тени застелили почти всю
площадь.
Послы быстро поднялись по лестнице на крыльцо и скрылись в низкой двери те-
рема. Шар пролетел за ними темным коридором. Анна увидела в темноте, изредка
разрываемой мерцанием лучины или вечерним светом из открытой двери перед за-
лом, куда вошли послы, сидящих в ряд монахов в высоких кукелях с белыми кре-
стами, в черных рясах. Лишь лица желтели под лампадами - над ними был киот с
темными ликами византийских икон.
Рыжий красавец в белой рубахе, вышитой по вороту красным узором, сидел за
длинным столом. В углу, на лавке, устроился, свесив не достающие до земли ко-
роткие кривые ноги, шут.
Ятвяг остановился у двери. Посол прошел прямо к столу, остановился рядом с
князем.
- Чего он звал? - спросил князь. - Чего хотел?
- Скорбит, - усмехнулся посол. - Просит верности.
Он бросил на стол грамоту епископа. Рыжий сорвал тесьму, и грамота нехотя
развернулась. Шут вскочил с лавки, вперевалку поспешил к столу. Шевеля тол-
стыми губами, принялся разбирать текст. Рыжий взглянул на него, поднялся из-
за стола.
- Не отдам я им город, - сказал он. - Будем держаться, пока Миндаугас с
литвой не подоспеет.
- Ты не будешь читать, Вячеслав?
- Пошли на стену, - сказал рыжий. - А ты, Акиплеша, скажешь боярыне: как
вернемся, ужинать будем.
- Они Магду требуют, - сказал шут, прижав пальцем строчку в грамоте.
- Вольно им, - ответил рыжий и пошел к двери.
- Все, сеанс окончен, - сказал Жюль.
- Как насчет кофе?
- Ну вот, - сказал Кин. - Главное сделано. Мы узнали, кто князь, а кто Ро-
ман .
- Князя звали Вячеслав? - спросила Анна.
- Да, князь Вячко. Он раньше правил в Кокернойсе. Он - сын полоцкого князя
Бориса Романовича. Кокернойс захватили рыцари. После гибели города он ушел в
леса со своими союзниками - ятвягами и липами. А вновь появился уже в 1223
году, когда русские князья, отвоевав у меченосцев, отдали ему город Юрьев. К
Юрьеву подступило все орденское войско. Вячко сопротивлялся несколько меся-
цев . Потом город пал, а князя убили.
- И вы думаете, что это тот самый Вячко?
- Да. И все становится на свои места. Ведь на этом холме было неукрепленное
поселение. Лишь в начале тринадцатого века его обнесли стеной и построили ка-
менный собор. А в 1215 году город погибает. Существовал он так недолго, что
даже в летописях о нем почти нет упоминаний. Зачем его укрепили? Да потому,
что с потерей крепостей на Двине полоцкому князю нужны были новые пограничные
форпосты. И он посылает сюда Вячко. Рыцари его знают. Он их старый враг. И,
конечно, его новая крепость становится центром сопротивления ордену. И бель-
мом на глазу...
Рыжий князь вышел из комнаты. Роман за ним. Шут, ухмыляясь, все еще читал
грамоту.
Шар взмыл над вечерним городом. Видны были костры на улице - их жгли бежен-
цы. Отсветы костров падали красными бликами на месиво людей, сбившихся под
защитой стен.
Напоследок шар поднялся еще выше.
Темным силуэтом виднелась на склоне осадная башня. Покачивались факелы -
там устанавливали катапульту. Белые, освещенные внутри шатры меченосцев на
том берегу ручья казались призрачными - 12 июля 1215 года заканчивалось.
Известно было, что городом Замошье правит отважный и непримиримый князь Вяч-
ко . И есть у него боярин Роман, человек с серьезным узкогубым капризным лицом
- чародей и алхимик, который через сутки погибнет и очнется в далеком буду-
щем.
15
Все случилось без свидетелей из будущего, в темноте, когда Кин, Анна, Жюль
а главное, господа епископ Альберт и ландмейстер Фридрих спокойно спали. И
это было очень обидно, потому что время, если уж ты попал в течение витка,
необратимо. И никто никогда не увидит вновь, каким же образом это произошло.
...Первой проснулась Анна, наскоро умылась и постучала к мужчинам.
- Лежебоки, - сказала она, - проспите решающий штурм.
- Встаем, - ответил Кин. - Уже встали.
- Я забегу пока к деду Геннадию, - благородно пожертвовала собой Анна. -
Отвлеку его. Но чтобы к моему возвращению князь Вячко был на боевом коне!
А когда Анна вернулась с молоком, творогом, свежим хлебом, гордая своим
подвижничеством, в доме царило разочарование.
- Посмотри, - сказал Жюль.
Шар был включен и направлен на склон. Там лениво догорала осадная башня -
сюрреалистическое сооружение из громадных черных головешек. От катапульты
осталась лишь ложка, нелепо уткнувшаяся в траву рукоятью. Вокруг стояли рыца-
ри и орденские ратники. С мостика через ручей на пожарище глядела орденская
знать, окружившая епископа.
От ворот крепости до башни пролегли черные широкие полосы. В ручье, - а это
Анна увидела не сразу, - лежали большие, в два человеческих роста колеса, то-
же черные, обгорелые, и сначала Анне показалось, что это части осадной башни,
хотя тут же она поняла свою ошибку - у башни не могло быть таких больших ко-
лес .
- Они ночью все это сожгли! - сказала Анна. - И правильно сделали. Что же
расстраиваться?
- Жаль, что не увидели.
Кин быстро провел шар вниз, к ручью, близко пролетев над остовом башни, и
затормозил над головами рыцарей.
- Спасибо за подарок, - медленно сказал епископ Альберт. - Вы не могли при-
думать ничего лучше в ночь моего приезда.
- Я еще в прошлом году советовал вам дать убежище чародею, - сказал ланд-
мейстер , - когда он бежал из Смоленска.
- Мы посылали ему гонца, - сказал один из приближенных епископа. - Он не
ответил. Он укрылся здесь.
- Он предпочел служить дьяволу, - задумчиво сказал епископ. - И небо нашей
рукой покарает его.
- Воистину! - сказал высокий худой рыцарь.
- Правильно, - согласился Фридрих фон Кокенгаузен. - Но мы не в храме, а на
войне. Нам нужны союзники, а не слова.
- Дьявол нам не союзник, - сказал епископ. - Не забывайте об этом, брат
Фридрих. Даже если он могуч.
- Я помню, святой отец.
- Город должен быть жестоко наказан, - сказал епископ громко, так, чтобы
его слышали столпившиеся в стороне кнехты. И продолжал тише: - В любой момент
может прийти отряд из Полоцка, и это нам не нужно. В Смоленске тоже смотрят с
тревогой на наше усиление...
- Сюда идут литовцы, - добавил худой рыцарь.
- Если крепость не сдастся до заката, мы не оставим в ней ни одной живой
души, - сказал епископ.
- И мессира Романа?
- В первую очередь. Лишь то знание может существовать, которое освящено
божьей благодатью.
- Но если он умеет делать золото?
- Мы найдем золото без чернокнижников, - сказал епископ. - Брат Фридрих и
брат Готфрид, следуйте за мной.
16
Внутри шатер был обставлен скромно. На полу поверх рогож лежал ковер, стоя-
ли складные, без спинок, ножки крест-накрест, стулья, на деревянном возвыше-
нии, свернутые на день, лежали шкуры, высокий светильник с оплывшими свечами
поблескивал медью возле высокого сундука, обтянутого железными полосами. На
сундуке лежали два пергаментных свитка.
Епископ знаком велел рыцарям садиться. Фридрих фон Кокенгаузен отстегнул
пояс с мечом и положил его на пол у ног. Брат Готфрид установил меч между ног
и оперся руками в перчатках о его рукоять. Откуда-то выскользнул служка в
черной сутане. Он вынес высокий арабский кувшин и три серебряные чарки. Брат
Готфрид принял чарку, епископ и Фридрих отказались.
- Ты говоришь, брат Фридрих, - сказал епископ, - что мессир Роман и в самом
деле посвящен в секреты магии?
- Я уверен в этом, - сказал брат Фридрих.
- Если мы не убьем его завтра, - сказал брат Готфрид, - он с помощью дьяво-
ла может придумать нашу гибель.
- Я помню главное, - сказал Фридрих. - Я всегда помню о благе ордена. А
мессир Роман близок к открытию тайны золота.
- Золото дьявола, - сказал мрачно Готфрид фон Гольм.
- Мессир Роман любит власть и славу, - сказал Фридрих. - Что может дать ему
князь Вест?
- Почему он оказался здесь? - спросил епископ.
- Он дальний родственник князя, - сказал Фридрих. - Он был рожден от налож-
ницы князя Бориса Полоцкого.
- И хотел бы стать князем?
- Не Здесь, - сказал брат Фридрих. - Не в этой деревне.
- Хорошо, что он сжег башню, - сказала Анна. - Иначе бы они не стали об
этом говорить.
- Что случилось в Смоленске? - спросил епископ, перебирая в крепких пальцах
янтарные четки с большим золотым крестом.
- Тамошний владыка - византиец. Человек недалекий. Он решил, что дела мес-
сира Романа от дьявола. И поднял чернь...
- Ну прямо как наши братья, - улыбнулся вдруг епископ Альберт. Взглянул на
Готфрида. Но тот не заметил иронии.
- И кудесника пригрел князь Вест?
- Он живет здесь уже третий год. Он затаился. Он напуган. Ему некуда идти.
В Киеве его ждет та же судьба, что и в Смоленске. На западе он вызвал опасное
вожделение короля Филиппа и гнев святой церкви. Я думаю, что он многое успел
сделать. Свидетельство тому - гибель нашей башни.
- Воистину порой затмевается рассудок сильных мира сего, - сказал епископ.
- Сила наша в том, что мы можем направить на благо заблуждения чародеев, если
мы тверды в своей вере.
- Я полагаю, что вы правы, - сказал брат Фридрих.
- Сохрани нас Господь, - сказал тихо брат Готфрид. - Дьявол вездесущ. Я
своими руками откручу ему голову.
- Не нам его бояться, - сказал епископ. Не поднимаясь со стула, он протянул
руку и взял с сундука желтоватый лист, лежавший под свитками. - Посмотрите,
это прислали мне из Замошья неделю назад. Что вы скажете, брат Фридрих?
Рыцарь Готфрид перекрестился, когда епископ протянул лист Фридриху.
- Это написано не от руки, - сказал Фридрих.-Ив этом нет чародейства.
- Вы убеждены?
- Мессир Роман вырезает буквы на дереве, а потом прикладывает к доске лист.
Это подобно печати. Одной печатью вы можете закрепить сто грамот.
- Великое дело, если обращено на благо церкви, - сказал епископ. - Божье
слово можно распространять дешево. Но какая угроза в лапах дьявола!
- Так, - согласился брат Фридрих. - Роман нужен нам.
- Я же повторяю, - сказал брат Готфрид, поднимаясь, - что он должен быть
уничтожен вместе со всеми в этом городе.
Его собеседники ничего не ответили. Епископ чуть прикрыл глаза.
- На все Божья воля, - сказал он, наконец.
Оба рыцаря поднялись и направились к выходу из шатра.
- Кстати, - догнал их вопрос епископа, - чем может для нас обернуться исто-
рия с польской княжной?
- Спросите брата Готфрида, - сказал Фридрих фон Кокенгаузен. - Это случи-
лось неподалеку от замка Гольм, а летты, которые напали на охрану княжны, по
слухам, выполняли его приказ.
- Это только слухи, - сказал Готфрид. - Только слухи. Сейчас же княжна и ее
тетка томятся в плену князя Веста. Если мы освободим их, получим за них выкуп
от князя Смоленского.
- Вы тоже так думаете, брат Фридрих? - спросил епископ.
- Ни в коем случае, - ответил Фридрих. - Не секрет, что князь Вячко отбил
княжну у леттов. Нам не нужен выкуп.
- Я согласен с вами, - сказал епископ. - Позаботьтесь о девице. Как только
она попадет к нам, мы тут же отправим ее под охраной в Смоленск. Как спасите-
ли . И никаких выкупов.
- Мои люди рисковали, - сказал Готфрид.
- Мы и так не сомневались, что это ваших рук дело, брат мой. Некоторые ор-
денские рыцари полагают, что они всесильны. И это ошибка. Вы хотите, чтобы
через месяц смоленская рать стояла под стенами Риги?
17
- Разумеется, Жюль, - сказал Кин, - начинай готовить аппаратуру к переходу.
И сообщи домой, что мы готовы. Объект опознан.
Кин вытащил из шара шарик. Пошел к двери.
- Я с вами? - спросила Анна, о которой забыли.
- Пожалуйста, - ответил Кин равнодушно. Он быстро вышел в большую комнату.
Там было слишком светло. Мухи крутились над вазочкой с конфетами. В открытое
окно вливался ветерок, колыхал занавеску. Анна подошла к окну и выглянула,
почти готовая к тому, чтобы увидеть у ручья шатры меченосцев. Но там играли в
футбол мальчишки, а далеко у кромки леса, откуда вчера вышло злосчастное ста-
до, пыхтел маленький трактор.
- Вы сфотографировали епископа? - спросила Анна, глядя на то, как пальцы
Кина превращают шарик в пластинку.
- Нет, это первый в Европе типографский оттиск.
Он склонился над столом, читая текст.
- Читайте вслух, - попросила Анна.
- Варварская латынь, - сказал Кин. - Алхимический текст. Спокойнее было на-
печатать что-нибудь божественное. Зачем дразнить собак?.. "Чтобы сделать
эликсир мудрецов, возьми, мой брат, философической ртути и накаливай, пока
она не превратится в зеленого льва... после этого накаливай сильнее, и она
станет львом красным..."
Трактор остановился, из него выпрыгнул тракторист и начал копаться в мото-
ре . Низко пролетел маленький самолетик.
"Кипяти красного льва на песчаной бане в кислом виноградном спирте, выпари
получившееся, и ртуть превратится в камедь, которую можно резать ножом. Поло-
жи это в замазанную глиной реторту и очисти..."
- Опять ртуть - мать металлов, - сказала Анна.
- Нет, - сказал Кин, - это другое. .Кимврийские тени покроют твою ретор-
ту темным покрывалом, и ты найдешь внутри нее истинного дракона, который по-
жирает свой хвост..." Нет, это не ртуть, - повторил Кин. - Скорее это о пре-
вращениях свинца. Зеленый лев - окисел свинца, красный лев - сурик... камедь
- уксусно-свинцовая соль... Да, пожалуй, так.
- Вы сами могли бы работать алхимиком, - ответила Анна.
- Да, мне пришлось прочесть немало абракадабры. Но в ней порой сверкали та-
кие находки! Правда, эмпирические...
- Вы сейчас пойдете туда?
- Вечером. Я там должен быть как можно меньше.
- Но если вас узнают, решат, что вы шпион.
- Сейчас в крепости много людей из ближайших селений, скрывшихся там. Есть
и другие варианты.
Кин оставил пластинку на столе и вернулся в прихожую, где стоял сундук с
одеждой. Он вытащил оттуда сапоги, серую рубаху с тонкой вышивкой у ворота,
потом спросил у Жюля:
- Ну что? Когда дадут энергию?
- После семнадцати.
18
- Знаете, - сказал Кин вечером, когда подготовка к переходу закончилась.
- Давай взглянем на город еще раз, время есть. Если узнаем, где он скрывает
свою лабораторию, сможем упростить версию.
Шар завис над скопищем соломенных крыш.
- Ну-с, - сказал Кин, - где скрывается наш алхимик?
- Надо начинать с терема, - сказал Жюль.
- С терема? А почему бы не с терема? - Кин повел шар над улицей к центру
города, к собору. Улица была оживлена, в лавках - все наружу, так малы, что
вдвоем не развернешься, - торговали одеждой, железным и глиняным товаром, лю-
ди смотрели, но не покупали. Народ толпился лишь у низенькой двери, из кото-
рой рыжий мужик выносил ковриги хлеба. Видно, голода в городе не было - осада
началась недавно. Несколько ратников волокли к городской стене большой медный
котел, за ними шел дед в высоком шлеме, сгорбившись под вязанкой дров. Всад-
ник на вороном жеребце взмахнул нагайкой, пробиваясь сквозь толпу, из-под
брюха коня ловко выскочил карлик - княжеский шут, ощерился и прижался к забо-
ру, погрозил беспалым кулаком наезднику и тут же втиснулся в лавку, набитую
горшками и мисками.
Кин быстро проскочил шаром по верхним комнатам терема - словно всех вымело
метлой, лишь какие-то приживалки, сонные служки, служанка с лоханью, старуха
с клюкой... запустение, тишь...
- Эвакуировались они, что ли? - спросил Жюль, оторвавшись на мгновение от
своего пульта, который сдержанно подмигивал, урчал, жужжал, словно Жюль вел
космический корабль.
- Вы к звездам летаете? - спросила Анна.
- Странно, - не обратил внимания на вопрос Кин.
В небольшой угловой комнате, выглядевшей так, словно сюда в спешке кидали
вещи - сундуки и короба транзитных пассажиров, удалось, наконец, отыскать
знакомых. Пожилая дама сидела на невысоком деревянном стуле с высокой прямой
спинкой, накрыв ноги медвежьей шкурой. Готическая красавица в закрытом, опу-
шенном беличьим мехом, малиновом платье стояла у небольшого окошка, глядя на
церковь.
Пожилая дама говорила что-то, и Жюль провел пальцами над пультом, настраи-
вая звук. Кин спросил:
- Какой язык?
- Старопольский, - сказал Жюль.
- Горе, горе, за грехи наши наказание, - говорила, смежив веки, пожилая да-
ма . - Горе, горе...
- Перестаньте, тетя, - отозвалась от окна девушка.
Накрашенное лицо пожилой женщины было неподвижно.
- Говорил же твой отец - подождем до осени. Как же так, как же так меня,
старую, в мыслях покалечило. Оставил меня Господь своей мудростью... И где
наша дружина и верные слуги... тошно, тошно...
- Могло быть хуже. - Девушка дотронулась длинными пальцами до стоявшей ря-
дом расписной прялки, задумчиво потянула за клок шерсти. - Могло быть хуже...
- Ты о чем думаешь? - спросила старуха, не открывая глаз. - Смутил он тебя,
рыжий черт. Грех у тебя на уме.
- Он князь, он храбрый витязь, - сказала девушка. - Да и нет греха в моих
мыслях.
- Грешишь, грешишь.. . Даст Бог, доберусь до Смоленска, умолю брата, чтобы
наказал он разбойников. Сколько лет я дома не была...
- Скоро служба кончится? - спросила девушка. - У русских такие длинные
службы.
- Наш обряд византийский, торжественный, - сказала старуха. - Я вот сменила
веру, а порой мучаюсь. А ты выйдешь за князя, перейдешь в настоящую веру, мои
грехи замаливать...
- Ах, пустой разговор, тетя. Вы, русские, очень легковерные. Ну, кто нас
спасать будет, если все думают, что мы у леттов. Возьмут нас меченосцы, город
сожгут...
- Не приведи Господь, не приведи Господь! Страшен будет гнев короля Лешко.
- Нам-то будет все равно.
- Кто эта Магда? - спросила Анна. - Все о ней говорят.
- Вернее всего, родственница, может, или дочь польского короля Лешко Бело-
го. И ехала в Смоленск... Давайте поглядим, не в церкви ли князь?
Перед раскрытыми дверями собора сидели увечные и нищие.
Шар проник сквозь стену собора, и Анне показалось, что она ощущает запах
свечей и ладана. Шла служба. Сумеречный свет проникал за спиной священника в
расшитой золотом ризе. Его увеличенная тень покачивалась, застилая фрески -
суровых чернобородых старцев, глядевших со стен на людей, наполнивших неболь-
шой собор сплошной массой тел.
Роман стоял рядом с князем впереди, они были почти одного роста. Губы чаро-
дея чуть шевелились.
- Ворота слабые, - тихо говорил он князю. - Ворота не выдержат. Знаешь?
Князь поморщился:
- На улицах биться будем, в лес уйдем.
- Не уйти. У них на каждого твоего дружинника пять человек. Кольчужных. Ты
же знаешь, зачем говоришь?
- Потому что тогда лучше бы и не начинать. Придумай еще чего. Огнем их со-
жги .
- Не могу. Припас кончился.
- Ты купи.
- Негде. Мне сера нужна. За ней ехать далеко надо.
- Тогда колдуй. Ты чародей.
- Колдовством не поможешь. Не чародей я.
- Если не чародей, чего тебя в Смоленске жгли?
- Завидовали. Попы завидовали. И монахи. Думали, я золото делаю...
Они замолчали, прислушиваясь к священнику. Князь перекрестился, потом бро-
сил взгляд на соседа.
- А что Звезды говорят? Выстоим, пока литва придет?
- Боюсь, не дождемся. Орден с приступом тянуть не будет.
- Выстоим, - сказал князь. - Должны выстоять. А ты думай. Тебя первого
вздернут. Или надеешься на старую дружбу?
- Нет у меня с ними дружбы.
- Значит, вздернут. И еще скажу. Ты на польскую княжну глаз не пяль. Не по
тебе товар.
- Я княжеского рода, брат.
- А она королевской крови.
- Я свое место знаю, брат, - сказал Роман.
- Хитришь. Да Бог с тобой. Только не вздумай бежать. И чародейство не помо-
жет . Ятвягов за тобой пошлю.
- Не грози, - сказал Роман. - Мне идти пора.
- Ты куда? Поп не кончил.
- Акиплешу на торг посылал. Ждет он меня. Работать надо.
- Ну, иди, только незаметно.
Роман повернулся и стал осторожно проталкиваться назад. Князь поглядел
вслед. Он улыбнулся, но улыбка была недоброй.
Кин вывел шар из собора к паперти, где, дожидаясь конца службы, дрожали под
сумрачным мокрым небом калеки и нищие. Роман быстро вышел из приоткрытой две-
ри . Посмотрел через площадь. Там ковылял, прижимая к груди глиняную миску и
розовый обожженный горшок, шут.
- Тебя за смертью посылать, - сказал Роман, сбегая на площадь.
- Не бей меня, дяденька, - заверещал шут, скалясь. Зашевелились нищие, гля-
дя на него. - Гости позакрывали лавки, врага ждут, придет немец, снова торго-
вать начнут. Что гостю? Мы на виселицу, а он - веселиться.
Роман прошел через площадь. Шут за ним, прихрамывая, горбясь. Они миновали
колодец, коновязь, завернули в узкий, двоим не разойтись, закоулок. В конце
его, у вала, в заборе была низкая калитка. Роман ударил три раза кулаком. От-
крылось потайное окошко, медленно растворилась низкая дверь. Там стоял страж-
ник в короткой кольчуге и кожаной шапке. Он отступил в сторону, пропуская Ро-
мана. Тесный двор, заросший травой, несколько каменных глыб, окружавших вы-
жженное углубление в земле... Роман по деревянным мосткам пересек двор, под-
нялся на крыльцо невысокого приземистого бревенчатого дома на каменном
фундаменте. Кольцо двери было вставлено в медную морду льва. Где же Анна та-
кую ручку видела? Да в коробке-музее деда Геннадия.
В горнице Роман сбросил плащ на руки подбежавшему красивому черноброво-
му отроку.
- Ты чего ждешь? - спросил он шута.
Шут поставил на пол миску, взялся за скобу в полу, потянул на себя крышку
люка - обнаружился ход в подвал. Роман опустился первым. За ним шут и черно-
бровый отрок.
Обширный подпол освещался из окошек под самым потолком. На полках стояли
горящие плошки с жиром. Огоньки отражались от стеклянных реторт, банок мутно-
го, грубого стекла, от глиняных мисок, медных сосудов, соединенных металли-
ческими и стеклянными трубками. Горел огонь в низкой с большим зевом печи,
возле нее стоял обнаженный по пояс жилистый мужчина в кожаном фартуке. Он
обернулся к вошедшим.
- Остужай понемногу, - сказал Роман, заглянув в печь.
Шут заглянул в печь из-под локтя чародея и сказал:
- Давно пора студить.
- Знаем, - сказал мужчина. У него были длинные висячие усы, черные, близко
посаженные глаза. Редкие волосы падали на лоб, и он все время отводил их за
уши.
- Скоро орден на приступ пойдет, - сказал Роман.
- Остудить не успеем, - ответил тот. - А жалко.
- Студи, - сказал Роман, - неизвестно, как судьба повернется. А у меня нет
сил в который раз все собирать и строить.
- А ты, дяденька, епископу в ноги поклонись, - сказал шут. - Обещай судьбу
узнать, золота достать. Он и пожалеет.
- Глупости и скудоумие, - сказал Роман.
- По-моему, что скудоумие, что многоумие - все нелепица, - сказал шут. По-
дошел к длинному в подпалинах и пятнах столу, налил из одной склянки в другую
- пошел едкий дым. Роман отмахнулся, морщась. Жилистый мужик отступил к печи.
- Ты чего? - возмутился Роман. - Отравить нас хочешь?
- А может, так и надо? Ты девицу полюбил, а тебе не положено, я склянку вы-
лил , а мне не положено, князь епископу перечит, а ему не положено. Вот бы нас
всех и отправить на тот свет.
- Молчи, дурак, - сказал Роман устало, - лучше бы приворотного зелья нака-
пал , чем бездельничать.
- Нет! - воскликнул шут, подбегая к столу и запрокидывая голову, чтобы по-
ближе поглядеть на Романа. - Не пойму тебя, дяденька, и умный ты у нас, и
способный, и славный на всю Европу - на что тебе княжна? Наше дело ясное -
город беречь, золото добывать, место знать.
- Молчи, смерд, - сказал Роман. - Мое место среди королей и князей. И по
роду, и по власти. И по уму!
Отрок глядел на Романа влюбленными глазами неофита.
- Сделанное, передуманное не могу бросить. Во мне великие тайны хранятся -
недосказанные, неоконченные. - Роман широким жестом обвел подвал.
- Значит, так, - сказал шут, подпрыгнув, посмеиваясь, размахивая склянкой,
бесстыжий и наглый, - значит, ты от девицы отказываешься, дяденька, ради этих
банок-склянок? Будем дома сидеть, банки беречь. Пока ландмейстер с мечом не
придет.
- Но как все сохранить? - прошептал Роман, уперев кулак в стол. - Скажи,
как спасти? Как отсрочку получить?
- Не выйдет, дяденька. Один осел хотел из двух кормушек жрать, как эллины
говорили, да с голоду помер.
Роман достал с полки склянку.
- Ты все помнишь?
- Если девице дать выпить три капли, на край света пойдет. Дай, сам отопью.
Романа полюблю, ноги ему целовать буду, замуж за него пойду...
Отрок хихикнул и тут же смешался под взглядом Романа.
- Хватит, бесовское отродье! - взорвался чародей. - Забыл, что я тебя из
гнилой ямы выкупил?
- Помню, дяденька, - сказал шут. - Ой, как помню!
- Все-таки он похож на обезьяну, - сказала Анна. - На злую обезьяну. В нем
есть что-то предательское.
- Боярин, - сказал жилистый мужчина, - а что с огненным горшком делать?
- Это сейчас не нужно, Мажей, - сказал Роман.
- Ты сказал, что и меня пошлешь, - сказал Мажей. - Божий дворяне весь мой
род вырезали. Не могу забыть. Ты обещал.
- Господи! - Роман сел на лавку, ударился локтями о стол, схватил голову
руками. - Пустяки это все, суета сует!
- Господин, - сказал Мажей с тупой настойчивостью, - ты обещал мне. Я пойду
и убью епископа.
- Неужели не понимаешь, - почти кричал Роман, - ничем мы город не спасем!
Не испугаются они, не отступят, их вдесятеро больше, за ними сила, орден, Ев-
ропа, Магдебург, папа... Конрад Мазовецкий им войско даст, датский король
ждет, не дождется. Вы же темные, вам кажется, что весь мир вокруг нашего го-
родка сомкнулся! Я и башню жечь не хотел... Вячко меня прижал. Лучше смирить-
ся , ордену кровь не нужна, орден бы князю город оставил... Неужели вам крови
мало?
- Ты заговорил иначе, боярин, - сказал Мажей. - Я с тобой всегда был, пото-
му что верил. Может, других городов не видал - наши литовские городки по ле-
сам раскиданы, но, пока орден на нашей земле, мне не жить. Мы орден не звали.
- Бороться тоже надо с умом, - стукнул кулаком по столу Роман. - Сегодня
ночью они на приступ пойдут. Возьмут город, могут нас пощадить. Если мы под-
нимем руку на Альберта - они всех нас вырежут. И детей, и баб, и тебя, шут, и
меня...
- Я убью епископа, - сказал Мажей.
- А я, дяденька, - сказал шут, - с тобой не согласен. Волки добрые, а овец
кушают.
- Молчи, раб! - озлился Роман. - Я тебя десятый год кормлю и спасаю от бед.
Если бы не я, тебя уж трижды повесили бы.
- Правильно, дяденька, - вдруг рассмеялся шут. - Зато я иногда глупость
скажу, умные не догадаются. Рабом я был, рабом умру, зато совесть мучить не
будет.
- Чем болтать, иди к княжне, - сказал Роман жестко. - Дашь ей приворотного
зелья. Так, чтобы старуха не заметила.
- И это гений, - вздохнула Анна.
- А что? - спросил Кин.
- Верить в приворотное зелье...
- Почему же нет? И в двадцатом веке верят.
- Иду, - сказал шут, - только ты к немцам не убеги.
- Убью. Ты давно это заслужил.
- Убьешь, да не сегодня. Сегодня я еще нужен. Только зря ты епископа бере-
жешь . Он тебе спасибо не скажет.
Шут подхватил склянку и ловко вскарабкался вверх.
Мажей вернулся к печи, помешивал там кочергой, молчал. Роман прошелся по
комнате.
- Нет, - сказал он сам себе, - нет. Все не так...
Отрок присел у стены на корточки. Роман вернулся к столу.
- Может, пойти за шутом? - спросила Анна.
- Мне сейчас важнее Роман, - сказал Кин.
- Поди сюда, Глузд, - сказал Роман, не оборачиваясь.
Отрок легко поднялся, сделал шаг. И тут же обернулся.
Роман резко поднял голову, посмотрел туда же. Вскочил из-за стола. Мажея в
комнате не было.
Роман одним скачком бросился за печку. Там оказалась низкая массивная
дверь. Она была приоткрыта.
- Глузд, ты чего смотрел? Мажей сбежал!
- Куда сбежал? - не понял отрок.
- Он же с горшком сбежал. Он же епископа убить хочет!
Роман толкнул дверь, заглянул внутрь, хлопнул себя по боку, где висел ко-
роткий меч, выхватил его из ножен и скрылся в темноте.
Отрок остался снаружи, заглянул в ход, и Анне показалось, что его спина
растет, заполняя экран. Стало темно - шар пронзил отрока, пронесся в темноте,
и темнота казалась бесконечной, как кажется бесконечным железнодорожный
туннель, а потом наступил сиреневый дождливый вечер. Они были метрах в ста от
крепостного вала, в низине, заросшей кустарником. Между низиной и крепостью
медленно ехали верхом два немецких ратника, поглядывая на городскую стену. На
угловой башне покачивались шлемы стражников.
Вдруг в откосе образовалась черная дыра - откинулась в сторону дверь, за-
бранная снаружи дерном. В проеме стоял Роман. Он внимательно огляделся. Дождь
усилился и мутной сеткой скрывал его лицо. Никого не увидев, Роман отступил в
черный проем, потянув на себя дверь. Перед глазами был поросший кустами от-
кос. И никаких следов двери.
Кин вернул шар в подвал, на мгновение обогнав Романа.
Отрок, так и стоявший в дверях подземного хода, отлетел в сторону - Роман
отшвырнул его, метнулся к столу. Отрок подошел, остановился сзади. Роман рва-
нул к себе лист пергамента и принялся быстро писать.
- Стучат, - сказал Кин. - Анна, слышишь?
В дверь стучали.
Анна сделала усилие, чтобы вернуться в двадцатый век.
- Закрой дверь, - быстрым шепотом сказал Кин. - И хоть умри, чтобы никто
сюда не вошел. Мы не можем прервать работу. Через полчаса я ухожу в прошлое.
- Есть, капитан, - сказала Анна также шепотом.
От двери она оглянулась. Кин следил За шаром. Жюль следил За приборами. Они
надеялись на Анну.
За дверью стоял дед Геннадий. Этого Анна и боялась.
- Ты чего запираешься? - сказал он. - По телевизору французский фильм пока-
зывают из средневековой жизни. Я за тобой.
- Ой, у меня голова болит! - сказала Анна. - Совершенно не могу из дома
выйти. Легла уже.
- Как легла? - удивился Геннадий. - Воздух у нас свежий, с воздуха и болит.
Хочешь, горчишники поставлю?
- Да я же не простужена. У меня голова болит, устала.
- А может, по рюмочке? - спросил дед Геннадий.
Анне надо было не пускать деда в сени, где на полу сохранялись следы трудо-
вой деятельности Жюля.
- Нет, спасибо, не хочется.
- Ну, тогда я пошел, - сказал дед, не делая ни шагу. - А то французский
фильм начинается. Эти не возвращались? Реставраторы?
- Нет. Они же на станцию уехали.
- А газика-то сначала не было, а потом взялся. Удивительное дело. Здесь
разве газик проедет?
- Они с холма приехали.
- Я и говорю, что не проедет. Но люди приятные, образованные. Изучают наше
прошлое.
- Я пойду лягу, можно?
- Иди, конечно, разве я держу, а то фильм начинается. Если захочешь, прихо-
ди, я смотреть буду.
Наконец дед ушел. Анна не стала дожидаться, пока он скроется за калиткой, -
бросилась обратно в холодную горницу.
За время ее отсутствия сцена в шаре изменилась.
Он вернулся на верхний этаж терема - в угловой комнате была лишь польская
княжна Магда. Анна не сразу увидела, что на полу, скрестив ноги, сидит шут.
- Я слышала шум, - сказала Магда. - Начался приступ?
- А что им делать? Пришли к обеду, значит, ложку подавай. А если блюдо пус-
тое , а они голодные...
- Ты где научился польскому языку, дурак?
- Мотало шапку по волнам, - ухмыльнулся шут. - То здесь, то там.
- Это правда, что твой хозяин сжег орденскую башню?
- Он и десять башен сжечь может. Был бы огонь.
- Он чародей?
- И что вам, бабам, в чародеях? Где щекочет - туда пальчики тянете. Обожже-
тесь .
- Везде огонь, - сказала княжна. Она вдруг подошла к шуту, села рядом с ним
на ковер. И Анна поняла, что княжна очень молода, ей лет восемнадцать. - Я в
Смоленск ехать не хотела, - сказала она. - У меня дома котенок остался.
- Черный? - спросил шут.
- Серый, такой пушистый. И ласковый. А потом нас летты захватили. Пана Та-
деуша убили. Зачем они на нас напали?
- Боярин говорит, что их немцы послали.
- Мой отец письмо епископу писал. Мы же не в диких местах живем. А в Смо-
ленске стены крепкие?
- Смоленск никто не тронет. Смоленск - великий город, - сказал шут. - Нас с
боярином Романом оттуда так гнали, что мы даже бумаги забрать не успели. И
печатный станок наш сожгли.
- Какой станок?
- Чтобы молитвы печатать.
- Боярин Роман с дьяволом знается?
- Куда ему! Если бы дьявол за него был, разве бы он допустил, чтобы монахи
нас в Смоленске пожгли?
- Дьявол хитрый, - сказала княжна.
- Не без этого, - сказал шут. - Люб тебе наш боярин?
- Нельзя так говорить. Я в Смоленск еду, там меня замуж отдадут. За княжье-
го сына, Изяслава Владимировича.
- Если доедешь, - сказал шут.
- Не говори так! Мой отец рыцарям друг. Он им землю дал.
- А ночью кто разберется?
- Князь Вячко их в город не пустит. Он красивый.
- Ребенок ты, ну прямо ребенок. - Шут поднялся и подошел к столу. - Это
квас у тебя?
- Мне тоже дай напиться, - сказала, легко поднимаясь с ковра, девушка.
Шут вдруг резко обернулся, взглянул на дверь:
- Пить, говоришь, хочешь?
- А ну-ка, - сказал Кин и метнул шар к двери, пронзил ее, и в узком коридо-
ре Анна увидела прижавшегося в угол Романа.
- Он ее любит, - сказала Анна.
- Этого еще нам не хватало, - сказал Жюль.
- А тетка ее ругала за склонность к князю, помните?
- Помню, - сказал Кин, возвращая шар в комнату. Как раз в тот момент, когда
шут ловко, фокусником плеснул из склянки в кубок приворотное Зелье. Протянул
девушке.
- Спасибо. Ты не уходи, Акиплеша. Мне страшно одной.
- Все, - сказал Кин. - Пора собираться.
19
- Как вы думаете, - сказала Анна, пока Кин подбирал с кровати рубаху и са-
поги, - тот литовец убьет епископа?
- Нет, - сказал Кин. - Епископ умрет лет через пятнадцать. Жюль, проверь,
чтобы ничего не оставалось в сенях.
- А вы не вернетесь? - Анна вдруг поняла, что представление заканчивает-
ся . Последнее действие - похищение чародея. И занавес. Зрители покидают зал.
Актеры заранее собрали реквизит и переезжают в другой городок.
- Если все обойдется, - сказал Кин сухо, - то не вернусь. Жюль перебросит
нас домой. Дед Геннадий приходил?
Анна кивнула.
- Сварить кофе?
- Только себе и Жюлю, - сказал Кин. - Перед переброской лучше не есть. Я
завтра утром позавтракаю. Дома...
- Все-таки этот шут мне неприятен, - сказала Анна. - Девушка ничего не по-
дозревает . . .
- Он его раб, - сказал Кин. - Роман его спас от смерти. Но приворотного Зе-
лья не существует. Это уже доказано наукой.
- Не Знаю, - сказала Анна. - Вы же сами говорили, что Роман - универсальный
гений. Может, придумал.
- Я буду переодеваться, - сказал Кин. - И боюсь вам помешать. Вы хотели
сделать кофе.
- Конечно, - сказала Анна.
Она разожгла плиту - хорошо, что взяла с собой молотого кофе, - и вдруг
страшно рассердилась. И поняла, почему. Ее присутствие терпели, как присутст-
вие деда Геннадия, и забыли о ней в первый же удобный момент. А чего ты жда-
ла, голубушка? Что тебя пригласят на экскурсию в будущее? Чепуха, ты просто
ни о чем не думала, а решила, что бесплатное развлечение будет длиться веч-
но... Кин за перегородкой чем-то загремел. Интересно, он берет с собой ору-
жие?
- Ну, как? - спросил Кин.
Анна обернулась. В дверях кухни стоял обросший короткой бородой мужчина из
тринадцатого века, зажиточный, крепкий, меч сбоку, кольчуга под накидкой, на
шее странный обруч - в виде серебряной змеи. Был этот мужик пониже ростом,
чем Кин, пошире его в плечах, длинные пегие волосы собраны тесемкой.
- Я бы вас никогда не узнала, - сказала Анна.
- Спасибо, - сказал Кин.
- А почему змея?
- Это уж. Я литовский воин, из охраны Романа.
- Но они же друг друга знают.
- Сейчас темно. Я не буду соваться на передний план.
- А я кофе сварила, - сказала Анна.
- Кофе? Налейте Жюлю.
Жюль уже собрал один из пультов, закрыл чемодан и вынес в прихожую. Сам
вернулся к пульту связи.
- Жюль, - сказала Анна, - выпей кофе.
- Спасибо, девочка, - сказал Жюль, - поставь на столик.
Анна поставила чашку под выключенный шар. Если не нужна, лучше не навязы-
ваться. В прихожей ее догнал голос Жюля:
- Мне будет жаль, если я тебя больше не увижу, - сказал он. - Такая у нас
работа.
- Такая работа, - улыбнулась Анна, оборачиваясь к нему. Она была ему благо-
дарна за живые слова.
На кухне Кин стоял, прихлебывал кофе.
- Вам же нельзя! - не удержалась Анна.
- Конечно, лучше не пить. Только вот вам не осталось.
- Ничего, я себе еще сварю.
- Правильно, - сказал Кин.
20
Выход в прошлое чуть было не сорвался. Они все стояли в прихожей, над чемо-
данами и ящиками. И снова раздался стук в дверь.
- Кто? - спросила Анна.
- У тебя все в порядке? - спросил дед Геннадий.
- А что?
- Голоса слышу, - сказал дед.
Кин метнулся на кухню. Жюль закрылся в задней комнате. Анна медлила с засо-
вом.
- У меня радио, - сказала она. - Радио я слушала. Я уже спать легла.
- Спать легла, а свет не тушишь, - проворчал дед. - Я тебе анальгин принес.
- Зачем мне анальгин?
- От головной боли, известное дело. Раз жаловалась.
Пришлось открыть. На улице дул сырой ветер. Яркая луна освещала шляпу деда,
лицо под ней казалось черным. Дед постарался заглянуть за спину Анны, но в
прихожей было темно. Пачка таблеток была теплой, нагрелась от ладони деда.
- Беспокоюсь я за тебя, - сказал он. - Вообще-то у нас места тихие, разбой-
ников, понятно, нет, нечем им интересоваться, но какое-то к тебе есть опасное
притяжение.
- Я не боюсь. Спасибо за лекарство. Спокойной ночи.
Анна быстро захлопнула дверь, решив, что, если дед обидится, у нее будет
достаточно времени с ним поладить... Дед еще постоял на крыльце, повздыхал,
потом заскрипели ступеньки. Кин подошел к окну в прихожей - дед медленно брел
по тропинке.
- Спасибо, Анна, не знаю, что бы мы без тебя делали, - сказал Кин.
- Не лицемерьте. Он приходит именно потому, что я здесь. Не было бы меня,
он бы и не заподозрил.
- Ты права, - сказал Кин.
Он прошел, мягко ступая по половицам, в холодную комнату, включил шар и по-
вел его из горницы польской княжны, сейчас темной, наружу, через залитую дож-
дем площадь, мимо коновязи, где переминались мокрые кони, мимо колодца, в за-
коулок , к дому Романа. За забором во дворе шар опустился к земле и замер. Кин
выпростал руки из столика, перешел в другой угол комнаты, где стояла тонкая
металлическая рама - под ней металлическая платформочка, похожая на напольные
весы. Воздух в раме чуть колебался.
- Давай напряжение, - сказал Кин.
- Одну минуту, - сказал Жюль. - Дай я уберу вещи, а то потом некогда будет
отвлекаться.
Сзади Анны зашуршало, щелкнуло. Она обернулась и увидела, как исчез один
чемодан - с лишней одеждой, потом второй, с пультом. Прихожая опустела.
Кин вступил в раму. Жюль подвинул табурет поближе к шару, натянул на левую
руку черную перчатку.
- Начинается ювелирная работа, - сказал он.
Кин бросил на Анну, как ей показалось, удивленный взгляд, словно не пони-
мал , с кем разговаривает Жюль.
- Не отвлекайся, - сказал он.
Шар показывал темный двор. Под небольшим навесом у калитки съежился, видно,
дремал, стражник, похожий на Кина.
- Чуть ближе к сараю, - сказал Кин.
- Не ушибись, - сказал Жюль, - желаю счастья.
Кин поднял руку. Раздалось громкое жужжание, словно в комнату влетел пчели-
ный рой. И Кин исчез.
21
Кин вышел из тени сарая - на дворе стояла темень, угадывались лишь силуэты
предметов. Слабый свет выбивался из щели двери в сарай. Кин скользнул туда,
чуть приоткрыл дверь - лучина освещала низкое помещение, на нарах играли в
кости два стражника. Кин пошел к воротам. Стражник у ворот дремал под наве-
сом, кое-как защищавшим от дождя.
Кин был уже возле стражника, когда трижды ударили в дверь - по ту сторону
забора стоял Роман, у его ног сгорбленной собачонкой - шут Акиплеша.
Стражник вздохнул, поежился во сне. Кин быстро шагнул к воротам, выглянул,
узнал Романа, отодвинул засов.
- Ни черта не видно, - проворчал Роман.
- Я до двери провожу, - сказал Кин. - За мной идите.
- В такую темень можно уйти, - сказал Роман. - По крайней мере, часть добра
мы бы вынесли.
- А дальше что? - спросил шут. - Будешь, дяденька, по лесу посуду носить,
медведей кормить?
- Не спеши, в грязь попаду, - сказал Роман Кину. Он шел по деревянным мос-
ткам, держась за край его плаща.
Анна вдруг хмыкнула.
- Ты чего? - спросил Жюль.
- Знал бы Роман, что коллегу за полу держит.
- Лучше, чтобы не знал, - серьезно ответил Жюль.
- Ты зачем подсматривал, дяденька? - спросил шут. - Не поверил, что дам лю-
безной зелье?
- Она придет ко мне?
- Кого поумней меня спроси!
Заскрипели ступеньки крыльца.
Дверь, отворившись, обозначила силуэты людей. Кин сразу отступил в сторону.
Донесся голос шута:
- Что-то этого ратника не помню.
- Они все одинаковые, - сказал Роман.
В приотворенную дверь видно было, как шут откинул люк в подвал. Заглянул
внутрь. Выпрямился.
- Мажей не возвращался, - сказал он.
Голос его вдруг дрогнул. Анна подумала, что и шуты устают быть шутами.
- Лучше будет, если он не вернется, - сказал Роман.
- Разум покидает тебя, боярин, - сказал шут жестко. - Мажей верно служил
тебе много лет.
- Город не выстоит, даже если вся литва придет на помощь.
- Если погибнет епископ, будет справедливо.
- И рыцари отомстят нам жестоко. Мы погибнем.
- Мы выиграем день. Придет литва.
- Я думаю о самом главном. Я на пороге тайны. Еще день, неделя, месяц - и
секрет философского камня у меня в руках. Я стану велик... Князья государств
и церкви будут у моих ног... Никто не посмеет отобрать у меня Магдалену.
- Дурак, - сказал спокойно шут, - умный, а дурак, хуже меня. Епископ...
- А что, епископу золото не нужно? Власть не нужна? Епископ будет беречь
меня как золотую птицу.
- Но в клетке, дяденька.
- Условия будут мои.
- Птичка в клетке велела хозяину щи подавать?
- Будут подавать. Как миленькие.
- Рыцари прихлопнут тебя, не станут разбираться...
- Епископ знает, что я здесь. Не даст меня в обиду.
- И ты его поэтому бережешь?
- Любой ценой. Не ради меня - ради великой тайны.
- Ой, боярин...
- Ты не веришь?
- Нет.
Роман вдруг выхватил нож.
- Я убью тебя!
- Нельзя! - крикнул шут. С неожиданной ловкостью он перепрыгнул через от-
крытый люк в подвал, перед слабо освещенным зевом которого остановился Роман.
Ухмылка не исчезла с его лица. Он бросился наружу. Кин еле успел отшатнуться.
На крыльце шут нахохлился, голова ушла в широкие плечи.
- Дождик, - сказал он, - дождик какой... До конца света дождик... Жизни
нет, один дождик.
Заскрипели ступеньки. Шут спустился во двор...
Кин стоял посреди верхней горницы. Роман спустился в подвал, но люк оставил
открытым.
Кин осторожно Заглянул вовнутрь. Шар, повиснув над ним, глядел туда же.
Роман стоял у стола, постукивая концами пальцев по его краю. Вдруг он
вздрогнул. Он увидел, что у потухшей печи, мокрый, замерзший, стоит отрок.
- Ты что же молчишь? - спросил Роман.
- Я не догнал его, - сказал отрок.
- А я и не ждал, что ты его догонишь. А там ты был?
- Был, - сказал отрок.
- Что сказали?
- Сказали, в час после полуночи.
- Ты грейся, грейся, - сказал Роман. - Потом поможешь мне.
- Бьет меня дрожь, - сказал отрок. - Орден нас примет?
- Ты не бойся. Меня везде знают. Меня в Венеции знают. И в Магдебурге, и в
Майнце знают... Меня убить нельзя...
В этот момент все и случилось.
Шар висел над самой головой Кина. Поэтому не было видно, кто нанес Кину
удар сзади. На мгновение изображение исчезло, затем возникло удивленное лицо
Кина. Он попытался обернуться и тут же, потеряв равновесие, рухнул в люк,
медленно сполз в подвал по ступеням лестницы.
- Стой! Он же разобьется!
Сверху мелькнул аркан - за секунду шут успел достать и метнуть его так, что
веревка охватила плечи Кина в полуметре от пола подвала и остановила падение.
Затем безжизненное тело опустилось на пол, и, подняв шар, Жюль увидел над лю-
ком шута с арканом в одной руке, с дубиной - в другой.
Роман и отрок отшатнулись от люка, замерли.
Роман первым сообразил, в чем дело.
- Кто? - спросил он.
- Он мне с самого начала не показался - нету нас такого в стражниках. У ме-
ня знаешь какая память на лица. Подслушивал. Думаю, епископский лазутчик.
Глаза Кина были закрыты.
- Ты его не убил? - спросил Роман.
- У нас, литовцев, головы железные, - сказал шут.
- Что же делать? - сказала Анна. - Они его убьют. Ну, сделай что-нибудь,
Жюль, миленький! Вытащи его обратно.
- Без его помощи не могу.
- Так придумай.
- Да погоди ты! - огрызнулся Жюль. - Ты думаешь, он на прогулку пошел? Вы-
путается. Обязательно выпутается. Ничего...
- Надо с ним поговорить, - сказал Роман.
- Только возьми у него... это.
Шут нагнулся, выхватил у Кина меч, арканом стянул ему руки.
В этот момент в люке показалось лицо другого стражника.
- А, Йовайла, - сказал шут. - Ты этого земляка не знаешь?
- Нет, - сказал тот быстро. - За воротами князь.
- Этого еще не хватало, - сказал Роман. - Акиплеша, убери, быстро, быстро,
ну! Глузд, помоги ему!
Они оттащили Кина в сторону, в тень, Роман насыпал сверху ворох тряпья...
Сцена была зловещей - тени метались по стенам, сплетались, будто дрались меж-
ду собой.
Князь быстро спускался вниз, ступени прогибались, за ним - в двух шагах -
ятвяг, в черной куртке и красном колпаке.
Князь был в кольчуге, короткий плащ промок, прилип к спине, рыжие волосы
взъерошились. Князь был Зол.
- Орден на приступ собрался, лестницы волокут... Как держаться, ворота сла-
бые , людей мало. Ты чего здесь таишься?
- Какая от меня польза на стене? Я здесь нужнее.
- Ты думай. Нам бы до завтра продержаться. Роман, почему на башнях огненной
воды нет?
- Кончилась, княже.
- Чтобы была! Не отстоим город - первым помрешь.
- Князь, я твоего рода, не говори так. Я все делаю...
- Не Знаю, никому не верю. Как плохо - никого нет. Где Владимир Полоцкий?
Где Владимир Смоленский, где Мстислав Удалой? Владимир Псковский? Где ра-
ти? Где вся Русь?
- Я приду на стену, брат, - примирительно сказал Роман.
- Тут у тебя столько зелья заготовлено.
- Это чтобы золото делать.
- Мне сейчас золото не нужно - ты мне самородок дашь, я его на голову епи-
скопу брошу. Ты мне огонь дай, огонь!
- Я приду на стену, брат.
Кин пошевелился под тряпьем, видно, застонал, потому что князь метнулся к
куче тряпья, разгреб ее. Кин был без сознания.
- Кто? Почему литовца связал?
- Чужой человек, - сказал Роман. - В доме у меня был. Не знаю - может, ор-
денский лазутчик.
- Убей его! - Князь вытащил меч.
Анна прижала ладони к глазам.
- Нет, - услышала она голос Романа. - Я его допросить должен. Иди, князь, я
приду. Сделаем огонь - придем.
- Ятвяг, - сказал князь, - останешься здесь.
- Лишнее, князь, - сказал Роман.
- Сейчас я никому не верю. Понял? Тебе не верю тоже. - Князь опустил руко-
ять меча. - Нам бы до завтра продержаться.
Князь, не оборачиваясь, быстро поднялся по лестнице. Остановился, заглянув
в подвал сверху. И ему видны были темные тени, неровно освещенные желтым све-
том лица, блеск реторт и трубок. Князь перекрестился, потолок над головами
чародея и его помощников заколебался, вздрогнул от быстрых тяжелых шагов ухо-
дившего князя Вячко.
- Вся литовская рать не спасет его, - тихо сказал Роман.
Он сделал шаг к Кину, посмотрел внимательно на его лицо.
Ятвяг за его спиной тоже смотрел на Кина холодно и бесстрастно - для него
смерть и жизнь были лишь моментами в бесконечном чередовании бытия и небытия.
- Дай чего-нибудь ятвягу, опои его, - сказал Роман.
- Он заговорил по-латыни, - заметил Жюль.
- Не все ли равно! - воскликнула Анна.
Ятвяг отступил на шаг, он был настороже.
- Не будет он пить, - сказал шут. - Он верный пес.
Кин открыл глаза. Помотал головой, поморщился от боли.
- Ничего, - сказал Жюль. - Мы не с такими справлялись.
- Пистолет бы ему.
- Он не имеет права никому причинять вреда.
- Даже если это грозит ему смертью?
- Мы готовы к этому, - сказал Жюль.
- Ты кто? - спросил Роман, склоняясь к Кину.
Кин молчал, глядел на Романа.
- Он не понимает по-немецки, - сообщил шут.
- Без тебя, дурак, вижу, наверное, притворяется.
- Так убей его, и дело с концом, - сказал шут.
- А вдруг его прислал епископ?
- Другого пришлет, - сказал шут. - С языком.
- Подлец, - сказала Анна сквозь зубы.
- Спроси его по-литовски, - сказал Роман.
- Ты что здесь делаешь? - спросил шут.
- Я пришел из Тракая, - сказал Кин. - Я своих увидел.
- Врешь, - сказал шут.
- Что он говорит?
- Врет, - сказал шут. - Убить его надо, и дело с концом.
Кин постарался приподняться.
Ятвяг мягким кошачьим движением выхватил саблю.
- Погодите, - сказал Кин. - Мессир Роман, у меня к вам важное дело.
- Он знает латынь? - вырвалось у Романа.
- Боярин, - сказал отрок, - время истекает.
- Время? - повторил ятвяг. - Князь ждет. Идите на башню.
- Сейчас, - сказал Роман. - Ты говоришь, что знаешь меня?
- Я принес вести из Бремена, - сказал Кин. - Я не могу сказать сейчас. Я
скажу наедине. Развяжите меня.
- Нет, - сказал Роман. - Даже если ты не врешь, ты останешься здесь. Я не
верю тебе.
- Время истекает, - сказал отрок.
- О чем он все время говорит? - спросил шут.
- Он должен встретиться с одним человеком.
Ятвяг положил на левую ладонь лезвие сабли, словно любуясь ее тусклым бле-
ском.
- Князь сказал, - повторил он, - пора идти.
- С тобой пойдет Акиплеша, - сказал Роман. - Он все знает.
- Князь сказал, - повторил ятвяг, и в словах его была угроза.
Анна увидела, что Роман сделал какой-то знак отроку и тот, чуть заметно
кивнув, двинулся вдоль стены в полутьме. Кин лежал с открытыми глазами. Вни-
мательно следил за людьми в подвале. Чуть пошевелил плечами.
- Он снимет веревки, - прошептал Жюль, будто боялся, что его услышат, -
главное - снять веревки.
Ятвяг также внимательно следил за тем, что происходит вокруг, словно пред-
чувствовал неладное.
- Цезарь, - сказал шут, - не бери греха на душу.
- Ты никогда не станешь великим человеком, - ответил Роман, делая шаг к
столу, чтобы отвлечь внимание ятвяга, - наше время не терпит добрых. Ставка
слишком велика. Ставка - жизнь и великая магия. Ты! - крикнул он неожиданно
ятвягу. И замахнулся кулаком. Ятвяг непроизвольно вскинул саблю.
И в этот момент блеснул нож - коротко, смутно, отразившись в ретортах. И
ятвяг сразу выпустил саблю, бессмысленно и безнадежно стараясь увидеть источ-
ник боли, достать закинутыми за спину руками вонзившийся в спину нож... и,
сдвинув тяжелый стол, упал на бок. Реторта с темной жидкостью вздрогнула, и
Роман метнулся к столу и подхватил ее.
- Как я испугался... - сказал он.
Шут смотрел на ятвяга.
- Плохо вышло, - сказал шут. - Ой, как плохо вышло...
- Скажем князю, что он ушел. Вытащи его наверх - и за сарай. Никто ночью не
найдет.
- Кровь, - сказал шут. - И это есть знание?
- Ради которого я отдам свою жизнь, а твою - подавно, - сказал Роман. - Та-
щи, он легкий.
Шут стоял недвижно.
- Слушай, - сказал Роман. - Я виноват, я тебя всю жизнь другому учил... Я
тебя учил, что жизнь можно сделать хорошей... но нельзя не бороться. За науку
бороться надо, за счастье... Иди, мой раб. У нас уже нет выхода. И грех оста-
нется на мне.
Шут нагнулся и взял ятвяга за плечи. Голова упала назад - рот приоткрылся в
гримасе.
Шут поволок его к лестнице. Отрок подхватил ноги убитого.
- Я больше не могу, - сказала Анна. - Это ужасно.
- Это не конец, - сказал Жюль. Он приблизил шар к лицу Кина, и тот, словно
угадав, что его видят, улыбнулся краем губ.
- Вот видишь, - сказал Жюль. - Он справится.
В голосе Жюля не было уверенности.
- А нельзя вызвать помощь? - спросила Анна.
- Нет, - коротко ответил Жюль.
Шут с отроком втащили труп наверх. Роман окликнул отрока:
- Глузд! Вернись.
Отрок сбежал по лестнице вниз.
- Мне не дотащить, - сверху показалось лицо шута.
- Дотащи до выхода, позовешь Йовайлу. Спрячете - тут же иди на стену. Ска-
жешь, что я - следом.
Отрок стоял посреди комнаты. Он был бледен.
- Устал, мой мальчик? Тяжела школа чародея?
- Я послушен, учитель, - сказал юноша.
- Тогда иди. Помни, что должен завязать ему глаза.
Отрок открыл потайную дверь и исчез за ней.
Роман поглядел на большие песочные часы, стоявшие на полке у печи. Песок
уже весь высыпался. Он пожал плечами, перевернул часы и смотрел, как песок
сыплется тонкой струйкой.
- Второй час полуночи, - сказал Кин. - Скоро начнет светать. Ночи короткие.
- Да? - Роман словно вспомнил, что не один в подвале. - Ты для меня загад-
ка, литовец. Или не литовец? Лив? Эст?
- Разве это важно, чародей? - спросил Кин. - Я ученик Бертольда фон Гоца.
Ты слышал это имя?
- Я слышал это имя, - сказал Роман. - Но ты забыл, что Бертольд уже два го-
да как умер.
- Это пустой слух.
Дверь качнулась, отворилась, и из подземного хода появился отрок, ведя за
руку высокого человека в монашеском одеянии, с капюшоном, надвинутым на лоб,
и с темной повязкой на глазах.
- Можете снять повязку, - сказал Роман. - У нас мало времени.
Монах снял повязку и передал отроку.
- Я подчинился условиям, - сказал он. - Я тоже рискую жизнью.
Анна узнала ландмейстера Фридриха фон Кокенгаузена. Рыцарь подошел к столу
и сел, положив на стол железную руку.
- Как рука? - спросил Роман.
- Я благодарен тебе, - сказал Фридрих. - Я могу держать ею щит. - Он повер-
нул рычажок на тыльной стороне железной ладони. Пальцы сжались, словно охва-
тили копье. - Спасибо. Епископ выбрал меня, потому что мы с тобой давнишние
друзья, - сказал Фридрих. - И ты доверяешь мне. Расскажи, почему ты хотел нас
видеть?
- Вы нашли литовца, который украл у меня огненную смесь?
- Да, - коротко сказал Фридрих. - В горшке твое Зелье?
- Оно может разорвать на куски сто человек, - сказал Роман.
Жюль опять повернул шар, и Анна увидела, как Кин медленно движет рукой, ос-
вобождая ее.
- А это кто? - Рыцарь вдруг резко обернулся к Кину.
- Я тебя хотел спросить, - сказал Роман. - Он сказал, что он ученик Бер-
тольда фон Гоца.
- Это ложь, - сказал рыцарь. - Я был у Бертольда перед его смертью. Нас,
людей, причастных к великой тайне магии и превращения элементов, так мало на
свете. Я знаю его учеников... Он лжет. Кстати, сейчас он освободит руку.
- Черт! - выругался Жюль. - Как он заметил?
Роман с отроком тут же бросились к Кину.
- Ты прав, брат, - сказал он Фридриху. - Спасибо тебе.
Кин был неподвижен.
- Это первый человек, который развязал узел моего шута.
- И поэтому его надо убить, - сказал рыцарь.
Роман подхватил из-под стола толстую веревку и надежно скрутил руки Кина.
- Погоди, - сказал Роман. - Он говорит по-латыни не хуже нас с тобой и зна-
ет Бертольда. Скоро вернется мой шут и допросит его. Он допросит его как на-
до , огнем.
- Как хочешь, - сказал рыцарь. - Я слышал, что ты близок к открытию тайны
золота.
- Да, - сказал Роман. - Я близок. Но это долгая работа. Это будет не сего-
дня. Я беспокоюсь за судьбу этого деяния.
- Только ли деяния?
- И меня. И моих помощников.
- Чем мы тебе можем быть полезны?
- Ты знаешь чем - ты мой старый знакомый. Ты потерял руку, когда в твоем
замке взорвалась реторта, хоть и говоришь, что это случилось в битве с сара-
цинами .
- Допустим, - сказал рыцарь.
- Мне главное - сохранить все это. Чтобы работать дальше.
- Похвально. Но если наши пойдут завтра на штурм, как я могу обещать тебе
безопасность?
- И не только мне, брат, - сказал Роман. - Ты знаешь, у нас живет польская
княжна?
Шар опять приблизился к Кину. Губы Кина шевельнулись:
- Плохо дело. Думай, Жюль...
Жюль кивнул, словно Кин мог увидеть его. И обернулся к Анне - может, искал
сочувствия?
- Если ты уйдешь, я не справлюсь с машиной? - спросила Анна.
- Нет, моя девочка, - сказал Жюль тихо. - Тебе не вытянуть нас.
Роман и рыцарь подняли глаза.
- Кто-то идет, - сказал Роман отроку. - Задержи его. Я вернусь.
Рыцарь тяжело поднялся из-за стола и опустил капюшон.
- Завязать глаза? - спросил Фридрих.
Роман махнул рукой.
- Я выйду с тобой. Скорей.
Потайная дверь закрылась за рыцарем и Романом.
Шут спустился по лестнице.
- Где хозяин? - спросил он.
- Не знаю, - ответил отрок.
- Убежал к орденским братьям? Нет, он один не убежит. Ему все это нужно...
это его золото... Это его власть и слава.
22
Жюль снова увеличил лицо Кина. Кин смотрел на шута.
Анна дернула Жюля за рукав:
- Я похожа на Магду. Ты сам говорил, что я похожа на Магду.
- Какую еще Магду? - В гусарских глазах Жюля была тоска.
- Польскую княжну, Магдалену.
- Ну и что?
- Я пойду туда. Вместо нее.
- Не говори глупостей. Тебя узнают. Мне еще не хватало твоей смерти. К тому
же куда мы княжну денем?
- Слушай спокойно. У нас с тобой нет другого выхода. Время движется к рас-
свету. Кин связан и бессилен.
- Замолчи. И без твоих идей тошно.
- Все очень просто. Ты можешь меня высадить в любом месте?
- Да.
- Тогда высади меня в спальне княжны. Это единственный выход. Сообрази на-
конец. Если я не проберусь к Кину в ближайшие минуты, он погибнет. Я уж не
говорю, что провалится все ваше дело. Кин может погибнуть. И мне это не все
равно!
- Ты хочешь сказать, что мне все равно? Ты думаешь, Кин первый? Ты думаешь,
никто из нас не погибал?..
В окошко под потолком тянуло влажным холодом - погода в двадцатом веке тоже
начала портиться. Брехали собаки. Анна вдруг почувствовала себя вдвое старше
Жюля.
- Вопрос не в праве! Веди шар! Будь мужчиной, Жюль! Вы меня уже посвятили в
ваши дела...
- Нарушение прошлого может достичь критической точки.
- О чем ты говоришь! Кин лежит связанный.
Жюль несколько секунд сидел неподвижно. Затем резко обернулся, оценивающе
посмотрел на Анну.
- Может получиться так, что я не смогу за тобой наблюдать.
- Не теряй времени. Веди шар в терем. Мне же надо переодеться.
- Погоди, может быть...
- Поехали, Жюль, миленький!
Анну охватило жуткое нетерпение - будто ей предстоял прыжок с парашютом и
должно быть страшно, но опасение опоздать с прыжком оказывается сильнее стра-
ха .
Шар покинул дом Романа и пронесся над крышей. Краем глаза Анна увидела
огоньки на стенах, далекое зарево. Впереди был терем.
Шар вошел в терем, потом завис в коридоре, медленно пополз вдоль темных
стен. Анна подошла к раме, шагнула было нетерпеливо в нее, потом опомнилась,
начала, путаясь в рукавах, стаскивать кофту...
- Все чисто, - сказал Жюль. - Можно...
- Погоди! - крикнула Анна. - Я же не могу там оставлять одежду!
Княжна спала на низком сундуке с жестким подголовником, накрывшись одеялом
из шкур. Одинокая плошка горела на столе. По черной слюде окна стекали мутные
капли дождя.
Шар быстро обежал комнату, заглянул в углы, остановился перед задней, за-
крытой дверью...
- Учти, что там спит ее тетка, - сказал Жюль. Потом другим голосом - изгнав
сомнения, приняв решение: - Ладно. Теперь слушай внимательно. Момент переноса
не терпит ошибок.
Жюль поднялся, достал из пульта плоскую облатку в сантиметр диаметром, при-
жал ее под левым ухом Анны. Облатка была прохладной. Она тихо щелкнула и при-
сосалась к коже.
- Чтобы вернуться, ты должна замкнуть поле. Для этого дотронешься пальцем
до этой... присоски. И я тебя вытяну. Будешь там приземляться - чуть подогни
ноги, чтобы не было удара.
Польская княжна повернулась во сне, шевельнулись ее губы. Рука упала вниз -
согнутые пальцы коснулись пола.
Анна быстро шагнула в раму. И тут же закружилась голова и началось падение
- падение в глубь времени, бесконечное и страшное, потому что не за что было
уцепиться, некому даже крикнуть, чтобы остановили, удержали, спасли, вернули,
и не было голоса, не было верха и низа - была смерть или преддверие ее, в ко-
тором крутилась мысль: зачем же ей не сказали? Не предупредили? Зачем ее пре-
дали, бросили, оставили, ведь она никому ничего плохого не сделала? Она еще
так молода, она не успела пожить... Жалость к себе охватила слезной немощью,
болью в сердце, а падение продолжалось - и вдруг прервалось, подхватило внут-
ренности, словно в остановившемся лифте, и Анна поняла, что может открыть
глаза...
И твердый пол ударил по ступням.
Анна проглотила слюну.
Только небольшая плошка с плавающим в ней фитилем горела на столе. Рядом
стоял стул с прямой высокой деревянной спинкой. Запах плохо выделанных шкур,
печного дыма, горелого масла, пота и мускуса ударил плотно в ноздри, уши ус-
лышали нервное тяжелое дыхание... Анна поняла, что она в тринадцатом веке.
Сколько прошло времени? Она падала туда час?.. Нет, это казалось ей, конеч-
но , казалось, ведь Кин проскочил в прошлое почти мгновенно - ступил в раму и
оказался во дворе Романа. А вдруг машина испортилась и потому ее путешествие
было в самом деле длинным?.. Нет, на низком сундуке спит польская княжна, ру-
ка чуть касается пола.
"Раз-два-три-четыре-пять", - считала про себя Анна, чтобы мысли вернулись
на место. Жюль сейчас видит ее в шаре. Где же шар? Должен быть чуть повыше,
перед лицом, и Анна посмотрела туда, где должен быть шар, и улыбнулась Жюлю -
ему сейчас хуже всех. Он один. Ах ты, гусар из двадцать седьмого века, тебе,
наверно, влетит за то, что послушался ископаемую девчонку...
Теперь надо действовать. И очень быстро. В любой момент может начаться
штурм города - Анна поглядела в небольшое забранное слюдой окошко, и ей пока-
залось, что в черноте ночи она угадывает появление рассветной синевы.
Платье Магдалены лежало на табурете рядом с сундуком, невысокие сапожки без
каблуков валялись рядом.
Анна шагнула к постели. И замерла, прислушиваясь. Терем был полон ночными
звуками - скрипом половиц, шуршанием мышей на чердаке, отдаленным звоном ору-
жия, окриком часового у крыльца, шепотом шаркающих шагов... Княжна забормота-
ла во сне. Было душно. В тринадцатом веке не любили открывать окон.
Платье княжны громко зашуршало. Выше талии оно скреплялось тесемками. Те-
семки путались, одна оборвалась. Теперь очень важно - платок. Его нужно завя-
зать так, чтобы скрыть волосы. Где шапочка - плоская с золотым обручем? Анна
взяла со стола плошку и посветила под стол, в угол горницы - шапочка лежала
на сундуке. Сейчас бы зеркало - как плохо уходить в прошлое в такой спешке!
Средневековый наряд нам должен быть к лицу, подумала Анна, но как жаль, что
придется черпать информацию об этом из чужих глаз. Конечно, у княжны где-то
есть зеркальце на длинной ручке, как в сказках, но некогда шарить по чужим
сундучкам. Анна расшнуровала кед - примерила княжий сапожок. Сапожок застрял
в щиколотке - ни туда, ни сюда. За перегородкой кто-то заворочался. Женский
голос спросил по-русски:
- Ты чего, Магда? Не спишь?
Анна замерла, ответила не сразу.
- Сплю, - сказала она тихо.
- Спи, спи, - это был голос тетки. - Может, дать чего?
Тетка тяжело вздохнула.
Анна отказалась от мысли погулять в сапожках. Ничего, платье длинное. Как
жаль, что дамы в то время не носили вуаль... Впрочем, наша трагедия проходит
при искусственном освещении. Анна осмотрелась в последний раз - может, забыла
чего-нибудь? Потом непроизвольно подняла руку княжны и положила на грудь,
чтобы не затекала. Подумала, что сейчас Жюль, наверное, обругал ее последними
словами - ну что за ненужный риск! А Анна ощущала странное единство с девуш-
кой, которая и не подозревает, что ее платье позаимствовано другой, которая
будет жить через много сотен лет...
- Ничего, - прошептала она, старательно шевеля губами, чтобы Жюль видел, -
она крепко спит.
Анна прошла к двери - сильно заскрипело в соседней комнате, и голос оконча-
тельно проснувшейся тетки сообщил:
- Я к тебе пойду, девочка, не спится мне, тревожно...
Анна потянула к себе дверь. Дверь не поддалась. Ударили по полу голые ступ-
ни - как все слышно в этом доме! - тетка уронила что-то на пол. Шлеп-шлеп-
шлеп - ее шаги. Проклятое кольцо в львиной пасти... Анна повернула кольцо и
потянула на себя. Сзади тоже отворилась дверь, но Анна не стала оглядываться,
нагнувшись, чтобы не расшибить голову, скользнула в темный коридор. Замерла в
темноте. За дверью бубнил голос тетки.
23
Первый человек, который попался Анне, был стражник у входа в терем. Он сто-
ял у перил крыльца, глядя на зарево, охватившее полнеба, прислушиваясь к да-
лекому шуму на стенах.
Стражник оглянулся. Это был пожилой мужчина, кольчуга его была распорота
на груди и кое-как стянута кожаным ремешком.
- Что горит? - спросила Анна, не давая стражнику возможности поразмыс-
лить, почему польская княжна разгуливает по ночам. Впрочем, стражнику не было
до этого дела - ощущение неминуемой угрозы овладело всеми горожанами.
- Стога горят - на Болоте.
Дождь почти перестал - зарево освещало крыши, но переулки за площадью скры-
вались в темноте. Отсюда, с крыльца все выглядело иначе, чем в шаре, настоль-
ко, что Анну одолело сомнение - куда идти? Может, потому, что холодный ветер,
несущий влагу, звуки и дыхание города, менял перспективу и уничтожал отстра-
ненность , телевизионную условность изображения в шаре.
- Погоди, боярышня, - сказал стражник, только сейчас сообразив, что полька
собирается в город. - Время неладное гулять.
- Я вернусь, - сказала Анна.
Ее тень, тонкая, неверная, длинная, бежала перед ней по мокрой земле площа-
ди.
- Если на стене будешь, - крикнул вслед ратник, - погляди, это стога горят
или что?!
- Погляжу.
Анна миновала колодец, площадь сузилась - собор казался розовым. От улицы
должен отходить проулок - к дому Романа. Анна ткнулась в темноту - останови-
лась . Она перестала быть наблюдателем и стала частью этого мира.
- Ууу, - загудело спереди, словно какой-то страшный зверь надвигался из
темноты. Анна метнулась в сторону, ударилась спиной о забор. Гудение спереди
усиливалось, и Анна, не в силах более таиться, бросилась обратно к терему -
там был стражник.
Из темноты возник страшный оборванный человек. Одну руку он прижимал к гла-
зу, и между пальцев лилась кровь, во второй была суковатая дубина, которой он
размахивал, удручающе воя - однообразно, словно пел. Анна побежала к терему,
скользя по грязи и почему-то боясь крикнуть, боясь привлечь к себе внимание.
Пьяные, неверные, угрожающие шаги человека с дубиной приближались, к ним при-
мешался мерный грохот, топот, крики, но Анне некогда было остановиться -
спрятаться. Куда-то пропал, как в кошмаре, стражник у крыльца - крыльцо было
черным и пустым. И терем был черен и пуст.
Рычание преследователя вдруг поднялось в крик - визг - вопль - и оборва-
лось . Ветром подхватило, чуть не сбило Анну с ног - мимо пролетели черными
тенями с огненными бликами на лицах всадники Апокалипсиса - ятвяги, окружив-
шие князя Вячко, передние с факелами, от которых брызгами летели искры.
Анна обернулась - неясной тенью, почти не различишь в темноте, лежал пре-
следователь . . . Терем сразу ожил - словно с облегчением осветился факелами.
Выбежали стражники. Князь соскочил с коня. Ятвяги не спешивались, крути-
лись у крыльца.
- Кто там был? - спросил князь.
- Пьяный, которым овладели злые духи, - ответил ятвяг.
- Не хватало еще, чтобы по городу бегали убийцы. Ты и ты, зовите боярина
Романа. Если не пойдет, ведите силой.
- Приведем.
Анне из тени у забора была видна усмешка ятвяга.
Ятвяги одинаково хлестнули коней, пронеслись совсем близко от Анны и пропа-
ли. Значит, там и есть нужный ей закоулок. Она слышала, как топот копыт пре-
рвался, раздался резкий высокий голос, который ударился о заборы, покатился
обратно к улице, и Анна представила себе, как запершиеся в домах горожане
прислушиваются к звукам с улиц. Наступает последняя ночь...
Князь Вячко вошел в терем. Ятвяги соскакивали с седел, вели поить коней.
Анна колебалась - войти в переулок? А вдруг сейчас промчатся обратно ятвяги
с Романом? Но Роман мог не вернуться из подземного хода. А если он решит
убить Кина?
Пауза затягивалась, и Анна физически ощущала, как сквозь нее сочится мину-
тами время.
Нет, ждать больше нельзя. Она сделала шаг к углу, заглянула в короткий про-
улок . Ворота были распахнуты. Один из ятвягов стоял снаружи, у ворот, держал
коней, второго не было видно.
И тут же в воротах блеснуло пожаром. Шел стражник Романа с факелом. Роман
быстро шагал следом. Он спешил. Ятвяги вскочили на коней и охали чуть сзади,
словно стерегли пленника. Роман был так бледен, что Анне показалось, что лицо
его фосфоресцирует. Анна отпрянула за угол - человек с факелом прошел рядом.
И тут же - глаза Романа - близко, узнающие...
- Магда! Ты ко мне?
- Да, - сказала Анна, прижимаясь к стене.
- Дождался, - сказал Роман, - пришла голубица.
- Торопись, боярин, - сказал ятвяг. - Князь гневается.
- Йовайла, проводи княжну до моего дома. Она будет ждать меня там. И если
хоть один волос упадет с ее головы, тебе не жить... Дождись меня, Магдалена.
Ятвяг дотронулся рукоятью нагайки до спины ученого.
- Мы устали ждать, - сказал он.
Свет факела упал на труп сумасшедшего.
- Магда, я вернусь, - сказал Роман. - Ты дождешься?
- Да, - сказала Анна. - Дождусь.
- Слава Богу, - сказал Роман. Уходя к терему, он обернулся, чтобы убедить-
ся , что стражник подчинился его приказу. Стражник, не оборачиваясь, шел по
переулку.
Он крикнул:
- Ворота не закрывайте, меня обратно послали. - И добавил что-то по-
литовски. Ворота, готовые уже закрыться, застыли - оттуда выглянуло лицо дру-
гого стражника.
Нет худа без добра, подумала Анна. Не надо придумывать, как войти в дом. Он
был готов увидеть Магду. И увидел.
24
Литовец проводил Анну до дверей. Два других стражника смотрели на нее рав-
нодушно . В эту ночь их было трудно удивить.
Заскрипели доски дорожки, стражник поднялся к двери, толкнул ее и крикнул
внутрь.
Анна ждала. Зарево немного уменьшилось, зато в противоположной стороне небо
начало светлеть, хотя в городе было еще совсем темно.
Изнутри донеслись быстрые шаги, и на порог выбежал, ковыляя, шут. Он оста-
новился в двери, вглядываясь.
- Пани Магда? - Он не верил своим глазам.
- Пан Роман сказал мне ждать его.
- Не может быть, - сказал шут. - Ты должна спать. Ты не должна была сюда
приходить. Ни в коем случае! Пока ты в тереме, он не убежит, неужели не пони-
маешь? Ну почему ты не спишь? Ты же выпила Зелье? Ах, теперь ты в его ру-
ках. . .
Анна подумала, что о зелье ей, как польской княжне, знать не положено. Но
выразить интерес нужно.
- Какое зелье? - спросила она.
- Проходи, княжна, - сказал шут. - Не слушай дурака. Иди, сыро на улице
стоять...
Он протянул слишком большую для его роста руку, и Анна послушно взяла ее за
сухие пальцы и пошла в горницу.
Люк в подвале был закрыт. До Кина всего несколько шагов.
- Иди сюда, - сказал шут, открывая дверь во внутренние покои. Но Анна оста-
новилась в первой комнате.
- Я подожду здесь, - сказала она.
- Как хочешь. - Шут был удручен. - И зачем ты пришла?. . - повторил он. -
Кто разбудил тебя?
- Я пришла сама, - сказала Анна.
- Неужели я ошибся?.. Это же было зелье, от которого сама не проснешься...
"Он дал ей снотворного? Ах ты, интриган!" - чуть не вырвалось у Анны. Вме-
сто этого она улыбнулась и спросила:
- А где же твой хозяин занимается чародейством? Здесь? Или в задней комна-
те?
Она прошлась по комнате, стуча пятками.
- Разве это так важно? - спросил шут. - Это уже неважно. Ты говоришь по-
русски. Но странно. Говор твой чужой.
- Ты забыл, что я воспитана в Кракове?
- Воспитана? Чужое слово, - сказал шут. - Ты говоришь странные слова.
Люк изнутри откинулся.
Шут резко обернулся. Голова отрока появилась в люке.
- Ты чего, Глузд?
- Тот, литвин, бьется... боюсь я его... Погляди, Акиплеша.
- Прирежь его, - спокойно ответил шут.
- Нет! - вырвалось у Анны. - Как можно! - Она сделала шаг к открытому люку.
- Как ты смеешь! - Она почти кричала - только бы Кин понял, что она рядом.
Шут ловко встал между люком и Анной.
- Тебе туда нельзя, княжна, - сказал он. - Не ведено.
- Эй! - раздался снизу зычный голос Кина. - Развяжи меня, скоморох. Веди к
князю. Я слово Знаю!
- Знакомый голос, - сказала Магда. - Кто у тебя там?
- Не твое дело, госпожа.
- Раб! - возмутилась княжна. - Смерд! Как ты смеешь мне перечить! - Анна не
боялась сказать какое-нибудь слово, которого в тринадцатом веке не существо-
вало . Она иностранка и не имела иного образования, кроме домашнего.
И в ее голосе загремели такие княжеские интонации, что шут опешил, а отрок
буквально оторопел.
- С дороги! - повелительно сказала Анна. - Посмотрим, что скажет господин
Роман, когда узнает о твоем своеволии.
И шут сразу сник. Словно ему стало все равно - увидит Магда пленника или
нет...
Анна отстранила отрока и величественно спустилась вниз, в знакомое ей (но
не польской княжне) скопление реторт, горшков, тигелей и других примитивных,
но впечатляющих сосудов зари химической науки. Сильно воняло серой и кисло-
той. Кин сидел, прислонившись к стене. Анна подмигнула ему, а Кин, видя, что
отрок с шутом задержались наверху, нахмурился и проворчал сквозь зубы:
- Еще чего не хватало!
- Так вот ты где! - возмущенно проговорила княжна, глядя на Кина. - Почему
ты связан? Что они с тобой сделали?
- Госпожа, - сообразил Кин, - я плохого не делал. Я пришел к господину Ро-
ману от вас, но меня никто не стал слушать.
Анна обернулась. Отрок стоял у лестницы, шут на ступеньках. Они внимательно
слушали.
- Do you speak English1? - спросила Анна.
- Yes, a little1 2, - сказал Кин.
- Нам нужно их убедить, - продолжала Анна по-английски.
- Молодец, - ответил Кин. - Я тебе помогу.
- Развяжи его, - приказала Анна отроку. - Разве ты не видишь, что он мой
слуга?
Отрок был послушен.
- Сейчас, госпожа, - сказал он. - Сейчас, но господин...
- Господин сделает все, что я велю.
Отрок оглянулся на шута. Тот спустился в подвал, сел за стол.
- Делай, - мрачно сказал он. - Делай, господин сделает все, что она скажет.
- Где твой возлюбленный? - спросил Кин по-английски.
- Не смейтесь. Роман с князем. Они обсуждают вопросы обороны.
1 Вы говорите по-английски? (англ.)
2 Да, немного.
Кин поднялся, растирая кисти рук.
- Я пошел! Мне надо быть с ним. А тебе лучше вернуться.
- Нет, я останусь. Роман просил меня остаться. Я могу помочь вам, когда вы
вернетесь.
- В случае опасности помнишь, что делать?
- Разумеется, - сказала Анна по-русски. - Иди к Роману, береги его. - Затем
она обернулась к отроку: - Проводи моего слугу до выхода. Чтобы его не задер-
жали стражники.
Отрок обернулся к шуту. Тот кивнул. Отрок побежал по лестнице За Кином. Шут
сказал:
- Thy will releaseth him from the Fetters3.
Анна опешила.
- Вы понимаете этот язык? - спросила она глупо.
- Я бывал в разных краях, княжна, - сказал шут, - с моим господином. Мы,
рабы, редко показываем свои знания...
Надеюсь, подумала Анна, что язык двадцатого века так изменился, что он не
все понял.
25
- Здесь вы добываете золото? - спросила Анна. Печь совсем прогорела, лишь
под пеплом тлели красные угольки.
- Мой господин, - сказал шут, - делает угодное Богу.
- Верю, верю, - сказала Анна. - А правда, что он изобрел книгопечата-
ние?
- Не ведаю такого слова, госпожа, - сказал шут. Он подошел к тлеющим углям
и, наклонившись, стал греть у них свои слишком массивные для хилого тела ру-
ки .
- Ты помогаешь господину?
- Когда он позволяет мне. А зачем тебе и твоему человеку мой господин? -
спросил карлик.
- Я не поняла тебя.
- Вы говорили на языке, похожем на язык саксов. Твой человек побежал за мо-
им господином.
- Ты боишься за него?
- Я боюсь страха моего господина. И его любви к тебе. Он забывает о других.
Это приведет к смерти.
- Чьей смерти?
- Сегодня смерть ждет всех. Когда хватаешься за одно, забываешь о главном.
- Что же главное? - Анна хотела прибавить: раб или дурак, но поняла, что не
хочет больше играть в эту игру.
- Главное? - Шут повернулся к ней - единственный его глаз был смертельно
печален. - Ты чужая. Ты можешь не понять.
- Я постараюсь.
- Сейчас божьи дворяне пойдут на приступ. И пощады никому не будет. Но если
я догадался верно, если боярин Роман ходил наружу, чтобы договориться с божь-
ими дворянами, как спастись и спасти все это... главное пропадает.
- Но ведь остается наука, остается его великое открытие.
- Ты, княжна, из знатных. Ты никогда не голодала, и тебя никогда не пороли,
не жгли, не рубили, не измывались... тебе ничего не грозит. Тебя никто не
тронет - ни здесь, ни в тереме. А вот все люди, что спят или не спят, трево-
жатся, стонут, едят, плачут на улицах, - их убьют. А это неважно моему госпо-
3
Ты освободить его от оков (староангл.)
дину. И это неважно тебе - их мука до вас не долетит.
Карлик, освещенный красным светом углей, был страшен.
Вот такими были первые проповедники средневековой справедливости, такие шли
на костры в Лангедоке и сражались среди богомилов в Болгарии. Люди, которые
поняли, что все достойны жизни... и были бессильны.
- Ты не прав, шут. Я стараюсь понимать. И пришла сюда потому, что думала о
другом человеке.
- Этот человек - боярин Роман?
- Нет.
- Все равно - это один человек, такой же, как ты. Но не такой, как я и как
смерд Замошья. Даже сейчас в твоих добрых глазах и в твоих добрых речах нет
правды. Тебе неведомо, есть ли у меня имя. Потому что имя мне - Мириад и я
сгину безымянно со всеми, кому суждено сгинуть этой ночью.
- Как тебя зовут?
- Акиплеша - это тоже кличка. Я забыл свое имя. Но я не раб! Я сделаю то,
чего не хочет сделать Роман!
- Но что ты можешь сделать?
- Я уйду подземным ходом, я найду в лесу литвинов, я скажу им: не спите,
вставайте, спасите детей Христовых!
- Ты не успеешь, Акиплеша, - сказала Анна.
- Тогда я разрушу все это... все!
- Но это жизнь твоего господина, это его дело.
- Он околдовал тебя, княжна! Кому нужно его дело, мое дело, твое дело, коль
скоро изойдут кровью отроки и младенцы, жены и мужи? Но я не могу разру-
шать . . .
Шут вскарабкался на стул, ноги на весу, уронил голову на руки, словно за-
снул. Анна молчала, смотрела на широкую кривую спину шута. Не поднимая голо-
вы, он глухо спросил:
- Кто ты, княжна? Ты не та, за кого выдаешь себя.
- Разве это так важно, Акиплеша?
- Рассвет близко. Я знаю людей. Дураки наблюдательные. Мой господин нас
предаст, и я не могу остановить его.
- Скажи, Акиплеша, твой господин и в самом деле такой великий чародей? Выше
королей церкви и королей светских?
- Слава его будет велика, - сказал шут. - И короли придут к нему на поклон.
Иначе я бы не связал с ним мою жизнь.
- А что ты мог сделать?
- Я мог убежать. Я мог уйти к другому хозяину.
- Ты так в самом деле думал?
- Не раз. Но кому нужен хромой урод? Кому я докажу, что во мне такое же
сердце, такая же голова, как у знатного?
- Роман это знает?
- Роман это знает. Господь одарил его умом и талантом.
- А тебя?
- Роман знает мне цену.
- И все?
- А что еще? Что еще нужно рабу и уроду?
- Ты ненавидишь его? Ты ревнуешь меня к нему?
Шут откинулся от стола, расхохотался, изуродовав лицо одноглазой гримасой.
- Тебя? К нему? У меня один глаз, этого хватает, чтобы понять, что княжна
Магда спокойно спит в тереме. Ты даже не смогла натянуть ее сапожки - у тебя
они другие, иноземные, ты не очень осторожна. И голос тебя выдает. И слова.
Но не бойся. Роман не догадается. Он видит лишь свою любовь, он ею любуется,
- ты птица в небе, сладость несказанная, - потому ты и нужна ему. Власть над
божьим миром он хочет раскинуть и на птах, и на княжну. Он примет тебя за Ма-
гду, оттого что хочется ему принять тебя за Магду, тетенька! Он умный, а в
приворотное зелье верит.
- А ты вместо приворотного сделал сонное?
- А ты чего хотела? Я не хотел, чтобы она бежала сюда. И потому сразу тебе
изумился. Зелье-то испробованное. Я с ним два раза из оков уходил. Даже из
замка Крак.
- Как ты попал туда?
- Известно как - за ворожбу. За глупость.
- Мне странно, что ты раб, - сказала Анна.
- Иногда мне тоже... Господь каждому определил место. Может, так и надо...
так и надо.
- Ты опасный раб. Ты не дурак, а притворщик. Ты не тот, за кого себя выда-
ешь .
- Нет, я дурак. Но без нас, дураков, умники передохнут от своего ума и от
скуки... Вот и они идут...
Роман спустился по лестнице первым.
- Вы почему здесь? - спросил он. - Почему не провел госпожу в мои покои?..
- Он дотронулся до плеча Анны.
Кин и отрок спустились следом. Кин поклонился Магде. Роман кинул на него
взгляд и спросил:
- Он вправду с тобой, княжна?
- Он всегда со мной, - сказала Анна твердо. - Я посылала его к тебе, чтобы
он берег тебя. И он будет беречь тебя.
- Я счастлив, - сказал Роман. - И все обойдется. Мы сделаем, как нам нужно.
Орден уже подступил к стенам.
- Уже? - Шут помрачнел. - Уже приступ?
- Они в ста шагах, и они идут к воротам. Литвы все нет...
- А почему ты пришел сюда? - спросил шут. - У нас с тобой нет здесь огня и
мечей. Наше место на стенах... Со всеми.
- Глупо молвишь, - сказал Роман, снова подходя к Анне и беря в ладонь ее
пальцы. Ладонь Романа была влажной и горячей.
- Города будут погибать, люди будут умирать, но великое знание остается на-
всегда. Забудь о мелочах, и не по чину тебе об этом думать, - закончил Роман
сухо, будто вспомнив, что шут ему не товарищ, а тля, должная помнить свое ме-
сто . . .
Шут, взглянув на Анну, ответил:
- Я свое место знаю, дяденька.
Далекий шум донесся до подвала - нашел путь сквозь заборы, стены и оконца
крик многих людей, слившийся в угрожающий рев, ответом которому были разроз-
ненные крики и стон внутри города. Тут же откликнулся колокол на столбах на
площади - уныло и часто, будто дрожа, он взывал к милости Божьей.
Все замерли, слушая этот шум. Роман быстро подошел к сундуку в углу комна-
ты, проверил на нем замок.
- Помоги! - сказал он шуту и нажал на сундук, заталкивая его в глубь подва-
ла .
- Мы убежим? - спросил отрок.
- Нет, - сказал Роман.
- Ты будешь биться? - спросил шут.
- Да-да, - сказал Роман. - Не твое дело... Пойди погляди, как на стенах.
Может, твой меч пригодится там?
- Не пойду, - сказал шут.
- Не убегу я, не бойся.
- Я другого боюсь, - сказал шут.
- Чего же? Говори.
- Измены боюсь.
- Дурак и умрешь по-дурацки, - сказал Роман, берясь за рукоять ножа.
- Убьешь меня? - Шут был удивлен.
- Если раб неверен, - сказал Роман, - его убивают.
- Не смейте! - воскликнула Анна. - Как вам не стыдно!
- Стыд... - Шут начал карабкаться по лестнице.
- Ты куда? - спросил Роман.
- Посмотрю, что снаружи, - сказал шут. - Погляжу, держат ли ворота...
Он исчез, и Роман тут же обернулся к Кину, передумал, посмотрел на отрока.
- Иди за ним, - сказал он. - Смотри...
- Чего? - не понял отрок.
- Чтобы он ни к кому из княжьих людей не подошел... К князю не подошел... А
впрочем, оставайся. Он не успеет.
Роман был деловит, сух и холоден. Он кинул взгляд на песочные часы. Потом
оглядел тех, кто оставался в подвале.
- Княжна Магда, - сказал он, - душа моя, поднимись наверх. Иди в задние по-
кои. И не выходи оттуда. Ни под каким видом. И ты, - сказал он Кину, - смот-
ри, чтобы не вышла.
- Роман, - сказала Анна, - мой человек останется с тобой. Я ему верю боль-
ше, чем другим людям.
- Правильно. - Роман улыбнулся. Удивительна была эта добрая, радостная
улыбка. - Спасибо. С тобой пойдет Глузд.
- Иди, - сказал Кин. - Боярин прав. Иди, княжна, туда, где безопасно. Боль-
ше тебе здесь делать нечего.
Анна поднялась по лестнице первой. Сзади топал отрок. Отрок устал, лицо его
осунулось, он был напуган. Шум штурма царил над городом, и, когда голова Анны
поднялась над полом, он сразу оглушил, проникнув в окна верхней горницы... И
еще Анна успела увидеть, как метнулся к выходу шут, - оказывается, он никуда
не уходил. Он подслушивал. Может, это и к лучшему. Конечно, пора дотронуться
до присоски под ухом...
Анна остановилась. Отрок обогнал ее. Шут стоял За притолокой - в темноте.
Отрок обернулся и проследил За взглядом Анны. И увидел движение у двери.
Может, он просто испугался. Наверное, он не догадался, что там Акиплеша.
Потому что он вдруг молча, как волк, настигающий жертву, кинулся в угол, вы-
ставив перед собой нож, - и был он слеп и неудержим. Анна лишь успела без-
звучно ахнуть...
Отрок ударился в стену, потому что шут ловко отскочил в сторону. И отрок
упал и замер. Шут вытер тонкое лезвие стилета и сказал Анне, словно извиня-
ясь :
- Он мне не чета... я у сарацинов научился.
- Я не могу больше, - сказала Анна. - Я больше не могу...
- Наш век жестокий, - сказал шут. - Наверно, не было еще такого жестокого
века. И я жесток, потому что живу здесь... Но я не подл. Понимаешь, я не
подл! Я защищаюсь, но не предаю...
Его слова заполняли голубую рассветную комнату и смешивались с шумом бит-
вы. . .
Он подошел к открытому люку и остановился так, чтобы изнутри его было труд-
но увидеть...
- Будет ли лучшее время? - спросил он сам у себя, глядя вниз. - Будет ли
доброе время или всадники смерти уже скачут по нашей земле?
- Будет, - сказала Анна. - Обязательно должно быть. И ты его увидишь.
Шут не ответил. Анна почувствовала, как напряглись его плечи. Она сделала
шаг вперед, заглянув вниз, в подвал. Роман стоял у потайной двери, прислуши-
ваясь. Кин сзади.
- Отойди, - отмахнулся от него Роман.
Кин послушно отошел на несколько шагов.
В дверь кто-то ударил два раза. Потом еще три раза.
- Я так и знал! - прошептал шут. - Я так и знал... Надо было бежать к кня-
зю!
Роман отодвинул засов, и тяжелая дверь отворилась.
В дверях стоял рыцарь Фридрих. Кольчуга прикрыта серым плащом, меч обнажен.
Роман отошел в сторону.
Рыцарь Фридрих спросил:
- Все в порядке?
- Да, - сказал Роман. - Скорее. Как там у ворот?
- Скоро падут, - сказал Фридрих. - Скоро...
Он шагнул обратно в темный проход и крикнул что-то по-немецки.
Вдруг шут взвизгнул, как раненое животное, и прыгнул вниз - без лестницы, с
двухметровой высоты, и следующим прыжком он был уже у двери, стараясь дотя-
нуться до засова.
Роман первым сообразил, в чем дело, и начал вытаскивать меч, и Анне показа-
лось, что он делает это замедленно, - и шут тоже замедленно оборачивается,
так и не успев закрыть дверь, и в руке у него блестит стилет...
- Кин! - отчаянно крикнула Анна. - Не тот! Гений - не тот! Гений - Акипле-
ша !
Кин обернулся к ней. Глаза сошлись в щелочки. Голос его был тих, но страшен
- и не подчиниться нельзя:
- Уходи немедленно.
Анна не могла уйти. Главное сейчас было объяснить Кину...
- Нажми присоску! Ты все погубишь!
И Анна, не понимая даже, что делает, но не в силах ослушаться, поднесла па-
лец к шее...
И в этот момент ее охватила дурнота, и все провалилось, все исчезло, лишь
бесконечная бездна времени приняла ее и понесла через темноту, сквозь нелепые
и непонятные видения: лава коней неслась на нее сквозь огонь, рвущийся из ба-
шен деревянного города, а порочное лицо вельможи с мушкой на щеке, в громозд-
ком напудренном парике покачивалось перед глазами...
Анна стояла в маленькой холодной комнате теткиного дома. Она схватилась за
голову, жмурясь от света, и Жюль, склонившийся над пультом, крикнул ей, не
оборачиваясь:
- Шаг в сторону! Выйди из поля!
Анна послушно шагнула - голова кружилась, она увидела перед глазами шар -
как окно в подвал.
Маленький, слишком маленький в шаре шут боролся с Романом, и рука его, за-
жатая в тисках Романовой руки, дергалась, сжимая стилет. Роман старался сво-
бодной рукой достать свой меч и кричал что-то, но Анна не слышала слов.
- Не тот! - сказала она, продолжая спор с Кином.
Шут извернулся, и Анна увидела, как стилет исчез в боку боярина Романа и
тот начал оседать, не отпуская шута. В подвал влезали один за другим немецкие
ратники. Рыцарь Фридрих поднял свой меч... И мелькнул тенью Кин...
И в тот же момент из шара исчезли двое: Кин и шут.
Меч рыцаря Фридриха разрубил воздух. И, отбросив меч, рыцарь опустился на
колени над телом Романа, сделав знак ратникам, чтобы они бежали наверх. Рат-
ники один за другим начали подниматься по лестнице - шустро и ловко...
Шар погас.
- Все, - сказал Жюль.
- Они где? - спросила Анна.
- Они прошли сквозь нас. Они уже там, дома. . . Ты не представляешь, как я
устал.
- Я тоже устала, - сказала Анна. - Но все хорошо кончилось?
- Спасибо, - сказал Жюль. - Без тебя бы не вылезти.
- Не стоит благодарности, - сказала Анна.
Ей было очень грустно.
- Ты уверен, что это был шут Акиплеша?
- Ты же видела, - сказал Жюль. Он поднял пульт и положил его в открытый че-
модан .
- Они добрались до места? Ты уверен?
- Разумеется, - сказал Жюль. - Что с ними может случиться?
26
Анна проснулась, когда солнце уже склонялось к закату. В комнате было жар-
ко, над забытой чашкой со сладким кофе кружились осы. В комнате стоял дед
Геннадий.
- Прости, - сказал он. - Я уж стучал, стучал, дверь открыта, а ты не отзы-
ваешься . У нас в деревне не то, что в городе - у нас проще. Дверь открыта, я
и зашел.
- Ничего, - сказала Анна, опуская ноги с дивана.
Она заснула одетой. Зашуршала ткань.
Анна бросила взгляд на себя - еще бы, она же так и осталась в платье поль-
ской княжны Магдалены, родственницы короля Лешко Белого, родом из стольного
города Кракова.
- Это в Москве так носят? - спросил дед Геннадий.
Анне показалось, что он посмеивается над ней. Она уже все вспомнила и,
встав, выглянула в прихожую. Там было пусто и чисто. Дверь в холодную горницу
распахнута настежь. Там тоже все пусто. И кровать застелена.
Дед Геннадий шел за Анной в двух шагах.
- Уехали, значит? - сказал он.
- Уехали, - сказала Анна.
- А я тебе на память принес, - сказал дед. - Из музея.
Он вытащил из глубокого кармана плаща медную голову льва с кольцом в пасти.
- Я еще достану, ты не беспокойся.
- Спасибо, дедушка, - сказала Анна. - Они в самом деле были из будущего?
- Кто? Реставраторы? Были бы люди хорошие.
Анна вернулась в большую комнату. За открытым окном виден был крутой холм.
У ручья паслась гнедая кобыла Клеопатра.
- Грехи наши тяжкие, - сказал дед. - Спешим, суетимся, путешествуем, Бог
Знает куда. Да, я тебе молочка принес. Парного. Будешь пить?
Литпортал
КЛЮЧИК
Сильвия
В Уставе черным по белому сказано: рано или поздно любой мастер получает
Заказ. Настал этот день и для меня.
Заказчику было лет шесть. Он сидел, положив подбородок на прилавок, и на-
блюдал, как «Венксинг» копирует ключ от гаража. Мама Заказчика в сторонке ще-
бетала по сотовому.
— А вы любой ключик можете сделать? — спросил Заказчик, разглядывая стойку
с болванками.
— Любой, — подтвердил я.
— И такой, чтобы попасть в детство?
Руки мои дрогнули, и «Венксинг» умолк.
— Зачем тебе такой ключ? — спросил я. — Разве ты и так не ребенок?
А сам принялся лихорадочно припоминать, есть ли в Уставе ограничения на
возраст Заказчика. В голову приходил только маленький Вольфганг Амадей и ключ
к музыке, сделанный зальцбургским мастером Крейцером. Но тот ключ заказывал
отец Вольфганга...
— Это для бабы Кати, — сказал мальчик. — Она все вспоминает, как была ма-
ленькая . Даже плачет иногда. Вот если бы она могла снова туда попасть!
— Понятно, — сказал я. — Что же, такой ключ сделать можно, — я молил Бога
об одном: чтобы мама Заказчика продолжала болтать по телефону. — Если хочешь,
могу попробовать. То есть, если хотите... сударь.
Вот елки-палки. Устав предписывает обращаться к Заказчику с величайшим поч-
тением, но как почтительно обратиться к ребенку? «Отрок»? «Юноша»? «Ваше бла-
городие»?
— Меня Дима Зовут, — уточнил Заказчик. — Хочу. А что для этого нужно?
— Нужен бабушкин портрет. Например, фотография. Сможешь принести? Завтра?
— А мы завтра сюда не придем.
Я совсем упустил из виду, что в таком нежном возрасте Заказчик не пользует-
ся свободой передвижений.
— Долго еще? — Мама мальчика отключила сотовый и подошла к прилавку.
— Знаете, девушка, — понес я ахинею, от которой у любого слесаря завяли бы
уши, — у меня для вашего ключа только китайские болванки, завтра подвезут не-
мецкие, они лучше. Может, зайдете завтра? Я вам скидку сделаю, пятьдесят про-
центов !
Я отдал бы годовую выручку, лишь бы она согласилась.
Наш инструктор по высшему скобяному делу Куваев начинал уроки так: «Клепать
ключи может каждый болван. А Заказ требует телесной и моральной подготовки».
Придя домой, я стал готовиться. Во-первых, вынес упаковку пива на лестнич-
ную клетку, с глаз долой. Употреблять спиртные напитки во время работы над
Заказом строжайше запрещено с момента его получения. Во-вторых, я побрился.
И, наконец, мысленно повторил матчасть, хоть это и бесполезно. Техника изго-
товления Заказа проста как пробка. Основные трудности, по словам стариков,
поджидают на практике. Толковее старики объяснить не могут, разводят руками:
сами, мол, увидите.
По большому счету, это справедливо. Если бы высшее скобяное дело легко объ-
яснялось , им бы полстраны занялось, и жили бы мы все припеваючи. Ведь Пенсия
скобяных дел мастера — это мечта, а не Пенсия. Всего в жизни выполняешь три
Заказа (в какой момент они на тебя свалятся, это уж как повезет) . Получаешь
за них Оплату. Меняешь ее на Пенсию и живешь безбедно. То есть, действительно
безбедно. Пенсия обеспечивает железное здоровье и мирное, благополучное жи-
тье-бытье. Без яхт и казино, конечно, — излишествовать запрещено Уставом. Но
вот, например, у Льва Сергеича в дачном поселке пожар был, все сгорело, а его
дом уцелел. Чем такой расклад хуже миллионов?
Можно Пенсию и не брать, а взамен оставить себе Оплату. Такое тоже бывает.
Все зависит от Оплаты. Насчет нее правило одно — Заказчик платит, чем хочет.
Как уж так получается, не знаю, но соответствует такая оплата... в общем, соот-
ветствует . Куваев одному писателю сделал ключ от «кладовой сюжетов» (Бог его
знает, что это такое, но так это писатель называл). Тот ему в качестве Оплаты
подписал книгу: «Б. Куваеву — всех благ». Так Куваев с тех пор и зажил. И
здоровье есть, и бабки, даже Пенсия не нужна.
Но моральная подготовка в таких условиях осуществляется со скрипом, ибо не-
известно, к чему, собственно, готовиться. Запугав себя провалом Заказа и
санкциями в случае нарушения Устава, я лег спать. Засыпая, волновался: придет
ли завтра Дима?
Дима пришел. Довольный. С порога замахал листом бумаги.
— Вот!
Это был рисунок цветными карандашами. Сперва я не понял, что на нем изобра-
жено. Судя по всему, человек. Круглая голова, синие точки-глаза, рот закорюч-
кой. Балахон, закрашенный разными цветами. Гигантские, как у клоуна, черные
ботинки. На растопыренных пальцах-черточках висел не то портфель, не то боль-
шая сумка.
— Это она, — пояснил Дима. — Баба Катя. — И добавил виновато: — Фотографию
мне не разрешили взять.
— Вы его прямо околдовали, — заметила Димина мама. — Пришел вчера домой,
сразу за карандаши: «Это для дяди из ключиковой палатки».
— Э-э... благодарю вас, сударь, — сказал я Заказчику. — Приходите теперь че-
рез две недели, посмотрим, что получится.
На что Дима ободряюще подмигнул.
«Ох, и лопухнусь я с этим Заказом», — тоскливо думал я. Ну да ладно, рабо-
тали же как-то люди до изобретения фотоаппарата. Вот и мы будем считывать
биографию бабы Кати с этого так называемого портрета, да простит меня Заказ-
чик за непочтение.
Может, что-нибудь все-таки считается? Неохота первый Заказ запороть...
Для считывания принято использовать «чужой», не слесарный, инструментарий,
причем обязательно списанный. Чтобы для своего дела был не годен, для нашего
же — в самый раз. В свое время я нашел на свалке допотопную пишущую машинку,
переконструировал для считывания, но еще ни разу не использовал.
Я медленно провернул Димин рисунок через вал машинки. Вытер пот. Вставил
чистый лист бумаги. И чуть не упал, когда машинка вздрогнула и клавиши бодро
Заприседали сами по себе: «Быстрова Екатерина Сергеевна, род. 7 марта 1938
года в пос. Болшево Московской области...»
Бумага прокручивалась быстро, я еле успел вставлять листы. Где училась, за
кого вышла замуж, что ест на завтрак... Видно, сударь мой Дима, его благородие,
бабку свою (точнее, прабабку, судя по году рождения) с натуры рисовал, может,
даже позировать заставил. А живые глаза в сто раз круче объектива; материал
получается высшего класса, наплевать, что голова на рисунке — как пивной ко-
тел !
Через час я сидел в электричке до Болшево. Через три — разговаривал с та-
мошними стариками. Обдирал кору с вековых деревьев. С усердием криминалиста
скреб скальпелем все, что могло остаться в поселке с тридцать восьмого года —
шоссе, камни, дома. Потом вернулся в Москву. Носился по распечатанным машин-
кой адресам. Разглядывал в музеях конфетные обертки конца тридцатых. И уже
собирался возвращаться в мастерскую, когда в одном из музеев наткнулся на
шаблонную военную экспозицию с похоронками и помятыми котелками. Наткнулся —
и обмер.
Как бы Димина бабушка ни тосковала по детству, вряд ли ее тянет в сорок
первый. Голод, бомбежки, немцы подступают... Вот тебе и практика, ежкин кот.
Еще немного, и запорол бы я Заказ!
И снова электричка и беготня по городу, на этот раз с экскурсоводом:
— Девушка, покажите, пожалуйста, здания, построенные в сорок пятом году...
На этот раз Заказчик пришел с бабушкой. Я ее узнал по хозяйственной сумке.
— Баб, вот этот дядя!
Старушка поглядывала на меня настороженно. Ничего, я бы так же глядел, если
бы моему правнуку забивал на рынке стрелки незнакомый слесарь.
— Вот Ваш ключ, сударь.
Я положил Заказ на прилавок. Длинный, с волнистой бородкой, тронутой медной
зеленью. Новый и старый одновременно. Сплавленный из металла, памяти и пыли
вперемешку с искрошенным в муку Диминым рисунком. Выточенный на новеньком
«Венксинге» под песни сорок пятого.
— Баб, смотри! Это ключик от детства. Правда!
Старушка надела очки и склонилась над прилавком. Она так долго не разгиба-
лась, что я за нее испугался. Потом подняла на меня растерянные глаза, синие,
точь-в-точь как на Димином рисунке. Их я испугался еще больше.
— Вы знаете, от чего этот ключ? — сказала она тихо. — От нашей коммуналки
на улице Горького. Вот зазубрина — мы с братом клад искали, ковыряли ключом
штукатурку. И пятнышко то же...
— Это не тот ключ, — сказал я. — Это... ну, вроде копии. Вам нужно только хо-
рошенько представить себе ту дверь, вставить ключ и повернуть.
— И я попаду туда? В детство?
Я кивнул.
— Вы хотите сказать, там все еще живы?
На меня навалилась такая тяжесть, что я налег локтями на прилавок. Как буд-
то мне на спину взгромоздили бабы-катину жизнь, и не постепенно, год за го-
дом, а сразу, одной здоровой чушкой. А женщина спрашивала доверчиво:
— Как же я этих оставлю? Дочку, внучек, Диму?
— Баб, а ты ненадолго! — закричал неунывающий Дима. — Поиграешь немножко —
и домой.
По Уставу, я должен был ее «проконсультировать по любым вопросам, связанным
с Заказом». Но как по таким вопросам... консультировать?
— Екатерина Сергеевна, — произнес я беспомощно, — Вы не обязаны сейчас же
использовать ключ. Можете вообще его не использовать, можете — потом. Когда
захотите.
Она задумалась.
— Например, в тот день, когда я не вспомню, как зовут Диму?
— Например, тогда, — еле выговорил я.
— Вот спасибо Вам, — сказала Екатерина Сергеевна. И тяжесть свалилась с ме-
ня , испарилась. Вместо нее возникло приятное, острое, как шабер, предвкушение
чуда. Заказ выполнен, пришло время Оплаты.
— Спасибо скажите Диме, — сказал я. — А мне полагается плата за работу. Чем
платить будете, сударь?
— А чем надо? — спросил Дима.
— Чем изволите, — ответил я по Уставу.
— Тогда щас, — и Дима полез в бабушкину сумку. Оттуда он извлек упаковку
мыла на три куска, отодрал один и, сияя, протянул мне. — Теперь вы можете по-
мыть руки! Они у вас совсем черные!
— Дима, что ты! — вмешалась Екатерина Сергеевна, — Надо человека по-
хорошему отблагодарить, а ты...
— Годится, — прервал я ее. — Благодарю Вас, сударь.
Они ушли домой, Дима — держась за бабушкину сумку, Екатерина Сергеевна —
нащупывая шершавый ключик в кармане пальто.
А я держал на ладони кусок мыла. Что оно смоет с меня? Грязь? Болезни? Мо-
жет быть, грехи?
Узнаю сегодня вечером.
Техника
ИНВЕРТОР ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА
С.В. Кухтецкий
В статье подробно описана схема, конструкция и приведены советы
по изготовлению лабораторного инвертора, предназначенного для
индукционного нагрева и плавки. Инвертор может быть легко интег-
рирован в существующее оборудование лабораторных установок
(трубчатые печи, прогреваемые трубопроводы, нагрев электропро-
водных тиглей и т.п.). Он может также использоваться автономно
для закалки и плавки (в том числе - во взвешенном состоянии) не-
больших образцов металлов и сплавов (несколько грамм). Мощность
инвертора регулируется от 0 до 2 кВт, диапазон рабочих частот -
от 60 кГц до 300 кГц, питание - от сети 220 В.
ВВЕДЕНИЕ
Инверторами называют устройства, обратные выпрямителям, т.е. - преобразова-
тели постоянного напряжения в переменное. Обычно термин «инвертор» использу-
ется более узко: генератор переменного напряжения, используемый в качестве
источника питания. Выходное напряжение инвертора может быть как промышленной
частоты (50 Гц) , так и повышенной (десятки, сотни кГц и выше) . Одно из важ-
нейших преимуществ источников питания повышенной частоты это резкое уменьше-
ние массогабаритных параметров трансформаторов. Другой положительный момент
связан с тем, что переключающие силовые элементы инверторов работают в ключе-
вом режиме, т.е. основная часть потерь энергии происходит лишь в моменты пе-
реключения. Таким образом, современные быстродействующие полупроводниковые
ключи позволяют существенно увеличить кпд преобразователей, приближая его для
некоторых конструкций к 100%.
Быстрое развитие и удешевление элементной базы силовой электроники привело
к тому, что некоторые классы инверторов прочно заняли свои ниши уже даже в
быту. Это мощные импульсные блоки питания современных персональных компьюте-
ров , электронные балласты для люминесцентных ламп, сварочные инверторы и бы-
товые индукционные электроплитки. Доступность и умеренная цена транзисторных
инверторов также могли бы способствовать более широкому их внедрению и в
практику физико-химического эксперимента. Вот далеко не полный список возмож-
ных приложений инверторов в экспериментальной лаборатории:
1. Источники питания для печей с низкоомными трубчатыми нагревателями.
2. Источники питания дуговых разрядов (плазмохимические реакторы с дуговым
разрядом, электродуговая плавка).
3. Источники питания высоковольтных неравновесных разрядов (импульсные раз-
ряды, высокочастотные коронные и дуговые разряды, барьерные разряды
(озонаторы)).
4. Индукционный нагрев (индукционные печи, закалка, плавка).
К сожалению, приобрести за разумную цену универсальный инвертор мощностью
несколько киловатт с регулируемой частотой преобразования до двух-трех сотен
килогерц - задача практически неразрешимая. Таких просто нет в продаже по
вполне понятным причинам. Во-первых, очень непроста разработка такого универ-
сального инвертора, пригодного к серийному производству. Во-вторых, у таких
унифицированных инверторов нет непосредственного применения в быту. Поэтому
производителям бытовой техники проще и дешевле использовать специализирован-
ные решения для каждого класса задач (сварка, электропитание, балласты и
т. д.) .
С другой стороны, для исследовательской лаборатории универсальность и гиб-
кость оборудования - обычно один из самых важнейших критериев, часто переве-
шивающий остальные. Это несколько смещает акценты в сторону универсальных ре-
шений. Конечно, в ряде случаев можно попытаться приспособить некоторые быто-
вые решения для исследовательских задач. Например, можно приобрести и модифи-
цировать готовый сварочный инвертор для питания низковольтной дуги. Это может
оказаться дешевле, чем изготавливать инвертор в непрофильной лаборатории. Или
можно переоборудовать компьютерный блок питания для получения среднечастотно-
го инвертора на пару сотен ватт. Но грамотное выполнение таких задач потребу-
ет от экспериментатора квалификации не меньше, чем изготовление собственного
инвертора, а гибкость и универсальность полученного решения будет весьма не-
велика .
Приведем еще несколько соображений, почему изготовление самодельного лабо-
раторного инвертора может оказаться неплохим решением:
1. Во-первых, «нагрузка» на лабораторный инвертор обычно существенно мень-
ше, чем на бытовые или промышленные образцы. Поэтому лабораторный ин-
вертор может представлять собой скорее макет (прототип), чем промышлен-
ный образец, готовый к серийному производству.
2. Во-вторых, в условиях обычной исследовательской экспериментальной лабо-
ратории нет таких жестких требований к надежности и экономичности уст-
ройства, как в промышленности или в быту. Это существенно «облегчает
обвязку», связанную с автоматическим контролем функционирования устрой-
ства, защитой от внештатных ситуаций и перегрузок. Этот фактор стано-
вится еще более весомым, если учесть, что работа с этим оборудованием
будет вестись достаточно квалифицированным персоналом.
3. В-третьих, поскольку речь не идет о серийном выпуске отработанного про-
тотипа, то силовые комплектующие можно взять с большим избыточным «за-
пасом прочности». Одновременно можно упростить и схемотехнические реше-
ния, повышающие надежность устройства.
4. Ну и, наконец, универсальный лабораторный инвертор может (как «конст-
руктор») представлять собой набор отдельных модулей, часть из которых
может быть выполнена в виде макетов с навесным монтажом, упрощающих их
модификацию, анализ и ремонт. Модернизация и развитие этих модулей
(«обвязка» защитными и диагностическими цепями, автоматизация защиты и
контроля) в условиях ограниченного бюджета может проводиться постепен-
но, лишь по мере необходимости.
С учетом этих соображений был разработан и изготовлен прототип лабораторно-
го инвертора, описанию которого посвящена данная статья. Инвертор может рабо-
тать в диапазоне частот 60-300 кГц, мощность (для полумоста) - до 2 кВт. Все
модули и основные технические детали рассмотрены с детализацией, достаточной
для воспроизводства устройства любым квалифицированным экспериментатором, не
имеющим специальной подготовки в области силовой электроники. В конце статьи
приводятся примеры практического использования макета для нагрева и плавки.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
ПОЛУМОСТОВОГО
ИНВЕРТОРА
Различные варианты инверторов подробно описаны литературе [1, 2]. В данной
статье речь пойдет о так называемом двухтактном «полумостовом» инверторе.
Блок-схема полумостового инвертора представлена на рис.1.
Силовой модуль
Модуль
управления
Рис.1. Блок-схема полумостового инвертора.
Принцип его работы очень прост. Сетевое напряжение выпрямляется и подается
на конденсатор С, к которому подключен силовой модуль. Силовой модуль содер-
жит два полупроводниковых ключа (К1 и К2) и конденсаторный делитель (С1 и
С2) . Нагрузка подключается к общим точкам ключей и конденсаторов делителя.
При помощи модуля управления ключи К1 и К2 включаются/выключаются попеременно
с заданной частотой, подключая связанный с ними конец нагрузки то к верхней
(по схеме), то к нижней шине питания. В результате на нагрузке получается пе-
ременное напряжение с амплитудой, равной половине напряжения питания.
Работа такого идеального инвертора, состоящего из идеальных ключей, дейст-
вительно выглядит довольно просто. Проблемы начинаются тогда, когда мы при-
ступаем к изготовлению реального инвертора из реальных компонентов. Эти про-
блемы приводят не только к усложнению схемотехнических решений, но и формиру-
ют вполне определенные требования к типу используемых компонентов, качеству
монтажа, правилам компоновки, запуска и отладки. Без учета большинства этих
требований сделать работоспособный инвертор не удается. Дорогие силовые тран-
зисторы будут сгорать либо сразу при включении питания, либо в первые секунды
работы.
Рассмотрим вкратце некоторые из этих требований. Более подробно они будут
обсуждаться при описании конкретных модулей.
Первое требование - к модулю управления. Оно заключается в том, что работа
ключей К1 и К2 должна быть согласованной, т.е. они должны открывать-
ся/закрываться попеременно и никогда не должны быть полностью открыты одно-
временно. Это необходимо для устранения так называемых «сквозных токов», те-
кущих через оба открытых ключа, минуя нагрузку. Обычно это приводит к разру-
шению ключей. Кроме этого, поскольку реальные ключи имеют конечное (ненуле-
вое) время открытия/закрытия, то открывающие сигналы модуля управления должны
подаваться с некоторой задержкой после сигнала закрытия другого ключа. Эти
задержки называются «мертвым временем» (dead-time) и должны быть предусмотре-
ны в любом варианте модуля управления.
Другая проблема связана с тем, что все реальные элементы и соединения имеют
конечную индуктивность. Поэтому даже при работе на чисто активную нагрузку
при закрытии ключей возникают «выбросы» напряжения. Естественно, эти эффекты
существенно возрастают при работе на индуктивную нагрузку, которая и нужна
для данной задачи. Для решения этой проблемы обычно используют так называемые
«возвратные диоды», включенные параллельно ключам. Кроме этого, необходимо
выбирать ключи с некоторым запасом по рабочему напряжению (как минимум, вольт
на 200).
Еще одна группа проблем связана с паразитными индуктивностями монтажа. Дело
в том, что при очень быстром коммутировании больших токов заметные «наводки»
появляются даже на очень небольших индуктивностях. С первого взгляда - просто
«на пустом месте». Для того, чтобы «почувствовать» эти эффекты, сделаем про-
стую оценку. Пусть мы коммутируем ток AJ ~ 10А за время At ~ 10нс (10-8 с) .
Напряжение U, возникающее на индуктивности L, можно оценить как U ~ L AJ/At.
Индуктивность одного дюйма (2.54 см) провода диаметром 1 мм порядка 10 нГн
(10-8 Гн) . В результате получаем наводку на этом дюйме провода U ~ 10-8*10/10-8
= 10 В. Это напряжение сравнимо с напряжением питания микросхем драйверов для
управления ключами! Такая наводка вполне может открыть ключ в самый неподхо-
дящий момент (например, когда уже открыт второй ключ) со всеми вытекающими
печальными последствиями. Поэтому правильная компоновка и монтаж играют осо-
бую роль в быстродействующей силовой электронике.
Единого рецепта здесь нет, но нужно придерживаться нескольких простых пра-
вил, уменьшающих паразитные индуктивности (либо эффекты от их наличия). Суть
этих правил в следующем:
1. Силовые проводники, по которым текут коммутируемые токи, нужно делать
как можно короче, прямее и толще. Стараться избегать петель таких про-
водников .
2. По возможности, необходимо разделять силовые и управляющие цепи, а сами
силовые элементы располагать как можно ближе друг к другу.
3. При разводке земляных цепей придерживаться правила «одной точки». Всегда
нужно помнить о том, что на любом проводнике, по которому течет большой
ток, есть разность потенциалов, которая сопоставима с уровнем управляю-
щих сигналов. Поэтому не стоит, например, заземлять различные элементы
управляющих цепей в разных точках земляной шины, по которой течет боль-
шой импульсный ток. Это чревато непредсказуемой работой управляющего мо-
дуля.
На самом деле все не так уж страшно. Более того, многие разработчики указы-
вают правила монтажа для критических узлов в документации к ним. Главное - не
делать грубых ошибок. Тогда можно изготовить, пусть не идеальный, но вполне
работающий прибор.
Предупреждение
об опасности
Цепи выпрямителя и силового модуля находятся под высоким напряжением без
гальванической развязки от питающей сети. Поэтому при работе с инвертором
нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с этими модулями
можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПРИБОРА
ОТ СЕТИ!
ОПИСАНИЕ МАКЕТА
ЛАБОРАТОРНОГО
ИНВЕРТОРА
Перейдем теперь к описанию отдельных узлов лабораторного инвертора. Начнем
с выпрямителя.
Выпрямитель
В данной реализации инвертора это самый простой, но и самый громоздкий
узел. Он содержит большой и тяжелый ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) для
регулирования выходного напряжения выпрямителя и один громоздкий низкочастот-
ный развязывающий трансформатор. Выбор такого решения обусловлен следующими
причинами:
1. На стадии первоначального знакомства с силовой электроникой и отладки
желательно иметь возможность плавно регулировать постоянное напряжение,
подаваемое на ключи. Самый простой способ, доступный практически в любой
экспериментальной лаборатории - это ЛАТР.
2. Если взять за правило начинать и заканчивать работу инвертора при «нуле-
вом» положении ЛАТРа, то можно избежать необходимости создания специаль-
ных цепей для первоначальной зарядки больших электролитических конденса-
торов фильтра.
3. ЛАТР обладает большой индуктивностью, поэтому на первых порах можно уб-
рать высокочастотные фильтры по цепи питания.
4. На стадии знакомства с силовой электроникой возникает много вопросов,
ответы на которые проще найти экспериментально, путем осциллографирова-
ния сигналов в различных точках схемы. Поскольку силовые узлы инвертора
не имеют гальванической развязки с питающей сетью, то на первых порах ее
лучше сделать. Хотя бы для процесса отладки, при работе на малых мощно-
стях. Самый эффективный способ - запитать весь инвертор через развязы-
вающий трансформатор подходящей мощности. Естественно, коэффициент
трансформации его должен быть близок к единице. Такая развязка желатель-
на также и для дополнительной безопасности самого экспериментатора при
отладке инвертора.
С учетом этих соображений первый вариант регулируемого выпрямителя для ла-
бораторного инвертора получается простым. Его схема представлена на рис.2.
Выпрямитель не содержит каких-нибудь дефицитных деталей и узлов, надежен и
весьма удобен в работе.
20-30А 1000V
Рис.2. Схема выпрямителя.
Рассмотрим некоторые детали реализации выпрямителя. В качестве выключателя
и предохранителей можно взять обычный бытовой сдвоенный автомат на 10-16 ам-
пер. Подходящий 8-амперный ЛАТР можно найти в любой экспериментальной лабора-
тории «со стажем». При отсутствии ЛАТРа на стадии отладки (при работе на ма-
лых мощностях - 200-300 Вт) можно использовать электронный аналог ЛАТРа на
биполярных транзисторах (см., например, [3]). При больших мощностях придется
делать импульсный регулятор, естественно, со всеми вытекающими последствиями.
Поэтому на начальных стадиях лучше все-таки приобрести ЛАТР, хотя стоят они
сейчас недешево. Как, впрочем, и другие низкочастотные трансформаторы. Это,
кстати, еще один аргумент в пользу перевода лабораторного хозяйства на им-
пульсные преобразователи.
Развязывающий трансформатор TR можно заказать отдельно или же сделать из
старого ЛАТРа подходящей мощности. В последнем случае, если использовать уже
существующую обмотку ЛАТРа в качестве первичной, нужно обратить особое внима-
ние на межвитковую изоляцию. Желательно хорошенько очистить обмотку от уголь-
ной пыли и залить лаком дорожку, где изоляция обмотки снята. В качестве раз-
вязывающего трансформатора можно также взять пару силовых (или небольших сва-
рочных) трансформаторов, подходящей мощности и включить их встречно. Напри-
мер, у трансформаторов 220 на 36 вольт соединить 36-вольтовые обмотки, и ис-
пользовать 220-вольтовые обмотки как обмотки развязывающего трансформатора.
После отладки инвертора развязывающий трансформатор желательно убрать (осо-
бенно, если он маломощный).
Диодный мост VD1 лучше выбрать с запасом, ампер на 20-30 и рабочим напряже-
нием 1000 В. Например, КВРС3510, KBU25M и т.п.. Их лучше установить на не-
большую металлическую пластину в качестве радиатора, хотя при мощности инвер-
тора 1-2 кВт они практически не греются.
Кнопка S3 и резистор R2 предназначены для разряда конденсатора С1 в случае
аварии. Например, при выгорании силовых ключей, на этом конденсаторе может
остаться высокое напряжение опасное для жизни. В начале работы с силовой
электроникой вероятности аварий достаточно велики, поэтому желательно преду-
смотреть такой разрядник.
Сам конденсатор С1 - электролитический, с рабочим напряжением не менее 400
В. Он может быть составным. В случае последовательного соединения конденсато-
ров обязательно нужно поставить выравнивающие резисторы на 150-200 кОм, под-
ключенные параллельно каждому конденсатору. Конденсатор С2 - пленочный, с ра-
бочим напряжением не менее 400 В.
И, наконец, 10-амперный измеритель переменного тока на входе инвертора и
вольтметр постоянного напряжения на выходе выпрямителя предназначены для кон-
троля полного тока, потребляемого инвертором из сети, и напряжения, подавае-
мого на полумост силового модуля. Этот контроль особенно актуален при ручной
регулировке мощности инвертора. В качестве вольтметра очень удобно использо-
вать недорогой китайский цифровой мультиметр. К сожалению, такие мультиметры
не рассчитаны на длительное измерение больших токов (например, 10-амперный
режим - не дольше 10 сек с перерывами 15 мин), поэтому в качестве амперметра
проще использовать обычный стрелочный амперметр переменного тока.
Никаких особых требований к компоновке выпрямителя нет. Поскольку по цепям
выпрямителя текут довольно большие токи (до 10 А в данном инверторе), то мон-
таж необходимо выполнять короткими и толстыми проводами сечением не менее 1.5
- 2 мм2. Общий вид одного из вариантов выпрямителя представлен на рис.З (без
развязывающего трансформатора).
Рис.3. Общий вид выпрямителя.
Конечно же, в перспективе желательно заменить такой регулятор с громоздким
ЛАТРом на подходящий импульсный регулятор. Во-первых, он гораздо компактнее
и, во-вторых, он мог бы обеспечить некоторый запас по мощности (до 6-10 кВт).
Однако в данном проекте главная цель - получить реально работающий инвертор
для физико-химических экспериментов максимально простым способом. Поэтому ос-
тановимся на этом варианте, а импульсный регулятор оставим на будущее.
Перейдем теперь к модулю управления.
Модуль управления
Естественно, схемотехника модуля управления определяется тем, какими ключа-
ми он будет управлять. В данном инверторе в качестве ключей используются мощ-
ные полевые транзисторы с изолированным затвором, известные под аббревиатурой
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) или по-русски -
полевые МОП-транзисторы (Метал-Оксид-Полупроводник). Популярно о таких тран-
зисторах можно почитать, например, в [1]. Однако, для данного раздела доста-
точно просто представлять MOSFET как некий электронный выключатель, который
управляется напряжением на затворе (относительно истока). В открытом состоя-
нии сопротивление между истоком и стоком мало (в зависимости от типа транзи-
стора - от нескольких Ом до сотых долей Ома), а в закрытом - велико (десятки
МОм и выше). Для большинства транзисторов напряжение на затворе может изме-
няться в пределах от -20 до + 20 Вольт. Если напряжение на затворе выше поро-
гового (порог обычно от +2 до +4 В) транзистор открывается, если ниже - За-
крывается .
Таким образом, для управления ключами мы должны подавать на затворы транзи-
стора положительные импульсы с напряжением 12-18 В. Это должны быть две по-
следовательности импульсов, передаваемые по двум отдельным управляющим шинам,
сдвинутые по времени относительно друг друга (рис.4). Как уже отмечалось вы-
ше, для устранения сквозных токов должны быть предусмотрены паузы (dead-
time) .
Рис.4. Диаграммы управляющих импульсов.
Существует множество вариантов таких генераторов управляющих импульсов. В
данном проекте применено одно из простейших решений на основе распространен-
ной и недорогой микросхемы IR2153. Эта микросхема представляет собой закон-
ченный автоколебательный драйвер полумоста для электронных балластов люминес-
центных ламп. Драйвер имеет фиксированную длительность dead-time (1.2 мкс).
Максимальное время нарастания и спада импульсов 150 и 100 нс, соответственно.
Поэтому максимальная частота управляющих импульсов ограничена значением 300-
350 кГц.
К сожалению, мощность выходных каскадов этого драйвера (1о+- = 200 мА/400
мА) не позволяет его использовать непосредственно в качестве драйвера затво-
ров полевых транзисторов нашего инвертора. Причина в том, что затворы мощных
MOSFET-ов имеют довольно большую емкость (доходящую до нескольких тысяч пико-
фарад) , т.е. драйверы вынуждены работать на большую емкостную нагрузку. По-
этому драйверы должны выдавать большие токи. Иначе время переключения (и,
следовательно, тепловые потери) транзисторов будут велики. Оценим эти токи.
В данном проекте в качестве ключей используются транзисторы IXFH30N50. Про-
изводитель декларирует суммарную емкость затвор-исток и затвор-сток Ciss =
5200-5700 пФ. Однако, в действительности реальная (эффективная) емкость за-
твора гораздо больше. Здесь для оценки нужно брать полный заряд, который не-
обходимо передать затвору для того, чтобы транзистор полностью открылся.
Обычно эта величина тоже приводится в datasheet. Для IXFH30N50 Qg(on) ~ 200-
300 нКл. Таким образом, для напряжения затвор-исток 10 В получаем Сэфф ~ 20-
30 нФ. Это в 4-6 раз больше, чем Ciss! Для того, чтобы время включения тран-
зистора было порядка 100 нс, драйвер должен заряжать емкость затвора током
порядка (2-3) *10-7 Кл / 10”7 сек ~ 2-3 А. Такой ток драйвер IR2153 выдать не
может. Поэтому в данном проекте IR2153 используется только как задающий гене-
ратор, сигналы которого затем будут усиливаться. Схема генератора представле-
на на рис.5.
Рис.5. Генератор управляющих импульсов на IR2153.
С выводов 5 (LO) и 7 (НО) мы получим сигналы, точно совпадающие с сигнала-
ми , представленными на рис.4. Резисторы R3 и R4 и конденсатор СЗ определяют
частоту генерирования импульсов. Для указанных номиналов при помощи резистора
R3 эту частоту можно изменять в пределах приблизительно от 60 до 300 кГц.
Рис.6. Фрагмент модуля управления.
Для усиления сигналов генератора управляющих импульсов существует множество
схемотехнических решений, как на дискретных элементах, так и специализирован-
ные интегральные микросхемы (см., например, [4, 5]) . В данном инверторе был
применен не самый дешевый, но зато очень простой вариант. Были использованы
6-амперные быстрые драйверы МАХ4420. Естественно, вместо этих драйверов можно
поставить продукты других производителей или собрать их на комплементарных
парах транзисторов (полевых или биполярных). Главное условие - они должны
быть быстродействующими (фронты и спады - до сотни наносекунд) и обеспечивать
токи несколько ампер. Однако проще и экономичнее - готовые интегральные драй-
веры. Схема включения драйверов МАХ4420 показана на рис.6.
С выходов L и Н мы получим усиленные управляющие импульсы, по форме совпа-
дающие с сигналами на рис.4.
Теперь осталось рассмотреть очень важный и непростой вопрос - согласование
уровней управляющих сигналов. Поскольку в основу силового модуля у нас поло-
жен полумост, то возникает известная проблема управления верхним плечом полу-
моста . Нам необходимо, чтобы драйвер верхнего плеча выдавал управляющие им-
пульсы не относительно земли (как на рис.6), а относительно уровня истока
верхнего транзистора (т.е. US1, рис.7). Это уровень может изменяться в тече-
ние рабочего цикла приблизительно от 0 (нижний ключ открыт, верхний закрыт)
до напряжения питания (нижний ключ закрыт, верхний открыт).
Рис.7. К согласованию уровней управляющих импульсов полумоста.
Существуют несколько схемотехнических решений для сдвига уровня сигнала
верхнего плеча. Они делятся на два класса: с гальванической развязкой и без.
К первому классу относятся системы с оптической развязкой и на импульсных
трансформаторах. Ко второму классу относятся, в частности, бутстрепные
(bootstrap) схемы. Не вдаваясь в детали, отметим, что бутстрепные схемы удоб-
ны при реализации хорошо отлаженных решений. Однако на стадии освоения сило-
вой электроники они доставляют немало огорчений. Из-за отсутствия гальваниче-
ской развязки при тепловом пробое силовых транзисторов часто выгорает также и
весь модуль управления (вплоть до задающего генератора). Поэтому в данной ра-
боте использован вариант с гальванической развязкой в виде импульсного транс-
форматора. На частотах десятки-сотни килогерц изготовление импульсных транс-
форматоров на ферритовом кольце не представляет никаких трудностей. При нали-
чии осциллографа нет проблем ни с корректировкой количества витков, ни с под-
гонкой параметров снабберов, гасящих паразитные выбросы и осцилляции. Полная
схема модуля управления с трансформаторной развязкой представлена на рис.8.
Рис.8. Полная схема модуля управления с трансформаторной развязкой.
+ 75V
+12V
1
VCC
R3 10k R4
2
1.5К з
сз
1100
4
RT
CT
COM
IС1
VB
HO
vs
LO
IR2153
8
6^С4
--<» 0.1
5
Выход импульсов
синхронизации для
диагности и отладк
1.0
C6
1.0
IC2
VDD
VDD
8
VD6
SF18
IN
OUT
OUT
7
6
С7
1.0
COM
COM
VD7
5 -
SF18
MAX4420
VDD
IN
COM
IC3
VDD
OUT
OUT
COM
MAX4420
8
7
6
5
VD8
VD9
SF18
SF18
Поскольку драйверы МАХ4420 работают на индуктивную нагрузку, на их выходы
нужно поставить диоды VD6-VD9. Можно использовать любые быстрые диоды SF,
HER, UF и т.п. Снаббер C7-R5 предназначен для подавления выбросов напряжения
при работе на индуктивную нагрузку. Кроме этого, С7 удаляет постоянную со-
ставляющую .
Импульсный трансформатор можно рассчитать, а можно просто подобрать экспе-
риментально по качеству сигналов на нагрузке, моделирующей затворы MOSFET.
При подборе количества витков можно руководствоваться простым правилом: коли-
чество витков должно быть максимально возможным, но при этом сердечник транс-
форматора не должен уходить в насыщение. При слишком малом количестве витков
импульсы на вторичных обмотках имеют спадающий характер (т.е. у прямоугольных
импульсов нет «полочки»), при слишком большом - наоборот. Сердечник насыщает-
ся, магнитная проницаемость падает, и всплески получаются в конце импульсов.
Во всем рабочем диапазоне импульсы должны иметь плоские вершины. Параметры
трансформатора, использованного в данном инверторе, указаны на схеме. Размеры
сердечника несколько избыточны, но для данной конструкции это не важно. Мо-
тать обмотки лучше сразу в три провода, параллельно или перевив их, равномер-
но распределяя витки по сердечнику. На рис.9 представлен вид модуля управле-
ния , собранного на макетной плате.
Рис.9. Общий вид макета модуля управления.
Особых требований к монтажу здесь нет, кроме обычных правил для импульсных
схем. Нужно стараться располагать компоненты поближе к друг другу, соедини-
тельные провода должны быть покороче и попрямее. Конденсаторы С4, С5 и С6 не-
обходимо располагать непосредственно у корпусов соответствующих микросхем у
ножек питания. В данном инверторе модуль управления неплохо работает и просто
на макетной плате (как на рис.9).
Питание модуля управления осуществляется от единого нестабилизированного
источника постоянного напряжения (20 В, 8 А), представляющего собой накальный
трансформатор, выпрямительный мост и электролитический конденсатор на 1000
мкф в качестве фильтра. Для получения стабилизированных напряжений 12 В и 15
В используются микросхемы стабилизаторов LM7812 и LM7815, включенных согласно
datasheet. В принципе, драйвер IR2153 содержит внутри стабилитрон, поэтому
его можно просто запитать через резистор от тех же стабилизированных 15 В. Но
для повышения помехоустойчивости лучше его запитать через отдельный стабили-
затор. От этого же общего нестабилизированного источника питается и вентиля-
тор силового модуля (через еще одну LM7812 с небольшим радиатором). На рис.9
эти стабилизаторы находятся в левой части платы.
На рис.10 представлена осциллограмма сигнала на выходе блока управления (на
конденсаторах Сэфф = 3300 пФ, на щупе осциллографа - делитель 1:10).
.jj-pvfiSni
Файл Настройки ЕМл Справка
Осциллограф
Пуск Однокр
Время/Дел
Вольт/Дел
?? || ~ 0.5V
П2У ICCmV | 5fbV
I оператор
Синхронизация
| Вкл. <1 «Е
|Внешн | Asto
Рис.10. Осциллограмма управляющего сигнала на эквиваленте затво-
ра (нижнее плечо, верхнее аналогично, только инвертировано).
Фронты и спады на емкостную нагрузку порядка 130-160 нс, «полочки» хорошо
выражены, выбросы не превышают 0.5В. Необходимо учесть, что эффективная ем-
кость реальных транзисторов гораздо больше (как правило, в 4 и более раз) ,
поэтому при работе на реальные затворы фронты будут положе.
Подобная форма импульсов и длительности переходов сохраняются во всем рабо-
чем диапазоне 60-300 кГц (см. рис.11). На этом рисунке представлены осцилло-
граммы на границах диапазона. Видно, что спад вершины импульса при низких
частотах (правая осциллограмма) несущественный.
Рис.11. Форма сигналов на высоких (306 кГц) и низких (62 кГц) частотах.
В заключение этого раздела отметим еще один положительный момент, связанный
с применением трансформаторной развязки. Такое включение трансформатора, как
на рис.8, превращает наш однополярный драйвер в двухполярный. Т.е. в полупе-
риод, когда транзистор силового модуля должен быть закрыт, на его затвор по-
дается отрицательный импульс (а не ноль, как в однополярном). Для приборов с
изолированным затвором это допускается. Подача отрицательного сигнала на за-
твор позволяет существенно повысить помехоустойчивость силового модуля от на-
водок, избежать ложных срабатываний (открытий) транзисторов без дополнитель-
ных «обвязок» их затворов.
Силовой модуль
Как уже отмечалось выше, в данном инверторе силовой модуль представляет со-
бой полумост. Его полная схема представлена на рис.12.
Рис.12. Схема силового модуля.
В качестве ключей использованы транзисторы IXFH30N50 фирмы IXYS. Они поче-
му-то гораздо дешевле аналогичных приборов других производителей. Эти транзи-
сторы рассчитаны на ток до 30 А и рабочее напряжение до 500 В. Сопротивление
«исток-сток» в открытом состоянии - 0.16 Ом. Можно было бы поставить и менее
мощные транзисторы, но экономия будет несущественной, а запас мощности нико-
гда не помешает. Единственной веской причиной для использования транзисторов
попроще было бы уменьшение емкости затвора и заряда, необходимого для откры-
тия транзистора. Но в данной разработке мы используем драйверы достаточно
мощные и для этих транзисторов.
В цепях затворов мы используем только резисторы R7 и R8, которые ограничи-
вают токи зарядки емкостей затворов и гасят высокочастотный «звон». В данном
варианте силового модуля никаких дополнительных элементов в цепях затворов
нет.
Силовые транзисторы шунтированы возвратными диодами VD10 и VD11. В принци-
пе, их можно не ставить, так как используемые транзисторы (IXFH30N50) сами
содержат не такие уж плохие внутренние диоды (trr <250 нс). Однако, если ра-
ботать на повышенных частотах (сотни килогерц), лучше поставить сверхбыстрые
диоды. Под рукой оказались MUR860 с trr <60 нс, ток 8 А и напряжение 600 В.
Вместо них можно использовать другие сверхбыстрые диоды (например, HER или
SF), сопоставимые по параметрам. Можно взять и менее мощные (по току) диоды,
но тогда их желательно разместить в зоне обдува радиаторов транзисторов.
Снабберы R9-C8 и R10-C9 также шунтируют ключи. Они служат для подавления
выбросов и особенно желательны при работе на индуктивную нагрузку. Резисторы
R9 и R10 заметно греются, поэтому их лучше разместить в зоне обдува, либо ис-
пользовать более мощные резисторы (5-10 Вт). Конденсаторы С8 и С9 должны быть
рассчитаны на напряжение не менее 600-800 В.
Конденсаторы СЮ и СИ тоже должны быть высоковольтными (не менее 400 В) и
пленочными. Если они будут монтироваться вне зоны обдува, то лучше их собрать
из нескольких (3-4) конденсаторов меньшей емкости, включенных параллельно. В
данной работе каждый конденсатор собран из трех по 0.47 мкФ. Их нагрев был
незначительным даже без обдува.
Теперь немного о конструкции силового модуля.
Несмотря на то, что мы взяли довольно мощные транзисторы, нагрев их в про-
цессе работы будет все-таки ощутимым. Высоковольтные MOSFET имеют, к сожале-
нию, все-таки достаточно высокое сопротивление открытого канала. Действитель-
но, даже в полностью открытом состоянии на транзисторе будет выделяться по-
рядка 10-16 Вт тепла (0.16 Ом * (10 А)2 = 16 Вт) . Плюс еще потери при пере-
ключении и еще при повышенных частотах. Поэтому ключи обязательно необходимо
размещать на радиаторах. Разумные размеры радиаторов получаются при условии
их принудительного обдува. Очень удобно использовать для этой цели кулеры
(теплосъемники) мощных компьютерных процессоров. Они содержат радиатор и вен-
тилятор, объединенные в одну конструкцию. В последние годы ассортимент куле-
ров сильно расширился, и они заметно упали в цене. Цена бывшего в употребле-
нии кулера, даже с медным радиатором и сносно работающим вентилятором, гораз-
до ниже стоимости большого дюралюминиевого радиатора. Такой кулер и был поло-
жен в основу конструкции силового модуля, представленного на рис.13.
Рис.13. Силовой модуль.
Транзисторы VT1 и VT2 размещены на изолирующих прокладках из слюды непо-
средственно на подошве радиатора. Остальные компоненты припаяны к выводам
этих транзисторов и, по сути дела, на них и держатся. Термопара для контроля
температуры транзисторов размещена сверху и прижата к медному основанию ра-
диатора тоже через изолирующую прокладку. Прокладка необходима для устранения
наводок на термопару, так как радиатор не заземлен и находится под плавающим
потенциалом.
Ну вот, по сути дела, и весь инвертор. Осталось соединить все модули вместе
и приступить к испытаниям.
Первое
включение
инвертора
Для первого включения необходимо подключить развязывающий трансформатор и
небольшую активную нагрузку. В качестве нагрузки возьмем лампу накаливания на
100 Вт. Вид собранного для испытаний инвертора представлен на рис.14.
Первое испытание инвертора проводим по шагам.
Шаг 1. Еще раз проверяем правильность монтажа и сборки инвертора. Полезно
убрать все лишнее со стола.
Шаг 2. Включаем питание блока управления. Только блока управления! Высокое
напряжение пока не включаем. Смотрим на экране осциллографа сигналы на затво-
рах ключей. Земляной разъем щупа осциллографа подключаем к истоку соответст-
вующего транзистора. Сигналы должны быть похожи на сигналы, представленные на
рис.10. В зависимости от используемых транзисторов и драйверов фронты могут
быть более пологие. Обязательно проверяем фазировку сигналов. Для этой цели,
конечно, лучше двухлучевой осциллограф, но можно и однолучевым. В последнем
случае запуск развертки осциллографа необходимо выполнять от отдельного сиг-
нала синхронизации. В качестве такого сигнала удобно использовать один из вы-
ходов IR2153 (см. рис.8). Осторожнее с земляными разъемами щупов! В данном
случае мы используем трансформаторную развязку, поэтому земляной разъем щупа
в силовом блоке можно спокойно подключать к истокам обоих транзисторов полу-
моста . В противном случае для сигнала синхронизации нужно сделать развязку.
Иначе могут быть большие искры.
Шаг 3. Если шаг 2 пройден успешно, подключаем щупы осциллографа параллельно
нагрузке. Проверяем положение ручки ЛАТРа. Она должна быть на нуле! После
этого включаем высокое напряжение. ЛАТРом плавно поднимаем напряжение до 15-
20 В. Контролируем это напряжение по вольтметру выпрямителя. На экране осцил-
лографа мы должны увидеть импульсы напряжения на нагрузке, симметричные отно-
сительно нуля (как на рис.15 вверху).
Рис.15. Осциллограммы сигналов на активных нагрузках. Высокоом-
ная (лампочка 100 Вт, 40 Ом) вверху, низкоомная (лампочка 500
Вт, 8 Ом) внизу. Щуп с делителем 1:10.
На самом деле это осциллограммы с шага 5. Но на этом шаге сигналы должны
быть точно такие же, только меньшей амплитуды. Я их привел здесь для того,
чтобы обсудить их форму. Мы видим медленно спадающие в течение dead-time
«хвосты» на высокоомной нагрузке (рис.15 вверху). Это связано с тем, что в
течении dead-time оба транзистора закрыты. Поэтому чисто активная нагрузка
вместе со щупом осциллографа просто, как говорят, «висит в воздухе». При от-
сутствии нагрузки (бесконечное сопротивление) потенциал средней точки (между
ключами) вообще не изменяется в течение dead-time. Поэтому не нужно обращать
внимание на эти хвосты. При уменьшении сопротивления нагрузки форма сигнала
будет приближаться к классической (с «плечиками» dead-time). Чтобы убедиться
в этом можно взять более мощную лампочку с меньшим сопротивлением нити накала
или вообще другую нагрузку с сопротивлением 10-20 Ом. Осциллограммы для лам-
почки на 500 Вт приведены на рис. 15 внизу. Мы видим, что все работает пра-
вильно .
Продолжим работу с лампочкой на 100 Вт.
Шаг 4. Изменяем частоту инвертора от минимума да максимума. Форма импульсов
не должна радикально меняться. По крайней мере, они должны оставаться симмет-
ричными относительно нуля.
Шаг 5. Если на шаге 3-4 все нормально, постепенно увеличиваем напряжение до
100-120 вольт. Спираль лампочки начнет светиться. Первая мощность от инверто-
ра получена! «Погоняем» его так минут 30-40. Температура радиатора не должна
заметно уходить от комнатной.
Шаг 6. Если осциллограф не позволяет работать при высоких напряжения, то
отключим щуп и плавно выведем напряжение на уровень 300-310 В. Лампочка ярко
светится. Следим за температурой радиаторов. Если нагрев существенный - при-
дется все-таки возиться с разрядкой затворов MOSFET. В моих экспериментах в
течение часа температура радиаторов превысила комнатную лишь на 2-3 градуса.
Не таким уж страшным оказалось наше «недозакрывание» транзисторов. Спокойно
работаем дальше. Общий вид инвертора во время этого шага представлен на
рис.16.
Рис.16. Общий вид инвертора в процессе испытаний (че-
рез час работы на шаге 6).
Шаг 7. Быстро выводим ЛАТР в 0 и быстро выключаем все питание (сначала вы-
сокое, затем - питание модуля управления с вентилятором). Внешней стороной
пальца проверим температуру резисторов снабберов и конденсаторов делителя
(R9, R10 и CIO, СИ) . Они не должны быть горячими. Заодно проверим и радиа-
тор. Так, на всякий случай. Вдруг у термопары - плохой тепловой контакт.
Все. Первые испытания инвертора закончены. Теперь можно переходить к индук-
ционному нагреву.
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ
Индукционный нагрев это технология, связанная с возбуждением вихревых токов
в проводящих образцах для их нагрева. В настоящее время индукционный нагрев
широко используется в различных отраслях промышленности и даже в быту (напри-
мер, бытовые индукционные плитки). Однако, в исследовательской лаборатории
индукционный нагрев - пока еще экзотика. Может быть лабораторный инвертор, о
котором идет речь в данной статье, облегчит внедрение технологий индукционно-
го нагрева в практику физико-химического эксперимента. Мы продемонстрируем
замечательные возможности высокочастотных инверторов на одном красивом приме-
ре. Это - плавка металла (алюминия) во взвешенном состоянии. Иногда этот про-
цесс называют плавкой в электромагнитном тигле или просто «левитационной
плавкой» (с англоязычного термина «levitation melting»). Здесь высокочастот-
ное электромагнитное поле не только греет и плавит металл, но и удерживает
его в пространстве без каких-нибудь тиглей или ограничивающих стенок. Для то-
го, чтобы осуществить такую плавку, нам необходимо изготовить водоохлаждаемую
нагрузку с индуктором специальной формы и предусмотреть в системе некоторую
дополнительную диагностику. Начнем с нагрузки.
Нагрузка
Эквивалентная схема нагрузки для индукционного нагрева и плавки представле-
на на рис.17.
Tr2 С Образец
°--------s----------II—S
инвертору л С Индуктор —j
Q---------
Тг2 - 2 кольца М 2000 НМ К 45x28x12
Первичная обмотка - 26 витков
Рис.17. Эквивалентная схема нагрузки для индукционного нагрева.
Трансформатор TR2 изготовлен из двух колец К45х28х12. Марка феррита М2000
НМ. Первичная обмотка - 26 витков провода МГТФ 0.75. Эта обмотка подсоединя-
ется непосредственно к выходу инвертора. Роль вторичной обмотки, состоящей из
одного витка, выполняет одна из отводных трубок индуктора (медь, диаметр 6
мм), проходящая через центр кольца трансформатора. Индуктор представляет со-
бой катушку, содержащую несколько витков (медная трубка диаметром 4 мм) . Ин-
дуктор вместе с конденсатором С образует последовательный колебательный кон-
тур, на резонансную частоту которого должен быть настроен инвертор. Нагревае-
мый образец, помещенный в индуктор на эквивалентной схеме можно представить
как активное сопротивление, индуктивно связанное с индуктором.
Конструкция собранной нагрузки со специальным индуктором для плавки во
взвешенном состоянии показана на рис.18 внизу.
Рис.18.
Общий вид нагрузки
и дополнительной
диагностики.
Поскольку данная статья посвящена, в основном, инвертору, а не тонкостям
индукционного нагрева, отметим только самые важные моменты, касающиеся конст-
рукции нагрузки.
Во-первых, в нашем колебательном контуре проходят весьма большие токи (сот-
ни ампер). Поэтому медные трубки, образующие индуктор и подводы к нему, при
больших мощностях довольно сильно нагреваются. Их нужно обязательно охлаж-
дать. Проще всего использовать водяное охлаждение непосредственно из водопро-
вода. Поскольку в контуре имеется высокое напряжение, необходимо предусмот-
реть электрическую развязку индуктора от водопровода. Для этого подвод воды
делаем тонкими длинными диэлектрическими трубами. Длина этих труб зависит от
проводимости водопроводной воды. Проводимость воды в лаборатории автора со-
ставляет величину порядка 100 мкСм/см, поэтому развязка в виде трубок диамет-
ром около 6 мм и длиной 5-6 м имеет достаточное для электрической развязки
сопротивление (около 50 Мом). Желательно также контролировать и температуру
охлаждающей воды. Это легко сделать при помощи металлической вставки в слив-
ной тракт. К ней можно прикрепить термопару, подключенную к недорогому китай-
скому тестеру, в котором есть режим измерения температуры (рис. 18 в левом
верхнем углу). Очень удобно - сразу видно, если забыл включить воду для охла-
ждения .
Во-вторых, конденсатор С колебательного контура должен быть рассчитан на
довольно большую реактивную мощность. Необходимо использовать либо специаль-
ные конденсаторы для индукционного нагрева, либо набирать батарею из доста-
точно большого количества пленочных конденсатором меньшей емкости, включенных
параллельно. В данном контуре конденсаторная батарея содержит 40 полипропиле-
новых высоковольтных конденсаторов СВВ81. Емкость каждого конденсатора
0.033 мкФ, рабочее напряжение 2 кВ. Общая емкость батареи - 1.32 мкФ. Тангенс
угла потерь их составляет 0.0008. Поэтому на каждом конденсаторе выделяются в
виде тепла лишь десятые доли ватта. Конденсаторы смонтированы свободно и хо-
рошо охлаждаются конвективными потоками воздуха. Поэтому, даже после получаса
работы на максимальной мощности они нагреваются незначительно (на 10-20 гра-
дусов) .
И, в-третьих. Для устойчивой левитационной плавки, конструкция катушки ин-
дуктора должна иметь специальную форму. В данном случае индуктор выполнен из
медной трубки диаметром 4 мм в виде конуса. Угол между образующей и горизон-
талью равен 65°. Индуктор содержит четыре витка в прямом направлении и один -
в обратном (противовиток). Это нужно для того, чтобы внутри индуктора была
область, в которой поле меньше, чем вокруг нее. Проводник, помещенный в пере-
менное электромагнитное поле, выталкивается в область меньших полей. Поэтому
без области с минимальным полем положение образца внутри индуктора будет не-
устойчивым. Для левитационной плавки небольших образцов коническая конструк-
ция индуктора с противовитком - одна из самых простых, но эффективных. Под-
робнее о плавке во взвешенном состоянии и сравнительный анализ различных кон-
струкций индукторов см. в [5, 6].
Дополнительная
диагностика
Для «ручной» настройки инвертора на резонанс при работе с резонансной на-
грузкой и оптимизации процесса нагрева полезно добавить к установке еще пару
измерителей, связанных с током, потребляемым нагрузкой.
Первый измеритель предназначен для контроля среднеквадратичного тока. Это
трансформатор тока с двухполупериодным выпрямителем. Первичная обмотка пред-
ставлена проводом, идущим от инвертора к нагрузке и проходящим через центр
небольшого ферритового кольца. На этом кольце намотана вторичная обмотка (20
- 30 витков провода с выводом от середины обмотки). Далее при помощи двух
диодов сигнал выпрямляется, фильтруется и измеряется при помощи обычного ки-
тайского мультиметра.
Второй измеритель также представляет собой трансформатор тока, идущего в
нагрузку, но служит для контроля осциллограммы сигнала. Он устроен практиче-
ски так же, как и в предыдущем случае, но вторичная обмотка не содержит выво-
да из центра и нагружена на резистор в несколько сотен Ом. С этого резистора
сигнал подается на осциллограф. Очень удобно при настройке на резонанс и кон-
троле нештатных ситуаций.
Проверка работоспособности
установки индукционного нагрева
Включаем воду охлаждения и все измерители, необходимые для контроля процес-
са. Далее, сначала включается питание модуля управления и вентилятора, а за-
тем - источник высокого напряжения (выпрямитель). Плавно при помощи ЛАТРа
увеличиваем напряжение до 30-50 В. Затем, медленно изменяя частоту инвертора
(резистор R3 на рис. 8) , пытаемся настроить инвертор на резонанс. Резонанс
настраиваем по максимуму тока, потребляемого нагрузкой, контролируя его ам-
плитуду по осциллографу. После настройки на резонанс увеличиваем при помощи
ЛАТРа напряжения на силовом модуле до нужного уровня. Установка для индукци-
онного нагрева готова к работе.
Выключение производится в обратном порядке. Сбрасываем высокое напряжение
(выводим ЛАТР в 0), затем выключаем его. После этого выключается источник пи-
тания модуля управления. Дальше - в произвольном порядке.
Настройку на резонанс приходится выполнять не так уж часто. Опыт показал,
что при внесении в индуктор небольших ферромагнитных образцов, расстройка
контура не приводит к фатальному уменьшению поглощаемой образцом мощности и
он греется достаточно хорошо даже без дополнительной подстройки частоты. При
работе с немагнитными материалами резонансная частота вообще практически не
«уходит».
На рис. 19 и рис. 20 представлены два примера, иллюстрирующие работу инвер-
тора в качестве индукционного нагревателя. Первый вариант - ферромагнетик
(просто - ручка надфиля), второй - немагнитный (кусок нержавеющей трубки). Ни
в том, ни в другом случае никакой дополнительной подстройки частоты не произ-
водилось .
Рис.19. Нагрев ферромагнитного материала.
Рис.20. Нагрев немагнитного материала.
При помощи пирометра ПД-4-02 была оценена температура графитового образца,
помещенного в индуктор, на воздухе, без теплоизоляции. При максимальной мощ-
ности она была около 1300-1350°С. Так что для небольших трубчатых печей с
графитовым нагревателем наш инвертор вполне подходит. Перейдем теперь к плав-
ке .
ЛЕВИТАЦИОННАЯ ПЛАВКА
Плавка во взвешенном состоянии - довольно увлекательное занятие. В качестве
образца для плавки выбран кусочек алюминия весом 2.6 гр. Отдельные кадры, ил-
люстрирующие процесс плавки, приведены на рис.21.
Рис.21. Процесс плавки во взвешенном состоянии.
Во взвешенном состоянии образец может находиться неограниченно долго. Поло-
жение его довольно устойчивое. Оценка температуры верхушки образца (в рас-
плавленном состоянии при максимальной мощности) была сделана тем же пиромет-
ром ПД-4-02 без поправки на излучательную способность перегретого алюминия.
Она равна 1150-1200°С.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Двухнедельная работа с описанным в данной статье лабораторным инвертором
показала, что эта конструкция вполне может «трудиться» в исследовательской
лаборатории в качестве устройства для индукционного нагрева и плавки. За это
время было расплавлено более полусотни образцов алюминия, около десятка об-
разцов стали и несколько образцов меди. Большинство плавок алюминия были вы-
полнены во взвешенном состоянии. Масса образцов 2-3 гр. Масса стальных и мед-
ных образцов тоже составляла несколько грамм. Плавки проводились как в графи-
товых тиглях, так и без них.
Инвертор работал стабильно. Во всех этих экспериментах не случилось никаких
нештатных или аварийных ситуаций. Никаких перегревов или взрывов транзисторов
и других компонентов также не произошло. По сути дела, работа с инвертором
ничем не отличалась от работы с любым другим несложным лабораторным прибором.
Так что можно считать, что цель создания простого лабораторного инвертора
для индукционного нагрева и плавки небольших образцов металлов достигнута.
Естественно, в процессе разработки и практической работы с инвертором нако-
пился список необходимых модернизаций и улучшений, которые желательно провес-
ти в ближайшем будущем. Первые в очереди из них перечислены ниже:
1. Выпрямитель. Хотелось бы убрать громоздкий регулятор напряжения на ЛАТРе
и поставить что-нибудь более современное, компактное и главное - с запа-
сом по мощности.
2. Модуль управления. Желательно удешевить «оконечники» (усилители) и вы-
брать более доступные компоненты. В принципе, здесь ничего сложного нет.
Нужно просто проанализировать существующие в большом количестве решения
и выбрать наилучшее.
3. Трансформаторные развязки. В данной конструкции мы использовали самые
простые решения. Мы «заплатили» за эту простоту качеством сигналов и
сравнительно пологими фронтами импульсов. В принципе, работать можно,
транзисторы греются приемлемо. Однако, лучше поработать в этом направле-
нии дополнительно.
4. Силовой модуль. Желательно увеличить мощность инвертора до 4-5 кВт. В
принципе, можно увеличить мощность в два раза, практически ничего не ме-
няя в схемотехнике. Для этого достаточно перейти с полумоста на полный
мост. Добавится еще один кулер с парой транзисторов с «обвязкой» и пара
дополнительных обмоток на импульсном трансформаторе блока управления.
Поскольку лабораторный инвертор имеет модульную структуру, то все эти моди-
фикации легко делать параллельно, не выводя инвертор надолго из работы. Воз-
можно, в результате этих модификаций удастся создать действительно «бюджет-
ный» вариант лабораторного инвертора. Это способствовало бы более широкому
внедрению технологий индукционного нагрева в лабораторную практику.
ЛИТЕРАТУРА
1. Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. - М. : СОЛОН-
Пресс, 2005. - 416 с.
2 . Мелешин В. И. Транзисторная преобразовательная техника. М. Техносфера,
2005. - 632 с.
3. Шандренко Д.А. Транзисторный регулятор напряжения.
http://electroscheme.org/2007/08/13/tranzistornyjj_reguljator_naprjazhenija.htmlhttp://www.radiolub.orsk.info/Shems/Shems2/tr_reg.htm
4. Design Tips DT92-2A: High Current Buffer for Control IC's.
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt92-2.pdf
См. русский перевод: Мощный буфер тока для управления затворами МОП-
транзисторов
http://vcoder.flyback.org.ru/electronics/power_buffer/Power buffer.pdf
5. Фогель А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном
состоянии. Л. Машиностроение, 1979. - 104 с.
6. Глебовский В.Г., Бурцев В.Т. Плавка металлов и сплавов во взвешенном со-
стоянии. М. Металлургия, 1974. - 176 с.
+ 15V
Q-
+12V
IC2
R3 10k
RT
CT
C3
1100
COM
IC1
HO
vs
LO
IR2153
VB
6
= = C4
-o 0.1
5
Выход импульсов
синхронизации для
диагности и отладк
Tri
M 2500 HMC
К 30x18x20
3x13 витков
C5
C6
1.0
R7
I—
h-*
I—
56 IXFH30N50
R8
I—
I—
56 IXFH30N50
VDD
IN
COM
VDD
OUT
OUT
COM
MAX4420
VDD
IN
COM
8
7
6
5
VD6
SF18
VD7
IC3
VDD
OUT
OUT
COM
MAX4420
VD10
VD11
8
7
6
5
VD8
R9
10
C8
1000
R10
10
09
1000
VD10, VD11 - MUR860
1.0
SF18
SF18
VD9
C10
SF18
1.0
К нагрузке
C11
1.0
0 4 350V
R5 4.7
TR 1:1
10A
012
ЛН2
1000.0
0.1
10A
ЛАТР
VD1-VD4
20-30А 1000V
R11
220k
~ 220V
013
R1
1.5k
Техника
ИНВЕРТОР ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА - 2
С.В.Кухтецкий
В статье продолжено рассмотрение простых «бюджетных» конструкций
инверторов напряжения, предназначенных для самостоятельного из-
готовления и использования в практике физико-химической лабора-
тории . Инвертор представляет собой полный мост ключей на мощных
МОП-транзисторах с «ручной» частотной регулировкой мощности.
Диапазон рабочих частот 60-300 кГц. Предусмотрено два режима ра-
боты: непрерывный (десятки часов и более) на уровне 1-2 кВт и
кратковременной (10-20 мин) - до 4 кВт. Питание от сети 220 В.
Приведены подробное описание каждого узла, схемы, фотографии и
результаты тестовых испытаний. Описанный инвертор предназначен
для питания высокотемпературной трубчатой печи, но может быть
полезен и для решения других задач, связанных с бесконтактным
нагревом до высоких температур - плавка металла, получение не-
больших образцов сплавов в «электромагнитном тигле» (левитацион-
ная плавка) и т.п.
ВВЕДЕНИЕ
В данной статье мы продолжим разработку «бюджетного» варианта лабораторного
инвертора для индукционного нагрева, начатую в работе [1]. Предыдущая конст-
рукция, описанная в [1], представляла собой полумост на мощных МОП-
транзисторах в качестве ключей. Рабочие частоты полумоста 60-300 кГц. Потреб-
ляемая мощность - до 1 кВт в непрерывном режиме и до 2 кВт - в кратковремен-
ном (15-20 мин). Описываемый в данной статье инвертор является развитием ин-
вертора [1] по следующим направлениям:
1. Изменен принцип регулирования мощности инвертора, работающего на резо-
нансную нагрузку. Прежний инвертор работал на фиксированной частоте
(обычно чуть выше резонансной), а регулирование мощности производилось
путем изменения напряжения питания инвертора. В данной же конструкции
применен принцип частотного регулирования мощности. Это позволило изба-
виться от громоздкого регулятора напряжения (ЛАТРа).
2. Модифицирован силовой модуль. В данной конструкции применен полный мост
ключей на мощных полевых МОП-транзисторах. Использование мостовой схемы
позволяет удвоить напряжение на первичной обмотке согласующего трансфор-
матора и поднять уровень мощности (в данном случае - до 2 кВт в непре-
рывном режиме и до 4 кВт в кратковременном).
3. В связи с переходом на мостовую схему, была также изменена и схема драй-
веров затворов ключей. В данной конструкции затвор каждого транзистора
подключен к своему отдельному однотактному драйверу, снабженному транс-
форматорной развязкой с пассивными элементами, корректирующими форму им-
пульсов и нулевой уровень сигнала во всем частотном диапазоне инвертора.
Как и в предыдущей статье, схемы и конструктивные особенности узлов инвер-
тора описаны максимально подробно, для того чтобы облегчить самостоятельное
изготовление инвертора в непрофильной лаборатории. Приведены детальные фото-
графии, поясняющие конструктивные особенности узлов инвертора.
Предупреждение об опасности
Цепи выпрямителя и силового модуля находятся под высоким напряжением без
гальванической развязки от питающей сети. Поэтому при работе с инвертором
нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с этими модулями
можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПРИБОРА
ОТ СЕТИ!
БЛОК-СХЕМА
МОСТОВОГО
ИНВЕРТОРА
Блок-схема рассматриваемого здесь мостового инвертора изображена на рис.1.
Инвертор состоит из пяти функциональных блоков. Первый блок - генератор
управляющих импульсов. Он выдает две последовательности импульсов, диаграммы
которых представлены на рис.1, снизу слева. Второй блок - блок драйверов,
предназначен для усиления управляющих сигналов и их гальванической развязки.
На выходе этого блока - четыре сигнала, которые непосредственно управляют ра-
ботой ключей следующего блока - моста ключей. К одной диагонали этого моста
подключен четвертый блок - блок питания моста, представляющий из себя бес-
трансформаторный нерегулируемый источник постоянного напряжения 310 В. В дру-
гую диагональ включен последний пятый блок - нагрузка. Нагрузка представляет
собой последовательный колебательный контур, образованный индуктором и ком-
пенсирующей емкостью. Этот контур подключен к мосту через согласующий транс-
форматор.
Драйверы с гальвани-
ческими развязками
Мост ключей
Управляющие импульсы
для ключей 1 и 2
Управляющие импульсы
для ключей 3 и 4
Время
Рис.1. Блок-схема инвертора.
Напомним кратко принцип работы мостового инвертора. При помощи управляющих
импульсов пары ключей моста 1-2 и 3-4 попеременно открываются и закрываются.
На первом такте, например, когда открыта пара ключей 1-2, а пара 3-4 закрыта,
нагрузка подключена выводом 1 к плюсу источника питания инвертора, а другим
выводом (2) - к минусу. По истечении некоторого времени, равного длительности
управляющих импульсов, ключи 1-2 закрываются. В следующий период времени, ко-
торый называется «мертвым временем» или «dead time», все ключи моста закрыты,
и нагрузка фактически отключена от источника питания. Когда закончится dead
time, начинается второй такт. Открываются ключи 3-4, а 1-2 остаются закрыты-
ми . В этом такте нагрузка подключена выводом 1 к минусу источника, а выводом
2 - к плюсу. Далее опять все ключи закрываются, и после очередного «dead
time» цикл повторяется. В результате на нагрузке получается переменное напря-
жение с частотой, равной частоте следования управляющих импульсов, и амплиту-
дой , близкой к напряжению источника питания моста.
Перейдем теперь к более подробному рассмотрению перечисленных выше функцио-
нальных блоков. Начнем с моста.
МОСТ КЛЮЧЕЙ
Схема
модуля
ключа
Каждый ключ моста представляет собой отдельный модуль, содержащий мощный
полевой МОП-транзистор и небольшой «стандартный» набор пассивных элементов,
обеспечивающих безопасную работу ключа в мосте. Схема модуля ключа совпадает
с аналогичным модулем в работе [1] и представлена на рис.2.
Рис.2. Схема модуля ключа.
В ключах можно использовать любые полевые МОП-транзисторы достаточной мощ-
ности, имеющие рабочее напряжение не менее 500 В. Рабочие токи и частоты оп-
ределяются конкретными задачами. Для многих приложений, требующих мощность
порядка 1-2 кВт в непрерывном режиме, вполне надежно работают широко распро-
страненные транзисторы IRFP460. Запас по мощности при разумной цене никогда
не помешает. Поэтому в некоторых конструкциях использовались и более мощные
транзисторы - IRFPS37N50A.
Возвратный диод VD1 предназначен для устранения выбросов напряжения во вре-
мя «dead time». Он должен быть быстрым и рассчитанным на напряжение не менее
600-800 В. Здесь были использованы сравнительно недорогие 5-амперные диоды
HER508. Можно поставить и более быстрые, мощные и дорогие, но в данной конст-
рукции разница будет незаметна.
Включенный между истоком и стоком RC-снаббер предназначен для подавления
высокочастотных колебаний, обусловленных паразитными индуктивностями цепей и
реактивным характером нагрузки. Резистор R2 неплохо греется, поэтому его же-
лательно выбрать помощнее и расположить в зоне обдува вентиляторов охлажде-
ния. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 600-800 В.
Резистор R1 предназначен для ограничения зарядного тока затвора и подавле-
ния высокочастотных колебаний в его цепях.
Конструкция моста
Полная схема моста (вкладка) и его конструкция показаны на рис.З.
Как и в предыдущем инверторе [1], в качестве основы для конструкции силово-
го модуля использован кулер от компьютерного процессора. В данном случае -
дюралюминиевый. Желательно брать кулер с толстой плоской подошвой и мощным
вентилятором (0.3 - 0.4 А). Для электрической изоляции транзисторов от подош-
вы радиатора использована слюда. Для улучшения теплового контакта применена
термопаста - КПТ-8. Клеммники для подключения питания и нагрузки расположены
в верхней части радиатора. Там же есть отверстие для термометра, при помощи
которого удобно визуально контролировать температуру радиатора. Клеммники для
подключения драйверов расположены непосредственно на платах модулей. Монтаж
выполнен проводом МГТФ с сечением 1 кв.мм. Резисторы снабберов и конденсаторы
С5 и С6 вынесены за пределы плат в зону обдува. Как показали испытания, такая
конструкция позволяет работать на уровне 1-2 кВт непрерывно в течение 8-10
часов без какого-либо заметного нагрева компонентов моста. Температура радиа-
тора в таком режиме лишь на несколько градусов превышает температуру окружаю-
щей среды.
VT1 - VT4 - IRFP460
VD1 - VD4 - HER508
Рис.3. Собранная конструкция моста.
МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ
Для управления ключами моста необходим модуль управления. Модуль управления
содержит: генератор управляющих импульсов, усилители этих импульсов и гальва-
нические развязки для согласования уровней управляющих сигналов с уровнями
ключей моста. Самым простым решением для модуля управления (в данном случае)
была бы модификация драйвера, который использовался в предыдущей конструкции
(см. рис.8 в [1]). Фактически модифицировать нужно только трансформатор Tri,
домотав к нему еще две вторичные обмотки. Это решение вполне работоспособное,
но, к сожалению, пара драйверов МАХ4420, неплохо работающих на полумост [1],
при работе на затворы четырех транзисторов начинает заметно греться. В прин-
ципе поправить ситуацию можно разными способами. Например, можно приспособить
какие-нибудь радиаторы к корпусам этих драйверов или использовать более мощ-
ные драйверы. Можно изменить схемотехнику. Например - увеличить количество
драйверов МАХ4420, чтобы (как и в работе [1]) на каждый ключ «работал» один
драйвер МАХ4420. Поскольку у меня была целая горсть этих драйверов, был вы-
бран именно такой вариант.
Поскольку сам мост имеет явно выраженную модульную структуру, то был опре-
деленный смысл сделать модульными и драйверы. Т. е. каждый ключ имеет свой
усилитель (драйвер) и развязку, независимую от остальных ключей. В будущем
это даст возможность поэкспериментировать с различными алгоритмами управления
мостом, оперируя только логикой управляющих импульсов каждого ключа независи-
мо .
Схема одного
канала драйвера
Итак, было выбрано следующее схемотехническое решение. Каждый из четырех
сигналов управления ключами усиливается своим усилителем на МАХ4420 и затем
гальванически развязывается с помощью импульсного трансформатора с набором
пассивных элементов, необходимых для корректной передачи однополярного им-
пульсного сигнала на емкостную нагрузку (затвор МОП-транзистора). Схема одно-
го такого канала представлена на рис.4.
+12V
С1 С2
IC1
VDD VDD
IN
СОМ
OUT
OUT
COM
Тг1 Сердечник M 2500 НМС 16x10x8
Обмотки - 2 х 13 витков
Rh
---- >Сн
МАХ4420
Рис.4. Один канал драйвера с гальванической развязкой.
Существует определенное предубеждение по отношению к однополярным трансфор-
маторным гальваническим развязкам. На одном из российских форумов даже разго-
релся жаркий спор на эту тему. Поэтому остановимся на этой схеме подробнее.
Проблема заключается в том, что трансформатор должен правильно передавать
однополярный сигнал. Но для того, чтобы избежать насыщения сердечника, необ-
ходимо убрать возникающую при этом постоянную составляющую. Это легко сделать
при помощи конденсатора СЗ перед первичной обмоткой трансформатора. На выходе
Tri мы получаем уже двухполярный сигнал, в идеале совпадающий с исходным, но
смещенный в отрицательную область как раз на величину этой убранной постоян-
ной составляющей. Такой сигнал нас вполне бы устроил, т.к. на затвор полевых
транзисторов можно подавать отрицательный запирающий сигнал. Но здесь возни-
кает вторая проблема, а именно: амплитуда импульсов на выходе развязки будет
зависеть от коэффициента заполнения сигнала. Дело в том, что в верхней части
нашего рабочего частотного диапазона (300 кГц) длительность «dead time» ста-
новится сопоставимой с периодом следования импульсов. Поэтому коэффициент за-
полнения (отношение длительности импульса к периоду) в нашем рабочем диапазо-
не (60-300 кГц) будет изменяться уже в довольно широких пределах (приблизи-
тельно от 20% до 50% для «dead time» 1.2 мкс) . При различных коэффициентах
заполнения амплитуда импульса на вторичной обмотке трансформатора будет тоже
разная. Это происходит потому, что в стационарном случае вольт-секундная пло-
щадь катушки (за период) должна быть равна нулю (см. рис.5).
В результате в одной стороне рабочего диапазона сигнал окажется слишком ма-
лым для надежного открывания транзистора ключа, а в другом, наоборот, может
превысить допустимый для транзистора предел (обычно 20 В). Поэтому проще вос-
становить постоянную составляющую нашего сигнала после гальванической развяз-
ки . Для этого можно использовать очень простые решения в виде так называемых
«восстанавливающих» цепочек: конденсатора С4 и диода VD1 (рис.4). Резистор R1
необходим для разряда затворов транзисторов при выключении генератора импуль-
сов, иначе на затворе транзистора может остаться заряд, и транзистор останет-
ся открытым.
Рис.5. Влияние коэффициента заполнения на амплитуду импульса.
Некоторые
характеристики
драйвера
Рис.6. Осциллограммы напряжения на затворе при различных коэффи-
циентах заполнения и график зависимости минимального напряжения
на затворе от коэффициента заполнения.
Более подробно теоретическую часть рассматриваемого решения (и много другой
полезной информации на эту тему) можно посмотреть в статье [2] . Здесь же я
просто приведу некоторые результаты своих экспериментов по работе этого драй-
вера при различных коэффициентах заполнения (рис.6).
Сигнал от генератора прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью от
О до 100% подавался на вход драйвера. Выход драйвера через резистор 5.1 Ом
подключался к затвору и истоку транзистора IRFP460. Осциллограммы напряжения
снимались непосредственно с затвора транзистора. На рис.6 представлены осцил-
лограммы напряжения на затворе транзистора при коэффициентах заполнения 10%,
50% и 90%, соответственно, и частоте 200 кГц. Видно, что гальваническая раз-
вязка хорошо передает форму импульса и восстанавливает постоянную составляю-
щую. На рис.6 также приведен график зависимости минимальной амплитуда импуль-
са (перед самым срезом) для трех рабочих частот (100, 200 и 300 кГц) и коэф-
фициента заполнения в диапазоне от 0 до 100%. Необходимый нам рабочий диапа-
зон по коэффициенту заполнения выделен красным. Видно, что такие драйверы не-
плохо справляются со своей задачей. Более того, из этого же графика видно,
что для частот 200-300 кГц драйвер сохраняет работоспособность вплоть до ко-
эффициентов заполнения 90-96%. Поэтому такие драйверы можно использовать даже
в ШИМ-регуляторах.
Несколько замечаний по комплектующим и компоновке. Конденсаторы С1 и С2 на
рис.4 необходимо размещать как можно ближе к корпусу МАХ4420. Расчет емкостей
СЗ и С4 есть в работах [2, 3], но указанные на рис.4 номиналы вполне подходят
для рассматриваемого здесь диапазона частот. В качестве диода VD1 лучше вы-
брать диод Шоттки. С ними нулевой уровень сигнала максимально близок к нулю.
Параметры трансформатора на указанный диапазон частот приведен на схеме. Есть
небольшое падение амплитуды к концу импульса на низких частотах, но оно не-
критично для работы ключа. Намотка бифилярная. В качестве провода для обмоток
очень удобно брать витые пары из кабелей компьютерных сетей. Они уже хорошо
свиты, достаточно толстые и жесткие.
Полная
схема
модуля
управления
Мы рассмотрели один канал драйвера. Полная схема модуля управления пред-
ставлена на рис.7.
Генератор управляющих импульсов выполнен на микросхеме IR2153 и аналогичен
генератору, используемому в [1] . Частота следования импульсов регулируется
переменным резистором R1. Поскольку в описываемом здесь инверторе применен
частотный способ регулирования мощности инвертора, желательна максимально
плавная регулировка частоты генератора. Поэтому в качестве переменного рези-
стора R1 применен многооборотный прецизионный резистор 3590S. Грубое измене-
ние диапазона частот осуществляется изменением емкости С1 при помощи перемы-
чек , расположенных на плате. Двухтактные последовательности управляющих им-
пульсов снимаются с выводов 5 и 7 микросхемы IR2153 и подаются на входы уси-
лителей драйверов. Длительность «dead time» фиксирована и равна 1.2 мкс.
Остальная часть схемы представляет собой четыре идентичных канала усилите-
лей с гальваническими развязками. Их мы уже рассмотрели в предыдущем разделе.
На рис.8 изображена готовая плата модуля управления.
Теперь мы можем приступить к первым испытаниям. Есть два готовых блока,
способных работать совместно: мост и модуль управления.
VDD
IN
C4 0.1
|| 4
IC1
COM
+12V
IC1
C5 10.0
VDD
IN
C8 0.1
II - 4
IC2
vcc
VB
1
"Частота"
R1 2k R2 1 8k
RT
CT
COM
510
1000
C1 = 1000, 1510, 2000, 2510
1000 ,
4
HO
vs
LO
IR2153
---------------------
I Выход синхронизации
6 ПГ 0 .1
5
_]_C2 _L + C3
10.0
COM
COM
MAX4420
C9 10.0
VDD
IN
C12 0.1
|l 4
IC3
VDD
OUT
OUT
COM
COM
C13 10.0
VDD
IN
C16 0.1
MAX4420
IC4
VDD
OUT
OUT
COM
COM
MAX4420
VDD
OUT
OUT
COM
MAX4420
VDD
OUT
OUT
6
5
6
5
VD2
R3 I
1k I
-----0
I S1
I G2
R4
1k I
-----0
I S2
7
6
VD3
G3
-----0
R5
1k ;
-----0
I S3
7
6
VD4
VD1, VD3, VD5, VD7- 1N5818 I
' G4
-----£
R6---I
1k I
-----0
I S4
' Gf
8
5
8
5
C17 10.0
Рис.7. Схема модуля управления.
ПЕРВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Первые испытания выполним при пониженном напряжении питания моста. Для это-
го подойдет любой регулируемый источник постоянного напряжения с током 1-2 А
и напряжением - до 30-50 В. Желательно, чтобы источник имел быструю электрон-
ную защиту от перегрузок. Срабатывание защиты может сразу же сказать о каких-
нибудь ошибках в монтаже или неисправностях используемых компонентов. При вы-
соких напряжениях такие неисправности обычно заканчиваются взрывом силовых
элементов. У меня под рукой оказался старый добрый Б5-8, еще способный выда-
вать напряжение до 50 В и ток - до 2 А. Вполне подойдет для нашей цели. Пита-
ние модуля управления (12 В) осуществляется от обычного компьютерного блока
питания. От этого же блока питается вентилятор кулера, на котором размещены
ключи моста. В качестве активной нагрузки используется лампа накаливания мощ-
ностью 500 Вт. Общий вид стенда в процессе испытания показан на рис.9. Ампер-
метр случайно попал в кадр. Он нам пока не нужен.
Рис.8. Плата модуля управления.
Рис.9. Общий вид стенда для первых испытаний.
Рекомендуется следующий порядок первых испытаний:
1. Включаем источник питания 12 В. Питание моста пока не включаем (!). Убе-
ждаемся в правильности работы генератора управляющих импульсов (смотрим
сигналы с ножек 5 и 7 микросхемы IR2153 и на клеммнике выхода сигнала
синхронизации). Сигналы должны быть аналогичны сигналам, изображенным на
рис.1 слева снизу.
2. Проверяем работу усилителей и трансформаторных развязок (смотрим сигналы
на выходных клеммниках платы управления). Импульсы должны быть прямо-
угольными, без сильных выбросов. Вершины должны быть без сильных «зава-
лов» во всем частотном диапазоне. Обратите внимание на нулевой уровень
сигнала. Он должен быть действительно в нуле. Здесь полезно подольше и
разнообразно покрутить ручку резистора регулировки частоты. Обратите
особое внимание, чтобы при вращении резистора не было никаких рывков и
«дребезга» сигнала, вызванного вращением резистора! Поскольку никакой
быстродействующей защиты в инверторе нет, то такая неисправность рези-
стора может унести жизнь силовых ключей за счет сквозных токов, вызван-
ных сбоем модуля управления.
3. Проверяем фазировку управляющих сигналов непосредственно на затворах
транзисторов ключей моста. Ключи 1 и 2 должны работать в одной фазе,
ключи 3 и 4 - в другой. Во всем частотном диапазоне сигналы должны быть
прямоугольными, похожими на сигналы, изображенные на рис.10 вверху. Пау-
зы «dead time» должны быть четко выражены. Для данного теста лучше при-
менять двухлучевой осциллограф, но если такового нет, то используйте
сигнал синхронизации, предусмотренный в данной схеме. Его нужно подать
на вход внешней синхронизации осциллографа. Если все нормально, продол-
жаем испытания.
4. Подключаем осциллограф к нагрузке. Включаем питание моста и начинаем
плавно поднимать напряжение источника. В районе 20-30 В лампочка начнет
светиться. Сигнал на нагрузке должен быть двухполярным и симметричным
относительно нуля. Амплитуда его должна практически совпадать с напряже-
нием питания моста. Во всем частотном должны четко просматриваться «пле-
чики» dead time (см. рис.10 справа).
5. Плавно поднимаем напряжения до 50-100 В (насколько позволяет источник).
«Погоняем» систему порядка получаса-часа. Температура радиаторов не
должна заметно отличаться от комнатной. Резисторы снабберов ключей и ос-
тальные элементы тоже должны оставаться холодными.
Рис.10. Осциллограммы напряжения на затворе одного из транзисторов
ключей моста (вверху) и напряжения на нагрузке (внизу). Примеча-
ние: нижняя (желтая) диаграмма - сигнал внешней синхронизации, ко-
торый берется с вывода «ЬО» микросхемы IR2153 (рис. 8) . Его фаза
совпадает с исходной фазой одного из управляющих сигналов.
Если все прошло так, как перечислено выше, то первые испытания моста можно
считать законченными и успешными. Теперь можно переходить к изготовлению сле-
дующего блока - нагрузки.
НАГРУЗКА
Схема
Эквивалентная схема нагрузки для индукционного нагрева и плавки представле-
на на рис.11. Вихревые токи, индуцируемые в нагреваемом образце, образуют
воздушный трансформатор с катушкой индуктора, а резистор отражает омические
потери в образце. Компенсирующий конденсатор с катушкой индуктора образует
последовательный колебательный контур, характеризующийся определенной резо-
нансной частотой и добротностью. Понижающий трансформатор Tri осуществляет
согласование сравнительно низкоомной нагрузки с инвертором, представляющим
собой источник напряжения.
Замечательной особенностью резонансной нагрузки является то, что на частоте
резонанса она представляет собой чисто активное сопротивление. Т.е. мощность,
идущая на омический нагрев образца, максимальна на частоте резонанса. Это да-
ет нам возможность регулировать мощность нагрева просто путем изменения рабо-
чей частоты инвертора вблизи частоты резонанса. Об этом подробнее мы погово-
рим позже, а сейчас займемся изготовлением самой нагрузки. Нам необходимы три
детали: конденсаторная батарея С, сам индуктор L и согласующий трансформатор
Tri.
Рис.11.
трансформатор
Образец
Эквивалентная схема нагрузки для индукционного нагрева.
Конденсаторная батарея
Подходящий конденсатор для нагрузки можно взять готовый (например, специ-
альные конденсаторы с водяным охлаждением типа К87-21). А можно сделать бата-
рею конденсаторов, которые в сумме смогут «прокачивать» достаточную реактив-
ную мощность и при обычном воздушном охлаждении (за счет естественной конвек-
ции или дополнительного обдува). В этом случае можно взять недорогие конден-
саторы с малым тангенсом угла потерь (например, высоковольтные полипропилено-
вые типа СВВ81, К78-2). Более высоковольтные конденсаторы предпочтительней,
т.к. они могут рассеивать больше мощности. Батарея более доступна, и ее легче
наращивать по мере необходимости. Поэтому выбираем именно этот вариант.
На рис. 12 показаны все комплектующие и инструменты, необходимые для изго-
товления конденсаторных батарей.
Рис.12. Детали и инструменты для изготовления конденсаторных батарей.
В данной конструкции использованы конденсаторы СВВ81 емкостью 0.033 мкФ и
рабочим напряжением 2000 В. Группы конденсаторов по 18 штук припаиваются к
одной паре медных шин и образуют законченный модуль. Из этих модулей легко
собрать батарею большего размера. На одном конце каждой шины имеется два от-
верстия и разрез, при помощи которых можно обеспечить надежный электрический
и тепловой контакт с общей токоведущей трубчатой шиной. Медные шины, к кото-
рым припаяны конденсаторы, имеют сечение 50 кв. мм. Поэтому они хорошо охлаж-
даются от трубчатых шин, которые, в свою очередь, охлаждаются водой, проте-
кающей к индуктору. Три готовых модуля показаны на рис.13.
UlUMM. JW
Дуг ддддмме
шКШ. ww
UWtir '' ” ’ Т
Рис.13. Готовые конденсаторные модули.
Следующая деталь нагрузки, которую нужно изготовить, - индуктор.
Индуктор
Размеры и конструкция индуктора зависит от решаемой задачи. Данный инвертор
будет работать в качестве источника питания высокотемпературной трубчатой пе-
чи, работающей при температура 1500-2000 градусов. В этой печи нагревательным
элементом будет изолированная от атмосферного воздуха графитовая трубка. По-
этому для тестирования инвертора сделаем многовитковый горизонтальный индук-
тор, подобный тому, который будет использоваться в будущей печи. Индуктор бу-
дет содержать 6 витков, диаметр витка - 20 мм, диаметр медной трубки, из ко-
торой будем делать индуктор, равен 4 мм.
В изготовлении катушки индуктора нет ничего сложного. Находится подходящая
болванка (в нашем случае нержавеющая трубка с внешним диаметром 20 мм). Оце-
нивается длина медной трубки, необходимая для намотки катушки (теоретически
или путем измерения длины подходящей гибкой ПХВ-трубки). Для того, чтобы мед-
ная трубка не сминалась при намотке, ее внутренность должна быть плотно «за-
бита» каким-нибудь наполнителем. Обычно для этой цели используется мелко про-
сеянный сухой песок. Его потом легко вытряхнуть из готовой катушки вручную
или выдуть воздушным компрессором. Итак, расплющим самый кончик прямой трубки
достаточной длины. Через подходящую вороночку насыпаем песок с другой сторо-
ны. Слегка утрамбовываем, досыпаем при необходимости. Потом расплющиваем вто-
рой конец трубки. После этого трубка легко гнется как обычный мягкий пруток.
Не сминается, по крайней мере, до внутреннего радиуса кривизны сгиба 1-1.5
диаметра.
После намотки отрезаем расплющенные концы трубки, вытряхиваем песок и при-
паиваем индуктор к двум прямолинейным медным трубкам диаметром 6 мм и длиной
20-25 см. Это и есть те трубчатые шины, к которым будут подсоединяться модули
конденсаторной батареи. Эти же трубки будут служить единственным витком вто-
ричной обмотки согласующего трансформатора. Одна из них будет проходить через
центр кольцевого сердечника трансформатора, а вторая - снаружи. Готовый ин-
дуктор показан на рис.14.
Рис.14. Готовый индуктор для трубчатой печи.
Осталась изготовить последнюю деталь нагрузки - согласующий трансформатор.
Согласующий
трансформатор
Сердечник согласующего трансформатора представляет собой три кольца
К32х16х12. Марка феррита М2000НМ-1Б. Кольца сложены вместе и обмотаны фторо-
пластовой лентой. Первичная обмотка - 20 витков провода МГТФ 1.0. Намотана в
один слой.
Теперь у нас все готово для сборки и испытания нагрузки.
Испытание
резонансной
нагрузки
Общий вид нагрузки, подготовленной для испытаний, показан на рис.15. Винты
и гайки - немагнитные, латунные. Поскольку они находятся вблизи сильных пере-
менных токов, то ставить стальные метизы нежелательно, т.к. увеличиваются по-
тери и возникает лишний нагрев в шинах.
Фактически испытательный стенд у нас уже готов. В качестве регулируемого
низковольтного источника питания по-прежнему будем использовать Б5-8. Мост и
плата управления у нас уже соединены между собой и подключены к источникам
питания. В качестве нагрузки вместо лампочки подключим к мосту первичную об-
мотку согласующего трансформатора.
В процессе испытаний даже при малых мощностях индуктор заметно греется. По-
этому необходимо подключить его к системе водяного охлаждения. Можно исполь-
зовать и обычный водопровод. В этом случае для электрической развязки индук-
тор к водопроводу необходимо подключать через достаточно длинный (несколько
метров) и тонкий диэлектрический шланг. На выходном шланге можно сделать не-
большую металлическую вставку, к которой можно прикрепить термопару от обыч-
ного китайского мультиметра. Получится удобный датчик для контроля охлаждаю-
щей воды.
Рис.15. Готовая к испытаниям нагрузка.
Итак, собранный стенд теперь выглядит как на рис.16. Поясняющие надписи -
на изображении.
Рис.16. Стенд в процессе испытания.
Пара дополнительных комментариев. Согласующий трансформатор в процессе ра-
боты заметно греется. Поэтому при работе на уровне 1 кВт и выше ему необходи-
мо принудительное охлаждение. Самый простой вариант - поставить дополнитель-
ный вентилятор, как показано на рис.16.
И еще совет. Обмотайте трансформатор снаружи колечком ПХВ-изоленты. Лучше
китайской. С натягом. Тогда если трансформатор нагреется до опасных темпера-
тур, она порвется и отскочит. Сразу будет видно. Дополнительная «диагностика»
никогда не помешает!
Ну и, наконец, прежде чем приступить непосредственно к испытаниям, обсудим
один очень важный вопрос, связанный с резонансными нагрузками и частотным ре-
гулированием мощности.
Особенности работы
с инвертором при
частотном регулировании
Поскольку в данном инверторе используется частотный способ регулирования
мощности, включать его без резонансной нагрузки нежелательно. В качестве на-
грузки используется последовательный колебательный контур (индуктор с конден-
саторной батареей), соединенный с мостом через понижающий согласующий транс-
форматор. Кроме этого, поскольку данная конструкция не содержит вообще ника-
ких защит и ограничителей, добротность нагрузки не должна быть сильно высо-
кой. Т.е. не рекомендуется включать установку, например, с «пустым» индукто-
ром. В нашем случае энергию поглощать будет графитовый стержень подходящего
размера. Чтобы случайно не замкнуть витки индуктора, поместим его в кварцевую
трубку, торцы которой заделаны пробками из мертеля.
Сам процесс работы с инвертором при ручном частотном регулировании мощности
довольно прост и происходит следующим образом:
1. Включаем водяное охлаждение индуктора и всю диагностическую аппаратуру.
2. Ручка регулятора частоты выводится на максимальное значение частоты
(т.е. R1 на рис.7 должно быть равно нулю). Максимальное значение частоты
генератора управляющих импульсов должно быть заведомо больше резонансной
частоты контура нагрузки. Минимальное - не больше. Иначе можно не дойти
до требуемой мощности.
3. После этого включаем питание управляющих узлов (12 В) . Убеждаемся, что
плата управления работает (например, по наличию синхроимпульсов), и все
вентиляторы исправно крутятся.
4. Включаем питание моста. В данном тестировании это низковольтный Б5-8, а
в реальной работе - сетевой источник на 310 В.
5. Если ничего страшного не произошло, начинаем плавно понижать частоту ге-
нератора . В данных испытаниях приближение к резонансу контролируем по
осциллограмме тока в нагрузке. Сигнал берется с трансформатора тока, на-
детого на провод, идущий от моста к согласующему трансформатору
(рис. 15) . В реальной же работе (от сети) процесс можно (и даже более
удобно) контролировать по полному току, потребляемому установкой от се-
ти .
6. При приближении к резонансу амплитуда тока в нагрузке (или потребляемый
инвертором ток) начинает расти. Продолжая понижать частоту, плавно выво-
дим инвертор на нужную мощность.
Переходить через резонанс нежелательно. При работе на низком напряжении
(тестировании) ничего страшного, конечно, не произойдет. Более того, это при-
дется сделать, для того, чтобы точнее определить резонансную частоту нагруз-
ки. А вот в реальной работе (на высоком напряжении) это чревато перегревом
транзисторов ключей. А поскольку автоматической защиты в данной конструкции
не предусмотрено, то лучше не рисковать.
Обязательно нужно постоянно контролировать температуру радиаторов. Несмотря
на то, что в данной конструкции при штатной работе температура радиаторов
обычно ненамного превышает комнатную температуру (5-10 градусов при 1-1.5 кВт
потребляемых от сети), постоянный контроль все равно необходим.
Еще из общих принципов безопасной работы инвертора следует отметить, что
недопустимы замыкания витков индуктора и его цепей каким-нибудь упавшим инст-
рументом или проводящим образцом. Выключение производится в обратном порядке:
1. Ручку регулятора частоты крутим в обратную сторону - выводим частоту на
максимум.
2. Затем выключается напряжение питания моста.
3. Через некоторое время (при реальной работе от сети - после разрядки кон-
денсаторов фильтра) выключаем питание 12 В.
4. Выключаем остальную аппаратуру и, естественно, не забываем перекрыть во-
ду охлаждения.
Рис.17. Осциллограммы напряжения (вверху) и тока (внизу) на нагрузке.
Есть еще одна особенность, связанная с ручной частотной регулировкой мощно-
сти инвертора и отсутствием автоподстройки частоты под резонансную. Она воз-
никает при работе с ферромагнитными материалами (например, при плавке стали).
При нагреве любого ферромагнитного материала есть определенная температура
(точка Кюри), для каждого материала своя, при котором происходит фазовый пе-
реход. Материал при этом теряет свои ферромагнитные свойства, его магнитная
проницаемость резко падает. Это приводит к возрастанию резонансной частоты
нагрузки. В результате рабочая частота инвертора может оказаться ниже резо-
нансной частоты контура (нагрузки). Поскольку в данной конструкции автомати-
ческая подстройка частоты отсутствует, то при работе с ферромагнитными мате-
риалами необходимо соблюдать дополнительные меры предосторожности. Если, ко-
нечно, планируется нагрев выше точки Кюри. Самый простой способ безопасной
работы в этом случае - использовать минимальные загрузки индуктора (объем
ферромагнитного материала мал по сравнению с объемом индуктора). Другие спо-
собы (например, заранее оценить сдвиг резонансной частоты и, при приближении
к точке Кюри, вручную подстроить частоту инвертора) слишком рискованны и ма-
лоэффективны, т.к. при подходе к точки Кюри придется перейти на меньшие мощ-
ности нагрева. Поэтому для таких задач лучше просто увеличить объем индуктора
и поднять мощность инвертора. Тем более, что проблемы достижения максимально-
го кпд нагрева - обычно не самые актуальные для лабораторных установок.
Вот теперь, наконец, мы можем перейти к испытанию резонансной нагрузки. Де-
лаем все так, как описано выше. Снимем осциллограммы напряжения на нагрузке
(на первичной обмотке согласующего трансформатора) и тока. Сигналы должны
быть двухполярными и максимально симметричными относительно нуля. Ток должен
быть синусоидальным, а напряжение - меандр. Выглядеть они должны приблизи-
тельно так, как показано на рис. 17. Обратите внимание, что переключение клю-
чей происходит не в самые лучшие моменты времени. Это плата за выбор простей-
шего алгоритма управления ключами моста. В будущем можно будет поэксперимен-
тировать с другими алгоритмами - конструкция это позволяет.
«Погоняем» установку часок-другой при напряжениях питания инвертора прибли-
зительно 30-50 В. Все должно оставаться холодным. Если так и есть, то будем
считать, что вторые испытания наш инвертор прошел успешно. Осталось изгото-
вить последний модуль - блок питания моста и перейти к финальным испытаниям.
БЛОК ПИТАНИЯ МОСТА
В простейшем случае блок питания моста представляет собой нерегулируемый
источник постоянного напряжения, состоящий из диодного моста подходящей мощ-
ности и конденсатора большой емкости для фильтрации пульсаций напряжения.
Подключить его к сети можно через обычный бытовой автомат, рассчитанный на
ток 16-25А, который будет играть роль и выключателя, и предохранителя. Одна-
ко, у такого простого решения есть одна проблема. В момент включения конден-
сатор потребляет слишком большой ток (естественно, если он был разряжен). В
лучшем случае это будет приводить к срабатыванию автомата при первом включе-
нии .
Простейший вариант устранения этой проблемы - поставить на входе выпрямите-
ля токоограничивающий резистор. После того, как конденсаторы фильтра зарядят-
ся, этот резистор следует замкнуть. Замкнуть можно, например, вручную при по-
мощи обычного тумблера. Таким образом, простейшая работоспособная схема блока
питания для нашего инвертора может выглядеть так, как показано на рис.18.
Рис.18. Схема простейшего блока питания моста.
Неприятность такого простейшего решения заключается в том, что необходи-
мость производить дополнительные ручные манипуляции при включении/выключении
инвертора часто приводит к ошибкам. Поэтому желательно поставить какую-нибудь
несложную автоматику. Это может быть, например, таймер, замыкающий резистор
через какое-то время после включения. Другой вариант - реле, срабатывающее
при достижении напряжения на конденсаторе некоторого определенного (порогово-
го) значения. В данной конструкции выбран второй вариант.
В принципе можно придумать бесконечное количество возможных решений этой
задачи. Никаких особых требований здесь нет. Поэтому все может определяться
личными предпочтениями и наличием необходимых комплектующих. У меня под рукой
оказались 12-вольтовые реле JQX-15F(Т90), контакты которого рассчитаны на ток
до ЗОА, и оптопара РС817, светодиод которой вполне может служить плечом дели-
теля напряжения на конденсаторе. Это и определило выбранное схемотехническое
решение. Схема блока питания с автоматическим замыканием/размыканием балласт-
ных резисторов R1-R2 при достижении определенного уровня напряжения на кон-
денсаторах фильтра приведена на рис.19.
Рис.19. Схема блока питания моста.
Резисторы R2, R3 и светодиод оптопары образуют слаботочный делитель выход-
ного напряжения блока питания. Когда конденсатор С1 зарядится до определенно-
го напряжения (оно регулируется резистором R6) , транзистор Т1 открывается,
срабатывает реле К1, контакты которого замыкают резисторы R1 и R2. Поскольку
высоковольтная и низковольтная цепи имеют гальваническую развязку, то для пи-
тания последней можно использовать тот же блок питания, что и для модуля
управления и вентиляторов.
Детали для сборки блока питания с готовой платой управления реле показаны
на рис. 20.
Выпрямительный мост и плата размещены на небольшом кулере с вентилятором. В
принципе, такое мощное охлаждение моста здесь не требуется, но кулер оказался
неплохим конструктивным элементом, а 12 В все равно подводится к плате. По-
этому охлаждение блока питания получилось с очень большим запасом. Общий вид
собранного блока питания показан на рис. 21.
Рис.20. Детали блока питания.
Рис.21. Готовый блок питания моста.
Настройка блока питания заключается в установке порога срабатывания реле
при напряжении на конденсаторах фильтра в районе 200-250 В при помощи под-
строечного резистора R6. Для регулирования входного напряжения используем
ЛАТР. Для контроля напряжения на выход источника подключаем вольтметр. Отно-
сительно быструю разрядку конденсаторов во время настройки осуществляем при
помощи резистора (мощность - пара ватт и сопротивление 10-20 кОм).
Все. Теперь можно приступать к финальным испытания всей установки.
ФИНАЛЬНЫЕ
ИСПЫТАНИЯ
ИНВЕРТОРА
Поскольку данный инвертор был предназначен для питания высокотемпературной
трубчатой печи с графитовым нагревателем, то для финальных испытаний инверто-
ра изготовим простой макет такой печи, как показано на рис.22.
Рис.22. Макет трубчатой печи для финальных испытаний.
На внутреннюю керамическую трубку надевается графитовая трубка подходящего
размера. Вся эта конструкция помещается внутрь защитной кварцевой трубки,
торцы герметизируются пробками из мертеля. Внешний чехол из кварца выбран ис-
ключительно из соображений визуального контроля за поведением графита. В ре-
альной печи это будет тоже керамика. Поместим этот макет в индуктор на кера-
мических стойках так, чтобы кварцевая трубка не касалась витков индуктора.
Подключаем блок питания, который мы только что изготовили, к инвертору
(вместо Б5-8) с одной стороны и к сети (через автомат и амперметр переменного
тока) с другой стороны. Параллельно выходу источника подключим вольтметр для
контроля напряжения питания моста инвертора.
Перепроверив все несколько раз, включаем установку как было описано выше, в
разделе тестирования нагрузки. Плавно понижая частоту инвертора, устанавлива-
ем потребляемый от сети ток на уровень 1А. Контролируем ток в нагрузке по ос-
циллографу. Там должен быть синусоидальный сигнал, возможно, с небольшими вы-
бросами. Если выбросы сильные (сравнимые с сигналом), нужно прекратить испы-
тания и искать причину.
На этой мощности (порядка 200 Вт) «погоняем» установку в течение получаса.
Температура радиатора ключей не должна заметно превышать комнатную (не более
2-3 градусов). За это время окончательно просохнет внутренность макета труб-
чатой печи. Осторожно поднесем тыльную сторону ладони к макету (не касаясь
индуктора!) . От него должно идти тепло. Все. Можно перевести дух и начать
увеличивать мощность.
Постепенно ступеньками в течение 10-20 мин доводим потребляемый ток до 5 А.
На уровне 2 А нагрев графита становится видимым по его свечению. На уровне 4-
5 А цвет каления внутренней поверхности алундовой трубки становится ярко бе-
лым.
Вот и все. На этом испытания инвертора для питания трубчатой печи можно
считать успешно закончившимися. Что же касается макета трубчатой печи, то мне
необходимо было выяснить, насколько эффективно такое простейшее решение смо-
жет защитить графитовый нагреватель от окисления. Поэтому аналогичные (только
более длительные) испытания были проделаны в течении несколько дней с утра до
вечера. На рис.23 показан общий вид стенда к концу десятого часа непрерывной
работы. Его состояние и параметры абсолютно такие же, как и в начале работы
при выходе на заданную мощность. Конечно, с точностью до колебаний температу-
ры и влажности в комнате.
Рис.23. Заканчивается десятый час непрерывной работы стенда.
Рис.24. Образец крупным планом.
На рис.24 показан макет трубчатой печи в процессе работы крупным планом.
Капля воды на индукторе (это конденсат) удачно иллюстрирует эффективность ох-
лаждения индуктора и конденсаторов батареи. На улице только что прошла теплая
летняя гроза, и влажность воздуха - 100%. Замечательно, что капли конденсата
появились не только на трубчатой шине индуктора, но и на плоских конденсатор-
них шинах. Почти до самых концов этих шин (!) . Так что природа сделала мне
неожиданный сюрприз - подарила довольно эффективную диагностику температурных
полей в конденсаторной батарее. Вывод из этой нежданной диагностики положи-
тельный - охлаждение через толстые медные шины работает весьма эффективно.
Осциллограммы тока в нагрузке приведены на рис.25.
Закрытие ключей 1 и 2
Открытие ключей 1 и 2
Закрытие ключей 3 и 4
Открытие ключей 3 и 4
Рис.25. Ток в нагрузке при работе в штатном режиме.
На этой же осциллограмме показаны моменты включения и выключения ключей
моста. Видно, что включение ключей происходит вблизи нуля тока, а выключение
- на dead time меньше полупериода. Тут уже ничего не поделаешь. Как уже отме-
чалось выше, жесткий режим работы ключей в данной конструкции - плата за про-
стейшую схему управления.
Ну и, наконец, осталось посмотреть, что же стало с графитом после таких
«истязаний». Суммарная наработка макета получилась около 30 часов при темпе-
ратуре (в среднем) порядка 1400-1500 градусов. Вскрываем и смотрим (рис.26).
Рис.26. Макет трубчатой печи после испытаний.
Видно, что один конец графитовой трубки разрушился за счет частичной раз-
герметизации одной пробки. Трещина в пробке образовалась в самом начале испы-
таний. Зато другой конец практически не изменился. Так что идея в целом рабо-
тает, нужно только тщательней выполнять герметизацию.
Все. Испытания закончены. Инвертор готов к работе в качестве источника пи-
тания высокотемпературной трубчатой печи.
ВЫВОДЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Рассмотренная конструкция инвертора отработала в сумме более 200 часов на
уровне потребляемой мощности 1-1.5 кВт. Никаких нештатных ситуаций и аварий
за это время с ней не приключилось. Регулировка мощности на графитовых образ-
ца происходит плавно. Уровень мощности стабилен и повторяем. Для лабораторных
нужд было изготовлены и протестированы еще два точно таких же инвертора, ко-
торые в среднем показали такие же параметры и эксплуатационные характеристи-
ки. Так что такое решение можно считать вполне работоспособным и повторяемым.
Установка проста, не содержит очень дорогих или дефицитных комплектующих и
доступна для повторения любому квалифицированному экспериментатору, которому
необходим индукционный нагрев для своих экспериментов.
Инвертор такого типа может быть использован не только с низкодобротными на-
грузками (типа графитовых трубчатых печей или тиглей). Как и в предыдущей ра-
боте [1], этот инвертор испытывался и в условиях малых загрузок различных ме-
таллов (левитационная плавка небольших алюминиевых образцов, нагрев небольших
предметов и т.п.). Регулировка мощности становится более жесткой, но вполне
приемлемой и контролируемой. Так что в подобных приложениях данная конструк-
ция тоже может быть использована.
Вот фактически и все. На этом можно остановиться. Эта конструкция может
«закрыть» многие проблемы физико-химической лаборатории, связанные с нагревом
и плавкой. Естественно, при соблюдении определенных правил безопасной работы.
Конечно, любое реальное устройство имеет какие-то недостатки, которые жела-
тельно устранить. Всегда хочется сделать какие-то усовершенствования. Поэтому
«развивать эту тему» можно бесконечно. Главное - вовремя остановиться. Поэто-
му мы так и поступим, потому что основа для работы уже есть.
Тем не менее, в заключение хотелось бы отметить несколько простых модерни-
заций, которые можно сделать «в рабочем порядке», без серьезных модернизаций
уже описанных решений. Они еще не проверялись (мною!) на практике, но очень
прозрачны и понятны. Поэтому должны сработать.
Защита
Главная целью этой работы было максимально быстрое изготовления простого
рабочего варианта лабораторного инвертора. Все было подчинено этой цели, по-
этому никакие быстродействующие защиты силового модуля здесь вообще не преду-
смотрены. Как уже обсуждалось в [1], при аккуратной и продуманной эксплуата-
ции инверторы работают вполне надежно. Длительные испытания мостового инвер-
тора, описанного в данной работе, показали аналогичные результаты. Тем не ме-
нее, простейшую цепь защиты инвертора от перегрузки по выходному току поста-
вить не помешает. Тем более, что это довольно просто сделать.
Для этого на один из проводов, идущих от инвертора к нагрузке, повесим
трансформатор тока с маломощным диодным выпрямителем. Напряжение на этом вы-
прямителе будет пропорционально среднеквадратичному значению тока в нагрузке.
Далее этот сигнал необходимо подать на какой-нибудь регулируемый пороговый
элемент (компаратор, таймер, даже транзистор или тиристор в простейшем слу-
чае) , который будет выдавать «нулевой» логический уровень, если выходной ток
инвертора превысит порог. Этот сигнал нужно подать (через диод) на ножку 3
(СТ) микросхемы IR2153 (рис.7). У этой микросхемы нет специально входа блоки-
ровки генератора, но если уровень сигнала на 3-й ножке принудительно устано-
вить на уровень меньше, чем 1/6 от напряжения питания, то на обоих выходах
IR2153 с минимальной задержкой установится 0. Таким образом произойдет ава-
рийное выключение инвертора.
Регулировка мощности
В данной работе была применена частотная регулировка мощности индукционного
нагрева. В предыдущем варианте [ 1 ] мощность регулировалась путем изменения
напряжения питания инвертора. И в том и в другом случае есть свои плюсы и ми-
нусы. Поэтому хотелось бы применить регулируемый источник напряжения для пи-
тания моста инвертора, но не такой громоздкий, как в [1]. К сожалению, мне не
удалось найти бестрансформаторный, простой, недорогой регулируемый (от 0 до
310 В) источник постоянного напряжения с мощностью несколько кВт. При увели-
чении мощности сложность и стоимость блока питания становится сопоставимой (и
даже начинает превышать!) со сложностью и стоимостью самого инвертора. Вся
затея становится бессмысленной. Тем не менее, и схемотехника, и элементная
база быстро развиваются. Подождем, пока профессионалы разработают для нас та-
кой замечательный источник. Скорее всего это должно быть что-то вроде мощного
высоковольтного чоппера с ШИМ-регулировкой. Тогда нам достаточно будет просто
заменить уже существующий блок питания на новый. В результате мы получим еще
одну «степень свободы» для регулирования мощности.
Мощность
Мощности всегда не хватает. Поэтому в заключение обсудим одну идею, как
можно создавать установки большей мощности на базе рассмотренных здесь инвер-
торов (модуле). В принципе сделать это не сложно.
*
'0
и
а;
X
СП
Индуктор
Рис.27. Агрегирование лабораторных инверторов для наращивания мощности.
Суть идеи такова. Предположим, что нам нужно сделать устройство в три раза
более мощное, чем наш одиночный модуль (инвертор), который мы только что сде-
лали. Поступим следующим образом. Изготавливаем еще два точно таких же инвер-
тора, но их блоки управления немножко упростим. На платы модулей управления
не будем ставить генератор управляющих импульсов (т.е. микросхему IR2153 со
всей ее «обвязкой»). Сигналы управления для этих двух модулей берем от блока
управления первого инвертора. Далее, каждый инвертор, естественно, имеет свой
отдельный высоковольтный блок питания моста. Их мы подключим к трехфазной се-
ти. Каждый блок питания - на свою фазу и, естественно, - на общий ноль. В ре-
зультате мы получим три синхронно работающих инвертора, питающиеся от трех-
фазной сети. Осталось только «свести» выходы этих трех инверторов на единую
нагрузку - наш колебательный контур. На рис.27 показано, как это можно сде-
лать при помощи согласующих трансформаторов. Естественно, трансформаторы
должны быть «правильно» сфазированы. Т.е. их нужно надеть на трубчатую шину
так, чтобы их поля (э.д.с.) складывались. В результате мы получим в три раза
более мощное устройство на МОП-транзисторах, питающееся от нерегулируемых ис-
точников , подключенных к трехфазной сети.
Ну, вот теперь мы можем и остановиться.
Рис.28. Плата драйверов и платы модулей ключей.
Размер изображения для печати 11.5 см х 8 см (в пикселах - 2634 х 1890) .
Разрешение 600 dpi. Изображение предназначено для изготовления плат методом
«лазерного утюга».
ЛИТЕРАТУРА
1. Кухтецкий С.В. Инвертор для индукционного нагрева. «Домашняя лаборато-
рия» №12 за 2011 г.
2. Laszlo Balogh. Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate
Drive Circuits, http://focus.ti.com/lit/ml/slupl69/slupl69.pdf
На сервере Depositfiles имеется русский перевод: «Разработка и применение
высокоскоростных схем управления силовыми полевыми транзисторами.»
http://depositfiles.com/ru/files/p3pmr4qm8
3. Tong Qiang, Zhang Donglai, Wang Yi, Xu Dianguo. An Improved Isolated
MOSFET Gate Driver Scheme for Wide Duty Cycle Applications.
http://ir.lib.ntust.edu.tw:8080/dspace/bitstream/987654321/14414/l/412.pdf
Техника
КОАКСИАЛЬНАЯ КРИПТОЛОВАЯ ПЕЧЬ
С.В. Кухтецкий
Криптоловые печи, довольно широко применявшиеся в первой половине
прошлого столетия, в настоящее время почти неизвестны эксперимента-
торам. Тем не менее, такие печи - очень простой, быстрый и эффектив-
ный способ получения высоких (1500-2000 градусов и выше) температур
в лабораторных условиях, если по каким-то причинам нет возможности
использовать современное специальное оборудование (индукционные, ду-
говые или другие высокотемпературные печи). В данной статье в очень
краткой форме (фотографии с минимальными комментариями) показана
конструкция и порядок сборки коаксиальной криптоловой печи. Особен-
ность этой печи в том, что ток течет радиально, концентрируясь около
центрального цилиндрического графитового электрода. Этот электрод
выполняет и роль тигля. Внешний коаксиальный электрод большего диа-
метра изготовлен из стали и играет дополнительную роль - боковой
стенки печи. Помимо замыкания тока, внешние слои криптола, примыкаю-
щие к внешнему электроду, служат теплоизоляцией. При достаточно
большом отношении радиусов внешнего и внутреннего электродов пере-
гревная неустойчивость не возникает, высокотемпературная зона окру-
жает только внутренний электрод, и печь работает устойчиво.
ВВЕДЕНИЕ
Когда у экспериментатора возникают разовые задачи, связанные с нагревом до
температур выше 1100-1200 градусов, начинаются проблемы. Промышленные печи на
такой температурный диапазон резко возрастают в цене по сравнению со штатными
муфельными печами, а изготовление даже небольшой печи собственными силами
«упирается» в проблему поиска подходящих материалов. Печи сопротивления с ме-
таллическими нагревателями требуют применения либо дорогих благородных метал-
лов (например, платины), либо использования инертной или восстановительной
атмосферы. Если же требуемые температуры превышают 1500 градусов, то практи-
чески единственным приемлемым вариантом является применение графитовых нагре-
вателей с какой-нибудь подходящей защитой графита от окисления атмосферным
воздухом. Абсолютная герметизация графита в таких печах обычно не нужна. Дос-
таточно исключить поступление свежего воздуха, содержащего много кислорода,
непосредственно к нагревательному элементу. При этом удается достичь ресурса
графитового нагревателя от нескольких десятков до сотни часов, в зависимости
от рабочей температуры. Такой ресурс вполне удовлетворителен для единичных
лабораторных экспериментов.
К сожалению, физико-химические свойства графита не способствуют изготовле-
нию высокоомных графитовых нагревателей. Его хрупкость не дает возможности
делать тонкие длинные спиральные нагреватели, а неустойчивость графита к
окислению при высоких температурах заставляет делать нагреватели как можно
толще для достижения приемлемого ресурса. Поэтому обычно применяют трубчатые
графитовые нагреватели, которые имеют очень низкое сопротивление и требуют
для своего питания специальные низковольтные сильноточные источники. Естест-
венно, при этом обостряется проблема контактов и мощных токовводов в герме-
тичную зону.
Электрическое сопротивление нагревателя можно легко увеличить, если исполь-
зовать в качестве нагревателя не монолитный кусок графита, а некий объем, за-
полненный графитовыми гранулами размером 2-5 мм. Такая графитовая «крупа» на-
зывается криптолом и обладает рядом замечательных свойств, очень полезных для
создания высокотемпературных нагревателей. А именно:
1. Графит (углерод) не образует нелетучих, непроводящих окислов. Поэтому
приемлемое электрическое сопротивление контактов между гранулами сохра-
няется при любых температурах и степени окисления графита.
2. Электрическое сопротивление объема, заполненного криптолом, велико по
сравнению с сопротивлением монолитного графита. Это дает возможность пи-
тать криптоловые печи более простыми и дешевыми источниками питания. Как
будет показано ниже, при использовании тиристорных регуляторов возможно
питание криптоловых печей вообще непосредственно от сети 220 вольт, без
использования дорогих и громоздких трансформаторов.
3. Из-за того, что напряжение питания криптоловых печей получается доста-
точно высоким, начальная стадия разогрева криптола существенно облегча-
ется за счет возникновения большого количества микроразрядов в зонах
контакта зерен криптола друг с другом.
4. Использование толстых слоев криптола препятствует свободному поступлению
кислорода воздуха в высокотемпературную зону. Это способствует увеличе-
нию ресурса нагревателя. По этой же причине, периферийные зоны криптола
служат неплохим теплоизолятором для горячих центральных зон.
Благодаря этим замечательным свойствам криптоловые печи широко использова-
лись в лабораторной практике в первой половине прошлого века [1-4]. К недос-
таткам же криптоловых печей можно отнести следующие:
1. Сравнительно малый ресурс. Обычно это несколько десятков (до сотни) ча-
сов в зависимости от рабочей температуры и степени герметизации крипто-
ла. С другой стороны, замена выгоревшего криптола - очень простая опе-
рация (простота зависит, конечно, от конструкции печи), связанная с вы-
грузкой старого и насыпкой свежего криптола.
2. Определенная «капризность» криптоловых печей, требующих постоянного
контроля за их работой. Сопротивление криптолового нагревателя может
заметно и самопроизвольно изменяться в широких пределах как из-за виб-
раций и ударов, так и от выгорания гранул криптола. Это затрудняет дос-
тижение стабильных, повторяемых режимов нагрева.
3. Выделение продуктов окисления криптола и восстановительная атмосфера в
печи. Поэтому с такими печами необходимо работать под тягой (для не-
больших печей) или в хорошо проветриваемом помещении.
По мере развития высокочастотной преобразовательной техники и технологий
индукционного нагрева, к настоящему времени криптоловые печи практически пол-
ностью вытеснены индукционными и преданы забвению. Достаточно «подробный» по-
иск в Сети дал всего две (!) современные статьи, так или иначе связанные с
криптоловыми печами [5, 6]. Похоже, действительно, для промышленных и массо-
вых лабораторных задач время криптоловых печей безвозвратно ушло. Тем не ме-
нее, в ряде случаев такие печи могут оказаться востребованными. К таким слу-
чаям относятся разовые недорогие эксперименты, связанные с нагревом до высо-
ких температур, или малобюджетные проекты при отсутствии оборудования для ин-
дукционного нагрева. Поэтому я решил описать одну, на мой взгляд, удобную
конструкцию коаксиальной криптоловой печи. Она не требует дефицитных материа-
лов , очень проста в изготовлении и вполне надежна в работе.
Наши отцы-деды-прадеды изобрели много разных вариантов криптоловых печей.
Возможно и такая конструкция, о которой пойдет речь ниже, тоже уже была. К
сожалению, мне не удалось найти какого-то близкого прототипа описываемой
здесь печи.
Предупреждение
об опасности
Элементы конструкций, рассматриваемых в данной статье, находятся под высо-
ким напряжением и не имеют гальванической развязки от питающей сети. Поэтому
при работе с ними нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с
этими печами можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮ-
ЧЕНИЯ ИХ ОТ СЕТИ!
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Традиционные криптоловые печи имели достаточно большое поперечное току се-
чение . Сопротивление нагревателя составляло величину десятые доли Ома и ниже,
в зависимости от конструкции печи, качества криптола и плотности набивки. По-
этому для их питания обычно использовались понижающие трансформаторы. Типич-
ные режимы питания - токи от 50 до 150 А, напряжения 40-60 В. В данной работе
мы будем иметь дело с менее мощными печами (до 10 кВт) . Рабочее пространство
организовано так, что сопротивление криптоловой засыпки составляет 10-20 Ом.
Поэтому такие печи можно питать непосредственно от сети, используя какой-
нибудь простой регулятор для управления мощностью печи. В данном случае был
выбран простейший вариант симисторного регулятора с управлением на базе оте-
чественной микросхемы фазового регулятора КР1182ПМ1. Схема регулятора взята
из статьи [7] (рис. 12 в [7]) практически без изменений. Она изображена на
рис.1.
Резистор R1 лучше выбрать с выключателем, но можно и обойтись без него.
Подключать регулятор к сети (да и отключать тоже) необходимо при таком поло-
жении ручки, чтобы ножки 3 и 6 микросхемы были «замкнуты». Конденсатор С1
уменьшит бросок тока, если вы забудете это сделать. Марка симистора зависит
от предполагаемой мощности печи и возможностей питающей сети. У меня под ру-
кой оказался ТС142-80. 80А хватит с огромным запасом. Для контроля среднего
тока, потребляемого печью, желательно поставить какой-нибудь измеритель пере-
менного тока.
IC1
Рис.1. Схема простейшего регулятора мощности печи.
Рис.2 Собранный регулятор в процессе испытания.
Никаких особых требований к монтажу регулятора нет. Еще раз напомню, что
радиатор симистора находится под высоким напряжением. Будьте предельно осто-
рожны при работе! Правильно собранный регулятор обычно работает сразу. Испы-
таем его, подключив мощную лампу накаливания вместо печи (рис.2) . Проверим
плавность регулировки - яркость свечения должна плавно изменяться с поворотом
ручки резистора. Также плавно должен изменяться и потребляемый ток.
Теперь мы можем перейти к рассмотрению конструкции коаксиальной криптоловой
печи.
КОАКСИАЛЬНАЯ
КРИПТОЛОВАЯ ПЕЧЬ
Схема печи
Схема коаксиальной криптоловой печи представлена на рис.3.
Рис.3. Схема коаксиальной криптоловой печи.
Центральный электрод выполнен из графита. В верхней части этого электрода
просверлено отверстие, которое представляет собой рабочую камеру печи (ти-
гель) . Внешний коаксиальный электрод выполнен из листовой стали, и служит
внешней стенкой. На центральный электрод, как на детскую пирамидку, надевают-
ся керамические кольцевые вкладыши. Остальное пространство внутри печи запол-
нено криптолом.
Форма и количество керамических вкладышей может выбираться из различных со-
ображений . Один из вариантов показан на рис.3. В этой конструкции верхний,
нижний и боковой слои криптола (на рисунке - черные гранулы) выполняют функ-
цию теплоизоляции. Заметно нагреваются только внутренние слои криптола (обо-
значены цветными гранулами). При этом, за счет радиального направления тока,
максимальный нагрев происходит в центральной зоне вблизи графитового электро-
да , где плотность тока максимальна.
Процесс сборки печи
На серии следующих ниже рисунков показан процесс сборки и подготовки печи к
работе. Все детали печи показаны на рис. 4.
Рис.4. Детали печи.
Сборку начнем с установки дна печи, центрального графитового электрода и
нижних керамических вкладышей (рис.5).
После этого устанавливаем внешний электрод и засыпаем нижнюю часть печки
криптолом (рис.6).
Толщина слоя криптола над верхним вкладышем нижней группы составляет около
20 мм. Этот слой по сути дела и является нагревателем. На заднем плане рис.6.
можно видеть зеркало, расположенное таким образом, чтобы через него было вид-
но изображение печи сверху.
Можно продолжить сборку печи: поставить остальные керамические вкладыши и
досыпать криптол. Мы это сделаем чуть позже. А пока посмотрим работу криптола
в качестве нагревателя. Это позволит представить, как будем происходить про-
цесс нагрева криптола в уже полностью собранной печи.
Подключаем регулятор к сети и начинаем плавно увеличивать R1 (рис.1). Начи-
ная с какого-то уровня, станет слышно характерное потрескивание, и вокруг
центрального электрода можно будет наблюдать множество микроразрядов между
гранулами криптола (рис.7).
Рис.5. Начало сборки печи.
Рис.6. Нижняя часть печи готова.
Рис.7. Иллюстрация «работы» криптола.
Рис.8. Вид печи после испытаний.
На рис.8. мы видим, что область нагрева сосредоточена в области центрально-
го графитового электрода.
После остывания криптола можно закончить сборку печи: устанавливаем верхнюю
группу керамических вкладышей и засыпаем оставшееся пространство криптолом.
Полностью собранная печь (без верхней крышки) показана на рис.9.
Рис.9. Полностью собранная печь.
ВЫВОДЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Итак, в данной статье мы рассмотрели конструкцию коаксиальной криптоловой
печи и процесс ее сборки. Конечно, по ресурсу и удобству работы, криптоловые
печи не идут ни в какое сравнение с печами, использующими, например, индукци-
онный нагрев. Тем не менее, главное достоинство криптоловых печей заключается
именно в простоте их изготовления и дешевизне. Для разовых лабораторных экс-
периментов , связанных с высокими температурами, эти факторы могут оказаться
определяющими.
Важнейшая особенность печи, представленной в данной статье, заключается в
том, что ток течет радиально между двумя коаксиальными электродами, концен-
трируясь около внутреннего графитового электрода. Важнейший безразмерный па-
раметр этой печи - отношение диаметра внешнего электрода D к диаметру внут-
реннего d. Т.е. параметр D/d. Детальное исследование характера работы печи
при различных значениях этого параметра не проводилось, но некоторые качест-
венные наблюдения изложены ниже.
При достаточно большом значении этого параметра (D/d > 8-10) печь работает
довольно устойчиво, и высокотемпературная зона сосредоточена вокруг централь-
ного электрода. Именно такой вариант рассматривался выше (см. рис.7 и рис.8).
При меньших отношениях диаметров возможен несимметричный нагрев центрально-
го электрода (рис.10 слева) в начале работы, который исчезает при дальнейшем
нагреве (рис.10 справа). В этом случае печь работает тоже довольно устойчиво.
Рис.10. Варианты работы печи с небольшим отношением
диаметров электродов (D/d ~ 4).
При еще меньших отношениях диаметров электродов (D/d < 2-3) начальный не-
симметричный нагрев криптола может развиваться в перегревную неустойчивость.
При этом высокотемпературная зона занимает довольно узкую область между цен-
тральным и внешним электродами. Практически весь ток печи протекает через эту
зону. Далее начинает спекаться криптол, плавиться керамические вкладыши и
печь выходит из строя. Схематично такой режим работы показан на рис.11.
Коаксиальные печи с малым отношением диаметров электродов требуют постоян-
ного внимания и контроля. Поскольку конструкция печи полностью закрыта, усле-
дить за локальным перегревом не всегда удается. Поэтому, для устойчивой и на-
дежной работы коаксиальной криптоловой печи, отношение диаметров электродов
не следует брать меньше 5-6 без серьезных на то причин.
Второй аргумент в пользу большого отношения диаметров электродов заключает-
ся в том, что внешние слои криптола греются слабо и служат хорошим теплоизо-
лятором. В результате внешний стальной электрод не перегревается и не требует
дополнительной теплоизоляции снаружи.
Ну и, наконец, третий и последний довод в пользу большого отношения диамет-
ров электродов - возрастание электросопротивления слоя криптола с ростом это-
го отношения R = (р/(2*л *h) ) *ln (D/d) , где р - удельное сопротивление крипто-
ла, h - высота слоя криптола. Большое отношение D/d позволяет отказаться от
громоздких и дорогих трансформаторов и питать печь непосредственно от сети
(естественно, с использованием регулятора мощности).
Область
перегревной
Рис.11. Схема неустойчивой работы криптоловой печи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Веселовский В.С., Шманенков И.В. Нагревательные приборы в лабораторной
практике. ГНТИХЛ, М.-Л., 1947. Про криптоловые печи - стр.53-60. Книгу в фор-
мате djvu можно посмотреть здесь:
http://ku.nextmail.ru/lib/01_Veselovskij.djvu.
2. Чмутов К.В. Техника физико-химического исследования. ГНТИХЛ, М. , 1954.
Фрагмент про криптоловые печи. Стр.29-32 можно посмотреть здесь:
http://ku.nextmail.ru/lib/02_Chmutov.djvu.
3. Базилевич А.С. Криптоловые печи. ГРСЛ, М.-Л., 1935, с.68. Книгу в форма-
те djvu можно посмотреть здесь: http://ku.nextmail.ru/lib/03_Bazilevich.djvu.
4. Зикеев Т.А. , Корелин А.И. Анализ энергетического топлива. ГЭИ, М.-
Л.,1948. Фрагмент про монтаж криптоловой печи. Стр.253-255 можно посмотреть
Здесь: http://ku.nextmail.ru/lib/04_Zikeev.djvu.
5. Попов А. Настольная плавильня, http://www.anytech.narod.ru/smeltery.htm
или http://patlah.ru/etm/etm-04/stan%20metal/plavilni/plavilna/plavilna.htm
6. Иванова A.B., Михайлова H.A. Технологические испытания глин. ГОУ ВПО УГ-
ТУ-УПИ, 2005.
http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=28761&file=ustu368.pdf
7. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 - фазовый регулятор мощности. Радио, 1999,
N.7, С.44-46
8. Демонстрация процесса нагрева криптола:
http://www.уoutube.com/watch?v=VUz84ogPs-c и
http://www.уoutube.com/watch?v=f_jkq3PNTrw
Химичка
САМОДЕЛЬНЫЕ РЕАКТИВЫ
(рецепты из интернета)
АЦЕТОН
Получение этаната
кальция Са(СН3СОО)2
Для его получения необходимо раствор уксусной кислоты (подойдет даже обыч-
ный столовый уксус) нейтрализовать гидроксидом кальция Са(ОН)2 (гашеная из-
весть, продается в строительных магазинах). Вместо извести можно использовать
карбонат кальция СаСОз.
Делаете так: наливаете в химический стакан уксус и понемногу досыпаете гид-
роксид кальция пока индикаторная бумага не покажет изменение среды с кислой
на нейтральную. Если переборщили с гидроксидом кальция и среда стала щелоч-
ной, осторожно по каплям добавляйте уксус пипеткой, пока среда опять таки не
станет нейтральной. Получили нейтральную среду - хорошо. После нейтрализации
уксусной кислоты гидроксидом кальция, раствор необходимо профильтровать. Те-
перь у вас есть раствор этаната кальция в воде.
Его необходимо выпарить, до получения серо-белого порошка. (Это собственно
и будет сам этанат кальция).
ВНИМАНИЕ!!! Выпаривать надо осторожно, особенно когда остается мало жидко-
сти. ИНАЧЕ ЭТАНАТ КАЛЬЦИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННО РАЗЛОЖИТЬСЯ!!!
Получение ацетона
Берем пробирку (большую, из тугоплавкого стекла), насыпаем туда немного по-
рошка, закрываем пробирку термоустойчивой пробкой с изогнутой трубочкой (ко-
торая будет служить холодильником). Еще лучше использовать холодильник, или
поместить трубку в емкость с водой. Можно попытаться обмотать трубку бинтом,
и охлаждать ледяной водой (постоянно, иначе треснет!) Другой конец трубки не-
обходимо ввести в узкогорлую колбу с пробкой и трубкой для выхода воздуха (не
собирайте герметичный аппарат, его может разорвать давлением паров и возду-
ха!) . Сам приемник конденсата поместим в баню с ледяной водой, в которой пла-
вает колотый лед. Расстояние между пробиркой разложения этаната кальция и
приемника ацетона должно быть как можно больше, иначе возможно воспламенение
ацетона и его паров с последующим пожаром, или даже (если пары ацетона пере-
мешались с воздухом) взрывом. Теперь сильно нагреем пробирку с этанатом каль-
ция . Этанат кальция разлагается по схеме:
Са(СН3СОО)2 = СН3СОСН3 + СаСО3.
Ацетон конденсируется в трубке и капает в приемник. Его еще необходимо бу-
дет очистить от примесей. Ацетон, полученный вами, будет иметь желтоватую ок-
раску из-за примесей. Чистый ацетон - бесцветен. Кипит при 56,4 °C.
Отрывок из книги Гроссе
"Занимательная химия"
Кальциевая соль уксусной кислоты - "серый древесно-уксусный порошок". Может
быть приготовлена путем нейтрализации разбавленного раствора уксусной кислоты
(столового уксуса) карбонатом или гидроксидом кальция. Осторожным выпаривани-
ем получаем темный порошок - уксуснокислый кальций (древесно-уксусный поро-
шок) .
Для получения ацетона поместим несколько граммов древесно-уксусного порошка
в пробирку из тугоплавкого стекла. Пробирку закроем резиновой пробкой, в от-
верстие которой вставлена изогнутая стеклянная трубка. Эту трубку охладим с
помощью свинцового змеевика (можно просто сделать кожух с водой). Приемником
может служить пробирка, погруженная в ледяную воду. Из-за огнеопасности про-
дукта отводная трубка должна быть не слишком короткой, чтобы расстояние между
пламенем и приемником было как можно больше. Кроме того, учтем, что опыт мож-
но проводить только в вытяжном шкафу или на открытом воздухе.
Сильно нагреем пробирку с порошком горелкой. Выделяются пары, и в приемнике
конденсируется подвижная жидкость, которая в зависимости от степени чистоты
исходной соли имеет окраску от желтой до коричневатой. Она состоит, главным
образом из ацетона, применяемого в качестве растворителя жиров.
Обезвоживание и
перегонка ацетона
Чтобы обезводить ацетон нужно сыпать в колбу 1 г безводного СаС1г на 10 мл
технического ацетона. Засыпали и ждем пока хлорид слипнется на дне (если его
слишком много засыпали он может не весь слипнуться, тогда просто ждем 20
мин). Кстати изначально можно ещё встряхнуть с марганцовкой для лучшей чисто-
ты.
Начинаем перегонять с хлоркальциевой трубкой (в которой с ватой лежит
СаС1г) • Категорически нельзя греть на открытом огне - пары ацетона создают с
воздухом очень легко воспламеняющиеся смеси!
Соединять отвод и трубку можно кусочком резинового шланга. Только не заты-
кайте сильно хлокальциевую трубку, а то будет избыток давления и аппарат мо-
жет взорваться.
Когда температура поднимется до 56°С, то ацетон очень резко закипит. Темпе-
ратура, пока он весь не перегонится, подниматься не будет. Как только темпе-
ратура поднимется на несколько градусов выше (3-5°С) нагревание прекращаем.
Приёмник как можно быстрее закрываем герметичной пробкой. Вот и всё. Если вы
будете греть на соляной бане, то кипелки не нужны.
Обезвоживание ацетона
Самый простой способ: взять медный купорос, он имеет голубой цвет. На ско-
вороде при помешивании прокаливать купорос, пока он весь не приобретет белый
цвет. Обезвоженный купорос белый и сильно тянет воду, становясь голубым. Про-
каленный купорос охладить и засыпать в ацетон при перемешивании до тех пор,
пока купорос не перестанет становиться голубым и останется белым. Значит, во-
ды нет. Купорос крупный, его легко процедить через тряпку.
Так же можно купить в аптеке 250 мл бутылку хлористого кальция (10% водный
раствор), выпарить досуха на сковороде и, прямо не соскребая, прокалить 5-10
минут на самом большом огне при постоянном помешивании. Затем, остудив полу-
чившийся белый порошок до комнатной температуры, насыпать его в емкость с
ацетоном в количестве около 1/3 от ацетона (по объему), как следует разме-
шать, сильно встряхивая пузырек, и дать 10-15 минут отстояться. После того,
как основная часть порошка осядет на дно, отфильтровать.
ДИЭТИЛОВЫЙ ЭФИР
Рассмотрим эфир, который, помимо его применения в медицине для наркоза, яв-
ляется прекрасным растворителем для жиров и многих других веществ.
Строго говоря, существуют различные простые эфиры, которые так же, как ал-
канали или алканоны, образуют класс соединений со сходными свойствами. Обыч-
ный эфир строго должен называться диэтиловым эфиром.
Диэтиловым эфир образуется из двух молекул этанола путем отщепления воды,
обычно с помощью концентрированной серной кислоты:
H2SO4
2СН3СН2ОН —> (СН3СН2)2О + Н20
Получим малое количество эфира. Для этого в пробирку нальем около 2 мл де-
натурата и 1,5 мл концентрированной серной кислоты. Подберем к пробирке проб-
ку с двумя отверстиями. В одно из них вставим маленькую капельную воронку или
просто маленькую воронку с удлиненной трубкой, выход из которой вначале за-
кроем с помощью кусочка резинового шланга и зажима. Используя второе отвер-
стие в пробке, присоединим к пробирке устройство для охлаждения паров — такое
же, как и при получении этаналя. Приемник надо непременно охлаждать водой со
льдом, потому что эфир кипит уже при 34,6°С! Ввиду его необычайно легкой вос-
пламеняемости, холодильник должен быть как можно длиннее (не меньше 80 см) ,
чтобы между источником огня и приемником было достаточное расстояние. По этой
же причине проведем опыт вдали от горючих предметов, на открытом воздухе или
в вытяжном шкафу. Нальем в воронку еще около 5 мл денатурата и осторожно на-
греем пробирку на асбестированной сетке горелкой Бунзена приблизительно до
140°С*. В приемнике конденсируется очень летучий дистиллят, и в случае недос-
таточного охлаждения мы почувствуем характерный запах эфира. Осторожно приот-
крывая зажим, будем постепенно, малыми порциями добавлять спирт. В конце ре-
акции серная кислота все больше разбавляется образующейся водой, в результате
чего образование эфира прекращается и перегоняется уже спирт.
При тщательном выполнении опыта мы получим около 4 мл очень подвижной, про-
зрачной жидкости, которая состоит в основном из эфира. Если несколько капель
его нанести на палец, то почувствуешь сильный холод. Дело в том, что эфир бы-
стро испаряется, а теплота испарения отнимается от окружающей его среды.
На химических предприятиях и в больницах при работе с эфиром случались
очень сильные взрывы.
* Температура не должна превышать 145°С, так как при более высокой (около
170°) образуется этен. Даже при работе с малым количеством эфира всегда сле-
дует учитывать опасность пожара. Поэтому рекомендуется заменить горелку за-
крытой электрической плиткой и между источником тепла и приемником установить
защитный экран. При использовании капельной воронки надо заранее тщательно
смазать и проверить кран. В качестве приемника лучше всего взять плотно при-
соединенную к холодильнику пробирку с боковым отводом, на который можно на-
деть резиновый шланг для увеличения расстояния между выходящими парами эфира
и источником тепла. Приемник лучше охлаждать смесью льда с солью.
В 10 л колбу наливаем 4 л 96% спирта и порциями без охлаждения при взбалты-
вании 3,5-4 л концентрированной серной кислоты*. Кидаем кипелки, в пробку
вставляем эффективный дефлегматор и начинаем отгонять, собирая эфир в преде-
лах 35-45°С. По мере выкипания прикапываем абсолютный спирт** (сушка 96%
спирта над МдБОд месяц). Контроль температуры рм не ведётся. Реакцию считаем
законченной, когда образование эфира сильно замедлится, и температура в де-
флегматоре начнёт расти. В процессе реакции прибавляется порядка 6-8 л спир-
та. Реакция занимает 12-15 часов, в зависимости от эффективности дефлегмато-
ра.
Имеем 6-6,5 л эфира. Промываем водой, затем насыщенным раствором СаС12, су-
шим над МдБОд месяц, досушиваем и храним над натрием.
Получаем 4,5-5 л абсолютного эфира.
* Колбу нельзя заполнять более чем на 3/4, в конце синтеза масса начинает
сильно пениться, будут проблемы...
* * Лучше прикапывать осушенный спирт. Если использовать 96%, то реакция за-
медляется, да и эфира получается меньше.
При взаимодействии этилового спирта с серной кислотой образуется этилсерная
кислота и вода:
С2Н5-ОН + HO-SO3H => C2H5-O-SO3H + Н20
При температуре 140-150° этилсерная кислота вступает в реакцию с избытком
спирта, в результате чего образуется диэтиловый эфир и серная кислота:
C2H5-O-SO3H + НО-С2Н5 => С2Н5-О-С2Н5 + HO-SO3H
Легколетучий диэтиловый эфир отгоняется, увлекая с собой и воду, выделяю-
щуюся при образовании этилсерной кислоты. Поэтому серная кислота не разбавля-
ется водой и сохраняет способность вступать во взаимодействие с новыми коли-
чествами спирта, выполняя роль катализатора.
При более высокой температуре (170°) этилсерная кислота разлагается с обра-
зованием этилена:
CH3-CH2-O-SO3H => СН2=СН2 + HO-SO3H
Теоретически, при соблюдении надлежащей температуры реакции, можно было бы
данным количеством серной кислоты превратить в эфир неограниченное количество
спирта. Однако на практике невозможно избежать небольшой затраты серной ки-
слоты на окислительные процессы, сопровождающиеся образованием сернистого га-
за .
Реактивы:
• Спирт 95%-ный........150 мл (около 2,5 моля)
• Серная кислота;
• едкий натр;
• хлористый кальций
В перегонную колбу емкостью 200 мл берут 30 мл спирта и осторожно, хорошо
перемешивая, приливают 30 мл концентрированной серной кислоты. Колбу закрыва-
ют пробкой, в которую вставлены капиллярная воронка и термометр, шарик термо-
метра должен быть погружен в жидкость. К ножке капельной воронки при помощи
кусочка резиновой трубки присоединяют стеклянную трубку с оттянутым и загну-
тым кверху концом, также погруженным в жидкость. Колбу соединяют с длинным,
хорошо действующем холодильником, к которому в качестве приемника присоединя-
ют колбу для отсасывания. На боковой тубус последней надевают длинную резино-
вую трубку для отвода в сторону (под тягу) легко воспламеняющихся паров эфи-
ра . Приемник охлаждают водой со льдом.
В капельную воронку наливают спирт (120 мл) и нагревают колбу горелкой че-
рез асбестовую сетку. Когда температура смеси достигнет 140°, начинают понем-
ногу приливать спирт, следя за тем, чтобы температура не поднималась выше
150°. Спирт приливают с той же скоростью, с какой отгоняется эфир. Через 45-
60 мин. прибавление спирта заканчивают, нагревают смесь еще 5 мин., затем га-
сят горелку и отъединяют приемник.
Дистиллят, кроме эфира, содержит воду, спирт и сернистую кислоту. Его
взбалтывают в делительной воронке с 10%-ным раствором едкого натра, взятым в
количестве 1/3 объема полученного дистиллята (для удаления сернистой кисло-
ты) . Отделив раствор едкого натра, эфир (для удаления спирта) обрабатывают
насыщенным раствором хлористого кальция; раствор последнего берут в количест-
ве , равным половине объема дистиллята.
Тщательно отделив водный слой, переливают эфир в сухую склянку и сушат хло-
ристым кальцием (около 10 г), оставляя стоять не менее 4-5 час. Затем перего-
няют эфир из перегонной колбы, собирая фракцию, кипящую в пределах 33-38°.
Выход около 40 г.
Темп. кип. чистого эфира 35,6°; уд. вес 0,7197; показатель преломления
1,3538.
При работе с эфиром нужно соблюдать большую осторожность, помня, что эфир
сильно летуч и легко воспламеняется. При перегонке эфира следует пользоваться
баней с горячей водой; баню нагревают в стороне от прибора и горелку под кол-
бой не зажигают; для поддержания нужной температуры в баню добавляют горячую
воду.
В'
Головная часть установки (вместо капельной воронки делительная)
Это на середине процесса - бывшая прозрачная Rm ста-
новиться такой примерно....
ХЛОРОФОРМ
Приёмник охлаждается льдом.
Состав хлороформа
выражают формулой CHCI3.
Хлороформ является хлоропроиз-
водным метана.
В лаборатории его
получают нагреванием этилового спирта с хлорной известью,
причем реакция идет в три стадии:
,о
2CHj— CHj-OH -1 Са{ОС1Ь=2СН,,-С< -h CaCls + 211,0.
ZO
2СНг-С< + 3Ca(OCl)»-2CC1a—CC 4 ЗСв (0H)a
2cci5—
4- Ся (OH)j=2CHGl, 4-
II
О
TpHlJKJp-
ухсусный
мьясгвд
пири
ОкНСЛ*
кальцнц
хлоро-
форм
му риысном Н С Л М fc
киъций
Собрать прибор1 по рис. 1. В пробирку колбы Вюрца вставить термометр, дохо-
дящий почти до дна колбы.
Рис. 1. Типовой прибор: 1 - колба Вюрца, 2 - холодильник Либиха,
3 - алонж, 4 - колба Эрленмейера.
В колбу Вюрца на 0,5 л налить 250 мл воды и всыпать 63,5 г хлорной извести;
образуется полужидкая кашица, в которую влить 14,5 мл этилового спирта. Колбу
закрыть пробкой с термометром, соединить с холодильником и нагреть на сетке
до начала экзотермической реакции. В течение некоторого времени реакция идет
без подвода тепла извне, температура в массе остается постоянной и хлороформ
в виде тяжелой жидкости вместе с водой перегоняется в цилиндр.
Хлороформ собирается на дне цилиндра под водой.
Затем хлороформ надо отделить в делительной воронке от воды, слить в ци-
линдр и осторожно понюхать1 2, направляя его пары к себе легкими взмахами руки.
Примечание: теоретически выход хлороформа должен составить 20 мл.
Получение хлороформа
из этилового спирта
430 г хлорной извести с содержанием 23,4% СаОгСЛг смешивают с 1,5 л воды,
прибавляют 100 г едкой извести3 и 100 см3 спирта (88,5%-ного) и перегоняют. К
дестиллату прибавляют известкового молока и хлористого кальция, отделяют вы-
делившийся хлороформ, несколько раз взбалтывают его с концентрированной сер-
ной кислотой и под конец ректифицируют.
1 Б.Н. Архипов. «Лабораторные работы по неорганической, органической химии и техни-
ческому анализу».
2 Вдыхание хлороформа подавляет действие центральной нервной системы.
3 По Куртману прибавление едкой извести вредно, так как это понижает выход хлорофор-
ма .
Получение
хлороформа
из ацетона
К 275 г хлорной извести (с содержанием 33,3% активного хлора), растертым с
800 см3 воды, постепенно приливают смесь из 22 г ацетона и 70 см3 воды.
Для хлорирования могут служить также гипохлориты калия и натрия.
Электрохимический
способ получения
хлороформа из спирта
Анодом и катодом служат платиновые пластинки. Катод находится в цилиндре из
пористой глины. Катодная жидкость: 30 см3 соляной кислоты (1,19). Анодная
жидкость: 80 г кристаллического Ва (ОН) 2’8Н2О, растворенных в 300 см3 воды при
50°С, 1 г ВаС12’2Н2О; к этой жидкости постепенно прибавляют 30 см3 спирта. Си-
ла тока в 2 А; напряжение 8 В; количество затрачиваемого тока 6,3 А’часов.
Температура бани вначале 50°С; спустя полчаса начинают медленно добавлять
спирт, и температура постепенно доводится до 70°С. Плотность тока на аноде
около 4 А/100 см3, а на катоде — около 10 А/300 см3. Катодную жидкость необ-
ходимо время от времени менять. Под конец образовавшийся хлороформ отгоняется
вместе с избытком спирта. Выход на затраченный ток около 35%.
СУРЬМА
Многие распространенные сплавы свинца содержат немало сурьмы: баббит и
твердый свинец для аккумуляторных пластин - около 15%, несколько меньше -
охотничья дробь, а вот типографский сплав гарт - целых 25%.
Изготовление сурьмы
из аккумуляторов
Чтобы извлечь сурьму, опилки любого из названных сплавов надо растворить в
азотной кислоте, причем ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОД ТЯГОЙ. В колбу емкостью 250 мл налей-
те 40 мл азотной кислоты и небольшими порциями, по мере растворения, всыпьте
15 г опилок. Поначалу реакция идет медленно, но постепенно кислота разогрева-
ется, процесс заметно ускоряется и выделяется бурый газ. В растворе образуют-
ся азотнокислые соли свинца и меди, а вот белый осадок на дне колбы - это
смесь сурьмяной и оловянной кислот. Отделите осадок и промойте его несколько
раз водой. (ОСТОРОЖНО: вода после промывки ядовита!) К очищенному осадку до-
бавьте 20 мл 20%-ного раствора едкого натра и по каплям, по избежание разо-
грева, при постоянном перемешивании - холодный раствор станнита натрия.
Несколько слов о том, как приготовить такой раствор. Тут самая трудная
часть работы; она требует аккуратности и терпения. 5 г мелких оловянных опи-
лок растворите при нагревании в 50 мл соляной кислоты. Упарьте раствор до 15
мл, охладите и, перемешивая, прибавьте по каплям 30 мл 20%-ного раствора ед-
кого натра. Следите, чтобы при перемешивании температура не превышала 25°С.
Когда вы добавите раствор станнита натрия к ранее полученному раствору ан-
тимоната натрия, выпадет черный осадок металлической сурьмы. Отфильтруйте
его, промойте и высушите.
Чтобы получить компактный слиток, порошок следует расплавить в пробирке,
нагревая его в присутствии флюса (хлорида цинка) до температуры около 700°С.
Не пытайтесь добывать сурьму из современных и импортных аккумуляторов - по-
дойдут только старые советские эбонитовые с белыми крышечками.
ИНДИГО
Получение фенилглицин-орто-
карболовой кислоты
В 750 мл круглодонную колбу с обратным холодильником помещают 14 г антрани-
ловой кислоты, 10 г монохлоруксусной кислоты, 20 г безводного карбоната на-
трия и 200 мл воды. Смесь нагревают с обратным холодильником в течение 3-х
часов, затем переливают в мензурку, охлаждают, добавляют немного концентриро-
ванной соляной кислоты и оставляют на ночь. Неочищенную фенилглицин-о-
карболовую кислоту выфильтровывают и промывают водой. Продукт очищают пере-
кристаллизацией из горячей воды, в которую добавлено некоторое количество ак-
тивированного угля для удаления окрашенных примесей, после чего сушат при
100°С. Полученная фенилглицин-о-карболовая кислота имеет температуру плавле-
ния 208°С, выход составляет 12 г.
Получение индиго
В никелевый тигель (не реагирует с расплавленной щелочью) помещают смесь 10
г фенилглицин-о-карболовой кислоты, 30 г шариков гидроксида натрия и 10 мл
воды. Смесь нагревают до 200-210°С, хорошо перемешивая ее термометром, защи-
щенным медным наконечником. Реакционная масса расплавляется и постепенно при-
нимает оранжевую окраску. Когда смесь станет оранжевой, тиглю дают остыть и
растворяют сплав в 200 мл воды. При тряске раствора при доступе воздуха про-
дукт реакции окисляется, превращаясь в индиго. Превращение в индиго может
быть ускорено добавлением соляной кислоты с последующим окислением раствора
хлоридом железа. Окисление ведут до тех пор, пока из раствора не перестанет
выпадать осадок индиго. Полученный индиго отсасывают на воронке Бюхнера, про-
мывают водой и высушивают. Выход 7 г.
Примечание: Фильтрованные раствор индоксила можно окислять продуванием воз-
духа через раствор. Продувание ведут да тех пор пока капля водной суспензии
выделяющегося индиго при помещении между двумя листами фильтровальной бумаги
не будет оставлять четкое кольцо твердого индиго а жидкость вокруг него при
действии воздуха больше не будет синеть.
УРОТРОПИН
Подходящий уротропин можно купить в аптеке (он используется в медицине), но
в аптеке чаще продают раствор уротропина.
Чтобы его получить, нальем 12,5 мл формалина (35% раствора формалина*, то
есть водного раствора метаналя - формальдегида) в колбу Эрленмейера и тща-
тельно охладим ее холодной водой. Постепенно, малыми порциями, добавим 15 мл
аммиака. Затем закроем колбу пробкой и оставим ее на 2 часа в холодной воде.
После этого прильем еще 2,5 мл аммиака, выдержим в течение 24 часов и выльем
раствор в плоскую тарелку или фарфоровую чашку. Тарелку поставим в теплом
месте - поблизости от батареи центрального отопления или печи - и выдержим
длительное время, чтобы жидкость испарилась. Образующийся кристаллический
осадок выскребем шпателем, поместим в чистую сухую колбу Эрленмейера и рас-
творим приблизительно в 60 мл спирта при нагревании на водяной бане. К рас-
твору добавим 1 г активного угля, слегка упарим его на водяной бане и оставим
остывать. При этом кристаллизуется чистый гексаметилентетрамин. Отфильтруем
его и взвесим. Выход при тщательном выполнении опыта должен составлять около
80%, то есть 5-6 г (для приготовления большего количества посчитайте по про-
порции) .
* Осторожно, яд!
ПЕРЕКИСЬ БАРИЯ
Безводная перекись бария ВаОг - белый порошок, плотность 4,96-5,36 г/см3.
При температуре около 800°С реактив теряет половину кислорода и переходит в
ВаО. При действии кислот образует соответствующую соль бария и перекись водо-
рода. Гидрат ВаО2*8Н2О - гексагональные чешуйки с жемчужным блеском, плот-
ность 2,292 г/см3. Мало растворим в холодной воде (0,168% при 20°С) . При
130 ° С ВаО2*8Н2О теряет 7,5 молекул воды; полное обезвоживание достигается
только при температуре выше 200°С (с частичным отщеплением кислорода).
Перекись бария можно получить при взаимодействии хлористого бария и переки-
си водорода:
ВаС12 + Н2О2 + 2NH4OH = ВаО2 + 2NH4C1 + 2Н2О
В раствор 100 г ВаС12*2Н2О в 250 мл воды вносят 250 мл 30%-ной Н2О2. Затем
при перемешивании приливают 200 мл NH4OH (плотность 0,91). Дают смеси отсто-
яться, после чего жидкость сливают. Осадок ВаО2*8Н2О декантируют 2-3 раза хо-
лодной водой, отсасывают на воронке Бюхнера и тщательно промывают (рекоменду-
ется чередовать промывание на фильтре и декантацию). Промытый осадок сушат в
фарфоровой чашке при 50-70°C, изредка растирая его шпателем. Когда содержимое
чашки превратится в рассыпчатую массу, повышают температуру до 75-80°С. Высу-
шенный препарат растирают в ступке и помещают в банку с притертой пробкой.
Выход 55-60 г препарата, содержащего 96% ВаО2. Чистота препарата зависит от
качества исходных продуктов и степени промывания. Обычно получают ВаО2 квали-
фикации ч.д.а. или ч.
Наиболее чистый препарат ВаО2*8Н2О можно получить из гидроокиси бария и пе-
рекиси водорода:
Ва(ОН)2 + Н2О2 = ВаО2 + 2Н2О
Растворяют 8 г Ва(ОН)2*8Н2О (х.ч.) в 340 мл воды, свободной от СО2 (для по-
лучения такой воды дистиллированную воду кипятят продолжительное время и ох-
лаждают в токе воздуха, свободного от СО2) . Раствор охлаждают до 0°С и обра-
батывают 10 мл 30%-ной Н2О2. Полученный белый блестящий чешуйчатый порошок
ВаО2*8Н2О промывают 50 раз небольшими порциями воды, свободной от СО2. Выход
около 1,5г (15-20%).
БРОМИД КАЛИЯ
Бромид калия из
таблеток Адонис-бром
Эти таблетки продаются без рецепта. В бутылке - 50 покрытых оболочкой жёл-
тых таблеток. Основа их - бромид калия плюс экстракт адониса. Понадобится ку-
сок мелкой стальной сетки размером около 4 на 4 см. Одна-две таблетки кладут-
ся на сетку и вносятся в пламя газовой конфорки (на пинцете, плоскогубцах).
Чем ближе к пламени*, тем лучше. Таблетки начинают чернеть, и производить чу-
деса наподобие фараоновых змей - из них начинают расти змеи, состоящие из
бромида калия и сгоревшего экстракта адониса. Держим их в пламени, пока на
них не появится бело-серый пепел, похожий на сигаретный. Вываливаем всё это в
литровую эмалированную кружку с небольшим количеством воды. Сжигаем следующую
партию таблеток, вываливаем и т. д. В конце процедуры имеем кружку с водой,
полную вонючим пеплом от таблеток. Ставим кружку на огонь и кипятим смесь,
чтобы весь КВг перешёл из пепла в водный раствор (5 мин вполне хватит).
Фильтруем смесь, отделяя раствор КВг от пепла. Выливаем раствор в кружку и
упариваем. Соскабливаем соль со дна кружки.
* Чем лучше были прокалены таблетки, тем чище получится продукт. Чем полнее
пламя охватывает пережигаемые таблетки, тем меньше вони.
БРОМАТ КАЛИЯ
Бромат калия представляет собой белые кристаллы тригональной системы. Плот-
ность - 3,27 г/см3. Хорошо растворим в воде (гидролиза нет), жидком аммиаке,
слабо растворим в спирте, не растворим в ацетоне. Растворимость в граммах на
100 мл воды составляет: 3,1 (0°С); 6,87 (20°С); 34,28 (80°С); 49,75 (100°С).
Не гигроскопичен, кристаллогидратов не образует. Окислитель, не реагирует с
озоном, пероксодисульфатом натрия (в отличие от хлората). Термически неустой-
чив, при 434 °С плавится с разложением, образуя бромид и кислород.
Навеску гидроксида калия растворяют в конической колбе в равном количестве
воды и по каплям (из закрытой капельной воронки) прибавляют при взбалтывании
бром, взятый в соответствии с уравнением реакции:
6КОН + ЗВг2 = 5КВг + КВгОз + ЗН2О
При небольшом избытке брома раствор окрашен в желтый цвет. Его кипятят, ох-
лаждают и выпавшую соль, состоящую из бромата калия с примесью бромида, отса-
сывают под вакуумом. Влажную соль для очистки растворяют в кипящей воде, взя-
той в двойном количестве от массы гидроксида калия. После охлаждения перекри-
сталлизованную соль отфильтровывают, промывают один раз небольшим количеством
холодной воды и высушивают.
Чистый КВгОз можно получить электролизом горячего (50-70°С) раствора, со-
держащего 450 г/л КВг (ч.) . В ходе электролиза образуются КОН и Вг2, которые
реагируют между собой:
6КОН + ЗВг2 = КВгОз + 5КВг + ЗН2О
Катодом служит перфорированная пластина из нержавеющей стали, анодом - ряд
платиновых (или из любого стойкого к брому металла) проволок, укрепленных при
помощи эбонитовых прокладок на расстоянии 5 мм от катода. Катодная плотность
тока должна составлять 0,4-0,5 А/см2, анодная - 1 А/см2. Расход энергии 4,5-5
квт-ч на 1 кг КВгОз. Выпавшие кристаллы КВгОз, содержащие примесь КВг (3-4%),
отсасывают на воронке Бюхнера и промывают дистиллированной водой (на 400 г
соли берут 1,5л воды). Получают 360 г (73-79% по току) препарата с содержа-
нием 99,7% КВгОз и 0,3% КВг. Для окончательной очистки препарат перекристал-
лизовывают .
Для получения препарата реактивной чистоты разработана методика, основанная
на реакциях:
Br2 + 2К0Н = КВгО + КВг + Н2О
KBrO + 2С12 + 4КОН = КВгОз + 4КС1 + 2Н2О
КВг + ЗС12 + 6КОН = КВгОз + 6КС1 + ЗН2О
В большой фарфоровый стакан наливают 1050 мл отфильтрованного 30%-ного рас-
твора КОН (техн.) и из капельной воронки с трубкой, доходящей до дна стакана,
очень медленно, при постоянном перемешивании, приливают (под тягой!) 110 г
брома. Полученный раствор насыщают (под тягой) хлором. Окончание насыщения
определяют следующим образом. Пробу раствора (10 мл) разбавляют 10 мл воды,
кипятят до полного удаления Вг2 и С12 (иодокрахмальная бумажка не должна си-
неть в парах жидкости) и добавляют каплю раствора фенолфталеина (пургена).
При полном насыщении хлором проба раствора не должна окрашиваться в красный
цвет.
Реакционный раствор охлаждают до 15°С, отделяют выпавшую смесь кристаллов
КВгОз и КС1 (300-350 г) и в течение нескольких часов размешивают их с 150 мл
воды. Оставшиеся кристаллы КВгОз отсасывают на воронке Бюхнера, промывают 100
мл воды и отделяют. Получают 200-240 г сырого КВгОз.
Для перекристаллизации препарат растворяют в 1 л горячей воды; фильтруют,
упаривают до появления кристаллической пленки и охлаждают. Выделившиеся кри-
сталлы (около 150 г) вторично перекристаллизовывают из 800 мл воды. Получен-
ные кристаллы сушат при 80-85°С. Выход 100-125 г. Из маточных растворов от
первой и второй кристаллизации можно получить при упаривании еще некоторое
количество менее чистого препарата.
БРОМАТ БАРИЯ
В виде гидрата Ва(ВгОЗ)2*Н2О представляет собой белые моноклинные кристал-
лы. Плотность - 3,95 г/см3. Практически нерастворим в холодной воде. Раство-
римость в граммах на 100 мл воды составляет 0,3 (16°С); 5,7 (100°С). Не гиг-
роскопичен, обезвоживается при 180°С. Окислитель, не реагирует с озоном, пе-
роксодисульфатом натрия (в отличие от хлората). Термически неустойчив, при
260°С разлагается. При разложении образуется бромид бария и кислород. Реаги-
рует с серной кислотой, раствором аммиака. При кристаллизации из горячего
концентрированного раствора в растворе наблюдаются голубые вспышки, сопровож-
даемые звуками. Аналогичный эффект наблюдается при растирании кристаллов.
Причиной этого является кристаллолюминисценция. Легко измельчается, смеси с
восстановителями более чувствительны (и соответственно более опасны), чем
смеси с бертолетовой солью. Смесь с серой при хранении или незначительном
трении самовоспламеняется.
Бромат бария получают смешением горячих насыщенных растворов Ba(NO3)2 (или
ВаС12) с КВгОз.
2КВгО3 + Ba(NO3)2 = Ba(BrO3)2 + 2KNO3
Бромат бария мало растворим в воде, и при сливании растворов выпадает в
осадок. Раствор охлаждают а затем отфильтровывают осадок и промывают его не-
сколько раз небольшими порциями холодной воды. Высушенный осадок имеет доста-
точную степень чистоты.
334 г КВгОз растворяют в 700 мл кипящей воды. К горячему раствору добавляют
244 г ВаС12*2Н2О в 400 мл воды. Реакционную смесь охлаждают, декантируют,
осадок промывают 100мл холодной воды, а затем отфильтровывают на воронке Бюх-
нера . Выход почти количественный. Для дальнейшей очистки вещество один или
несколько раз перекристаллизовывают из кипящей воды.
2КВгО3 + ВаС12*2Н2О = Ba (BrO3) 2*Н2О + 2КС1 + Н2О
Для приготовления Ва(ВгОз)2 сливают кипящие растворы 105 г КВгОз в 350 мл
воды и 80 г уксуснокислого бария Ва (СН3СОО) 3*ЗН2О в 1 л воды и хорошо переме-
шивают. После отстаивания осадок Ва(ВгОз)2 отсасывают на воронке Бюхнера и
промывают водой (3-4 л) до удаления уксуснокислого калия (проба препарата при
прокаливании не должна обугливаться).
2КВгО3 + Ва (СНзСОО) 2*ЗН2О = Ва (ВгО3) 2*Н2О + 2КСН3СОО + 2Н2О
Можно использовать другие водорастворимые соли бария, например нитрат, в
этом случае пропорции надо пересчитать.
БРОМНОВАТАЯ КИСЛОТА
Бромноватая кислота известна только в растворах. Раствор НВгОз - бесцветная
либо слегка желтоватая, очень кислая жидкость, почти без запаха. При упарива-
нии (даже в вакууме) раствор может быть сконцентрирован только до 50,6%-ного
содержания НВгОз, затем наступает мгновенное разложение. НВгОз сильный окис-
литель, переводящий, например, серу в H2SO4. Бромноватая кислота неустойчива
и постепенно разлагается при стоянии. При нагревании разложение идет особенно
быстро и идет по уравнению:
4НВгОз = 2Вг2 + 5О2 + 2Н2О
Небольшая примесь растворенного брома обуславливает желтоватую окраску и
резкий запах концентрированной бромноватой кислоты. Растворы содержащие более
30% бромноватой кислоты способны взрываться, особенно если кислота содержит
органические примеси.
К 100 г тонко измельченного Ва (ВгОз) 2*Н2О при охлаждении в смеси льда с по-
варенной солью и перемешивании добавляют охлажденную смесь 15 мл концентриро-
ванной H2SO4 (плотность 1,84) (что равно 27,6 г 10%-ного избытка) с 275 мл Н2О
(можно взять 65 мл автомобильного электролита и 220 мл воды) и сильно встря-
хивают в течение нескольких часов. После разбавления смеси водой (по крайней
мере вдвое) добавляют необходимое количество раствора Ва(ОН) 2*8Н2О, содержа-
щего около 7,75 г этого вещества, для осаждения избытка H2SO4. После деканта-
ции прозрачного раствора НвгОз осадок BaSO4 отфильтровывают на воронке Бюхне-
ра, объединяют все фильтраты, получают прозрачный раствор, содержащий 62,7 г
НВгОз (если раствор был разбавлен вдвое - концентрация кислоты составит 10%).
При необходимости раствор можно перегнать в вакууме при возможно более низкой
температуре, при этом можно достичь концентрации раствора 50%.
Ва (ВгО3) 2*Н2О + H2SO4 = 2НВгО3 + BaSO4 + Н2О
В фарфоровый стакан, снабженный механической стеклянной мешалкой, помещают
смесь 240 мл воды и 25 мл H2SO4 (ч.д.а. , плотность 1,84) . Приводят в действие
мешалку и вносят через каждые 10 мин небольшими порциями Ва(ВгОз)2 (всего 100
г) . После введения Ва(ВгОз)2 реакционную смесь нагревают на водяной бане до
35-45 ° С и при этой температуре смесь перемешивают еще 3 ч. Выпавший осадок
BaSO4 отсасывают через воронку с пористой стеклянной пластинкой и в фильтрат
приливают при перемешивании и подогревании до 35-45°С раствор 16 г
Ва(ОН)2*8Н2О (ч.д.а.) в 100 мл воды. Раствор добавляют небольшими порциями,
стараясь уловить момент, когда вместо осадка BaSO4 начнут выпадать игольчатые
кристаллы Ва (ВгОз) 2*Н2О. Полученную смесь охлаждают до 0°С, жидкость (400-350
мл) сливают и упаривают в вакууме до объема 120-150 мл на водяной бане, на-
греваемой не выше 80°С. Концентрированный раствор охлаждают до 0°С, осадок
отсасывают через пористый стеклянный фильтр и разбавляют до объема 360-380
мл, что соответствует 12-14%-ному содержанию НВгОз. Раствор немедленно пере-
носят в ампулы и их запаивают. Выход около 50 г (78%) препарата реактивной
чистоты (считая на безводную НВгОз) .
Ва (ВгО3) 2*Н2О + H2SO4 = 2HBrO3 + BaSO4 + Н2О
В обоих методах вместо бромата бария в реакции можно использовать бромат
стронция или бромат кальция, в этом случае пропорции надо пересчитать.
БРОМАТ КАЛЬЦИЯ,
СТРОНЦИЯ И МЕДИ
Бромат кальция. В виде гидрата Са(ВгОз) 2*Н2О представляет собой белые кри-
сталлы моноклинной системы. Плотность - 3,329 г/см3. Очень хорошо растворим в
воде. Растворимость в 100 мл воды составляет 170 г (20°С). Гигроскопичен, об-
разует кристаллогидрат который обезвоживается при 180°С. Окислитель, не реа-
гирует с озоном, пероксодисульфатом натрия (в отличие от хлората). Термически
неустойчив, разлагается без плавления, образуя бромид и кислород. Реагирует с
серной кислотой и раствором аммиака.
Бромат стронция. В виде гидрата Sr(ВгОз) 2*Н2О представляет собой белые либо
слабо желтые кристаллы. Плотность - 3,773 г/см3. Хорошо растворим в воде.
Растворимость в 100 мл воды составляет 33 г (16°С). Не гигроскопичен, обезво-
живается при 120°С. Окислитель, не реагирует с озоном, пероксодисульфатом на-
трия (в отличие от хлората) . Термически неустойчив, при 240°С разлагается.
При разложении образуется бромид стронция и кислород. Реагирует с серной ки-
слотой , раствором аммиака.
Бромат меди. В виде гидрата Си(ВгОз) 2*6Н2О представляет собой сине-зеленые
кристаллы кубической системы. Плотность - 2,583 г/см3. Очень хорошо растворим
в воде. Гигроскопичен. Окислитель, не реагирует с озоном, пероксодисульфатом
натрия (в отличие от хлората) . Термически неустойчив, при 180°С разлагается,
иногда со взрывом. Реагирует с раствором аммиака.
Для получения соответствующего бромата в раствор НВгОз вносят небольшими
порциями соответствующий карбонат, до тех пор, пока раствор не приобретет
нейтральную реакцию (проба индикаторной бумажкой) или до тех пор пока при
внесении новой порции карбоната не прекратится выделение пузырьков углекисло-
го газа. Получившийся раствор фильтруют от непрореагировавшего карбоната, по-
сле чего выпаривают досуха. Полученный бромат измельчают и помещают на хране-
ние .
СаСОз + 2НВгО3 = Са (ВгО3) 2*Н2О + С02 + Н20
SrCO3 + 2НВгО3 = Sr (ВгОз) 2*Н2О + С02 + Н20
CuCO3*Cu (ОН) 2 + 4НВгО3 + ЗН2О = 2Си (ВгО3) 2*6Н2О + С02
БРОМАТ НАТРИЯ
Бромат натрия представляет собой белые кристаллы кубической системы. Плот-
ность - 3,339 г/см3. Хорошо растворим в воде (гидролиза нет), жидком аммиаке
и гидразине, нерастворим в спирте и этилацетате. Растворимость в граммах на
100 мл воды составляет: 36,4 (20°С); 39,5 (25°С); 75,7 (80°С); 90,8 (100°С).
Не гигроскопичен, кристаллогидратов не образует. Окислитель, не реагирует с
озоном, пероксодисульфатом натрия (в отличие от хлората). Термически неустой-
чив, при 384 °С плавится с разложением, образуя бромид и кислород.
Для получения бромата натрия в раствор НВгОз вносят небольшими порциями
карбонат натрия, до тех пор, пока раствор не приобретет нейтральную реакцию
(проба индикаторной бумажкой). Получившийся раствор фильтруют, после чего вы-
паривают досуха. Полученный бромат натрия измельчают и помещают на хранение.
Na2CO3 + 2НВгО3 = 2NaBrO3 + СО2 + Н2О
Бромат натрия можно приготовить обменной реакцией между карбонатом натрия и
раствором бромата кальция (или стронция). Для этого готовят растворы 106 г
Ыа2СОз в воде и раствор 314 г Са (ВгОз) 2*Н2О в воде (или раствор 362 г
Sr(ВгОз) 2*Н2О) . Отфильтрованные растворы сливают, фильтруют от осадка карбона-
та кальция (стронция), после чего раствор упаривают досуха. Получают белые
кристаллы бромата натрия, которые помешают на хранение в емкость с пришлифо-
ванной крышкой.
Са (ВгОз) з*Н2О + Na2CO3 = 2NaBrO3 + СаСО3
Sr (ВгОз) з*Н2О + Na2CO3 = 2NaBrO3 + SrCO3
Вместо карбоната натрия можно использовать сульфат натрия, в этом случае
пропорции надо пересчитать
БРОМАТ АММОНИЯ
Представляет собой бесцветные кристаллы гексагональной системы. Плотность
2,7 г/см3. Хорошо растворим в воде (11,7 г в 100 мл при 20°С) , слабо раство-
рим в спирте. Соль неустойчива и быстро разлагается даже при комнатной темпе-
ратуре (16-20°С), что приводит к взрыву при непродолжительном стоянии. Влаж-
ный бромат аммония так же, как и сухой, мало устойчив и постепенно разлагает-
ся даже под слоем насыщенного водного раствора. Сухой бромат аммония весьма
чувствителен к трению и сильно взрывается при растирании в неглазурованной
фарфоровой ступке. Нагрев примерно до 50 ° С так же приводит к взрыву. Очень
опасен в обращении, работать с количествами более 0,5 грамм крайне не реко-
мендуется .
Готовят насыщенные растворы 53 г NH4C1 и 151 г ЫаВгОз в минимальном количе-
стве ледяной воды, после чего растворы быстро (это важно!) сливают. Образо-
вавшийся осадок бромата аммония выфильтровывают и промывают ледяной водой,
затем ацетоном и высушивают при комнатной температуре. Полученный продукт
представляет собой бромат аммония, чистотой 98,5-99,5% (при условии чистых
исходных веществ). Выход 35-40% от теории. В целях безопасности количество
одновременно получаемой соли не должно превышать 0,5г.
NH4C1 + NaBrO3 = NH4BrO3 + NaCl
ПОДВАЛ
БРОМАТЫ
Броматы - соли бромноватой кислоты НВгОз. Бромат анион имеет структуру три-
гональной пирамиды, длина связей Вг-0 около 0,178 нм, угол О-Вг-О 112°. Анион
ВгОз” не образует ковалентных связей через атом О и не склонен образовывать
координационные связи. Броматы по своим свойствам аналогичны хлоратам, но бо-
лее термически устойчивы, менее растворимы в воде и являются более сильными
окислителями. Так, например, при взаимодействии подкисленного раствора брома-
та натрия и хлора выделяется свободный бром:
2NaBrO3 + Cl 2 = 2NaC103 + Br2
Броматы - энергичные окислители, как в растворе, так и в твердом состоянии:
смеси безводных броматов с серой, углем и другими веществами, способными
окисляться, детонируют при быстром нагревании и ударе. Хотя бром в броматах
находится не в высшей степени окисления, окислить бромат до пербромата в вод-
ном растворе удается только под действием XeF2 или свободного фтора. В виде
гидратов известны броматы большинства металлов, в безводном состоянии выделе-
ны броматы щелочных металлов, а также бромат аммония.
Броматы металлов переменной валентности, как правило, неустойчивы и склонны
к взрывному распаду. Все броматы щелочных и щелочноземельных металлов разла-
гаются экзотермически на бромид и кислород без промежуточного образования
перброматов. Разложение броматов других металлов приводит к выделению оксида
металла, кислорода и брома:
2КВгО3 = 2КВг + ЗО2
2Cu(BrO3)2 = 2СиО + 2Вг2 + 5О2
Оксиды переходных металлов - МпО2, Ре20з, СоО, NiO и др. , а также Na2O2 ка-
тализируют распад броматов, снижая температуру разложения на 100-200°С.
Получение броматов
Броматы обычно получают аналогично хлоратам при прибавлении брома к нагре-
тым растворам гидроокисей щелочных металлов или электролизом растворов броми-
дов. Метод с добавлением брома наиболее прост, но, тем не менее, мало выго-
ден, поскольку в бромат переходит лишь 1/6 его часть, в то время как 5/6 бро-
ма переходит в бромид. Поэтому намного выгоднее использовать процесс получе-
ния бромата электролизом, тем не менее, методом химического окисления иногда
пользуются для получения броматов в лаборатории.
Исходным продуктом для получения различных броматов является бромат калия,
который является многотонажным промышленным продуктом и важным, широко рас-
пространенным аналитическим реактивом. Выбор именно бромата калия обусловлен
с одной стороны дешевизной исходного сырья, а с другой стороны легкостью его
выделения в чистом виде, в виду его низкой растворимости в холодной воде.
Для получения других броматов, бромат калия сначала переводят в бромат ба-
рия, который нерастворим в воде и легко очищается от примесей, а так же может
быть использован для получения свободной бромноватой кислоты. Для этого бро-
мат бария обрабатывают серной кислотой, при этом нерастворимый в воде бромат
бария остается в виде нерастворенного остатка, а НВгОз остается в виде рас-
твора в воде. Используя этот раствор можно получить любой бромат путем его
взаимодействия с соответствующим карбонатом либо гидроокисью, с последующим
фильтрованием и выпаркой раствора.
Безопасность броматов
Для безопасного использования броматов надо следовать тем же правилам, что
и для хлоратов4. При этом надо помнит, что броматы более энергичные окислите-
ли и многие их смеси более чувствительны, чем соответствующие хлоратные сме-
си. Образование же бромата аммония в составах, содержащих аммонийные соли
представляет собой особую опасность, заметно превышающую опасность смесей ам-
монийных солей с хлоратами. Так же стоит обратить внимание на токсичность
брома и паров бромидов образующихся при сгорании броматных смесей, сжигать
такие смеси следует на открытом воздухе. Броматы также обладают токсичными
свойствами поэтому, работая с ними, следует использовать резиновые перчатки.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
4
Об этом мы еще поговорим в одном ив следующих номеров журнала.
Английский
МОЗАЗАВРЫ В СТЕПЯХ ВОЛГОГРАДА
MOSASAURUS IN STEPPES OF VOLGOGRAD
Александр Ярков, Евгений Попов
Мезозойская эра не была царством
одних динозавров. В те времена 80
процентов планеты покрывал океан,
где главенствовали морские ящеры.
Вначале моря бороздили плезиозав-
ры и ихтиозавры, а в меловом пе-
риоде океан всецело принадлежал
мозазаврам. Это были одни из са-
мых удивительных существ, когда-
либо населявших Землю, настоящие
морские драконы.
Dinosaurs weren’t the only ones
who reigned the Earth during the
Mesozoic Era. At that time 80
percent of our planet was covered
with oceans ruled by marine rep-
tiles. At the beginning of the
Era plesiosaurus and ichtyosaurus
ploughed the seas. In the Creta-
ceous period the ocean belonged
to mosasaurs. They were the most
amazing creatures ever lived on
Earth, the real Sea Dragons.
В 1780 году в каменоломне голланд-
ского города Маастрихт горняки обна-
ружили огромный череп с острыми, буд-
то кинжалы, зубами, и решили, что он
принадлежит легендарному дракону
властелину морской стихии. Пожалуй,
они были не далеки от истины. "Эти
огромные чудовища, - писал о мааст-
рихтской находке немецкий профессор
Мельхиор Неймайр, - более всех когда-
либо существующих животных походили
на морских змей или драконов, порож-
денных народной фантазией. Тело их
было покрыто чешуей, может быть, так-
же костными щитками. Вместо ногу них
были довольно короткие плавники".
Неудивительно, что когда останки
ящера попали во Францию, ученые Па-
рижского музея естественной истории
были немало озадачены. Одни полагали,
что имеют дело с ископаемым крокоди-
лом, другие отдавали предпочтение ки-
тообразным, а геолог А. Кампер пришел
к сенсационному заключению, что вы-
мершее существо было родственником
игуаны или варана. И оказался прав. В
самом деле, подобно варанам и змеям,
челюсти мозазавра имели своеобразные
шарниры, позволяющие широко раскры-
вать пасть и без усилий глотать очень
крупную добычу. Кроме того, как у ва-
ранов , зубы у них размещались и возле
глотки.
В 1822 году чудовище получило имя.
Английский геолог и знаток ископаемых
пресмыкающихся Уильям Конибер назвал
его Mosasaurus - в честь реки Мёз
(ныне Маас), которая протекала рядом
с местом находки костей.
Затем изучение мозазавров приоста-
новилось , так как других скелетов
ящеров найдено не было. Встречались
лишь отдельные кости - в Англии и
Бельгии. Каково же было ликование
специалистов, когда во второй по-
ловине XIX столетия в американских
штатах Нью-Джерси и Канзас охотники
за окаменелостями раскопали в верхне-
меловых отложениях Внутреннего моря
In 1780 quarrymen of a Dutch town
named Maastricht discovered a huge
skul with teeth as sharp as knives.
They considered it belonged to the
legendary Dragon, to the Lord of the
Sea. Perhaps, they were not far from
the truth. "These huge monsters,
Melchior Neumayr, a German professor,
wrote about Maastricht’s discovery, -
resemble Sea Serpents or Dragons from
folk tales more than other ever exis-
tent animals. Their bodies were cov-
ered by scales, perhaps also by bony
scales. Instead of legs they had
quite short fins".
The remains of the reptile were
transferred to France, and it’s no
wonder that the scientists of Paris
Natural History Museum were puzzled
enough. Some of them decided they
dealt with a prehistoric crocodile.
Others thought the remains belonged
to a cetacean. A geologist, A.
Camper, came to a sensational conclu-
sion: the extinct creature was re-
lated to iguana or goanna. And his
dea proved to be right! The mosa-
saur’s jaws were jointed similarly to
goannas’ or snakes’ jaws: the animal
could open his mouth wide to swallow
bulky prey easily. Moreover, the mo-
sasaur ’ s teeth were located near the
throat, just like goanna’s teeth.
In 1822 the monster got his name.
English geologist and expert in fos-
sil reptiles, William Conybeare,
named it as Mosasaurus - in honor of
the lake Meuse (Maas nowadays) which
flowed near to the place, where the
bones were discovered.
Then researches were paused because
no other mosasaur skeleton was found.
Only single bones occurred in England
and Belgium, imagine the exultation
of the scientists when in the second
half of the 19th century in New Jer-
sey and Kansas States (USA) in the
Early Cretaceous deposits of Western
Interior Seaway (from Florida to
Alaska) fossil hunters found lots of
(протягивавшегося от Флориды до Аля-
ски) многочисленные скелеты морских
драконов. Их было так много, что один
только Уэльский музей приобрел кости,
принадлежавшие 1400 различным особям.
Материал был настолько впечатляющим,
что мозазавров определили в отдельное
семейство вараноидных ящериц с че-
тырьмя подсемействами, куда вошли мо-
зазаврины, платекарпины, тилозаврины
и глобиденсины.
Открытие мозазавров в Северной Аме-
рике вновь привлекло к ним интерес
специалистов. И надо было такому слу-
читься ! ? Практически в том же самом
месте недалеко от Маастрихта опять
нашли скелет мозазавра, правда, не
столь крупных размеров. Его отнесли к
роду плиоплатекарпус.
Впоследствии кости морских ящеров
обнаружили в верхнемеловых отложениях
всех континентов, кроме Антарктиды.
Сейчас в это трудно поверить, но мил-
лионы лет назад мозазавры были так же
многочисленны, как теперь дельфины и
киты, занявшие после гибели чудовищ
их экологические ниши.
sea Dragon’s skeletons! They found so
many bones that only the Welsh Museum
got them belonged to 1400 various
specimens. It was so impressive that
mosasaurs were singled out in re-
ferred to a separate superfamily
named Varanoidea (Platynota) with
four subfamilies: Mosasaurinae, Plio-
platecarpinae, Tylosaurina, Glo-
bidens.
The North American mosasaurs drew
nterest of the specialists. By the
irony of fate another mosasaur skele-
ton was found not far from Maas-
tricht, though it was smaller than
the previous one. The find was as-
signed to the genus of Plioplatycar-
pus.
Afterwards mosasaurs’ bones were
discovered in Late Cretaceous on all
the Continents except Antarctica.
Later the bones the Upper of all
continents, besides of Antarctica.
Now it’s hard to believe, but a mil-
lion years ago Mosasaurus were either
so numerous, as the dolphins and
whales now, who took the place of
ecological niche of that monsters.
О том, что мозазавры обитали на
территории России, ученые узнали лишь
в 1872 году, когда профессор Одесско-
го университета И. В. Синцов нашел на
юге Саратовской губернии позвонок,
принадлежавший платекарпу-су. Следую-
Only in 1872 the scientist knew the
fact, that Mosasaurus affected on the
territory of Russia, when I.V.
Sivzov, the professor of Odessa Uni-
versity, founded a vertebra, that be-
longed to Platycarpus, in the South
щее явление мозазавра народу пришлось
ждать почти тридцать лет. В 1898 году
геолог Л. И. Лутугин на берегу реки
Донец раскопал почти полный скелет,
разительно отличавшийся от всех из-
вестных мозазавров. Профессор Н.Н.
Яковлев назвал мозазавра в честь гер-
петолога Луи Долло и автора донецкой
находки Dollosaurus lutugini.
Еще одному, причем полному скелету
мааского дракона, можно сказать, про-
сто не повезло. В начале XX века жи-
тели Саратовской губернии немало по-
трудились , извлекая его из породы.
Предприимчивые рабочие решили продать
ценнейшую палеонтологическую реликвию
заводу, где из костей обжигали из-
весть . Но сарай, в котором хранились
кости, сгорел и находка не досталась
ни заводу, ни ученым. От скелета со-
хранилось только несколько разрушен-
ных позвонков. Кстати, позже на этом
заводе все же переработали окаменело-
сти - кости носорогов, бизонов и ма-
монтов , которые Волга вымыла из обры-
ва .
Прошло еще шестьдесят лет, за кото-
рые в южных регионах нашей страны па-
леонтологи нашли один неполный ске-
лет , череп, несколько позвонков и зу-
бов мозазавров. Для огромной террито-
рии СССР, где позднемезозойское море
оставило сотни метров осадков, мате-
риал был более чем скромный. Поэтому
ученые решили, что мозазавры не отно-
сились к характерным представителям
морской фауны Восточной Европы и
Азии. Это мнение основательно пошат-
нуло одно открытие. Недалеко от вол-
гоградского села Дубовка геологи на-
шли гигантское скопление костей мезо-
зойских "варанов". В журнале "Приро-
да" за 1966 год появилось такое сооб-
щение : "Во время разведки нефтяных и
газовых месторождений нами обнаружено
кладбище доисторических животных,
кости которых обладают высокой радио-
активностью. В среднем на одном квад-
ратном метре лежало 50 частей от ске-
лета . Поскольку данная находка пред-
ставляет большой интерес для палео-
of Saratov province .The next appear-
ance of Mosasaurus to people happened
only in 30 years. In 1898 a geologist
L.I. Lutugin dug up practically the
whole skeleton, differed very much
from the all known Mosasaurus. The
professor N.N. Jakovlev named Mosa-
saurus in honor of both Louis Dollo,
a herpetologist, and author of Don
discovery "Dollosaurus utugini".
One more skeleton of Maas Dragon
was not the lucky one. In the begin-
ning of XX century the inhabitants of
Saratov government worked very much
in order to clean it up of the mas-
sive material. The adventurous work-
ers decided to sell the valuable
relic to the factory, where from
bones kilned the lime. But the shed,
where the bones stored, burnt and the
discovery went neither to the factory
nor to the scientists. Only some de-
stroyed vertebras were preserved. By
the way, later in that factory the
fossils were overworked - the bones
of rhinoceros, bisons and mammoths,
which Volga blew up from the cliff.
60 years elapsed, for this period
the paleontologists founded one in-
complete skeleton, a scalp and sev-
eral vertebras and teeth of Mosasau-
rus in the South regions of our coun-
try. For the huge territory of USSR,
where Late Mesozoic sea left 100 me-
ters of deposits, the material was
rather scanty. That’s why the scien-
tists decided, that Mosasaurs didn’t
belong to the charasteristic repre-
sentatives of sea fauna of East
Europe and Asia. This opinion shat-
tered by one discovery. Not far from
Volgograd village Dubrovka the geolo-
gists found a gigantic accumulation
of bones, which belonged to Mesozoic
"varans". In the journal "Nature" for
1966 the following note appeared:
"During the geological survey of oil
and gas fields we’d discovered a fu-
neral of prehistoric animal, the
bones of which are very radioactive.
On the average 50 pieces of skeleton
lied within I square meter. As far as
нтологии, в район кладбища ископаемых
животных следует направить специаль-
ную экспедицию Академии наук СССР".
Спустя два года саратовские геологи
провели раскопки костеносного гори-
зонта . Однако результаты исследований
не были опубликованы. Лишь в волго-
градской прессе промелькнуло сообще-
ние, что обнаружены позвонки динозав-
ров , но какой эпохи, так и осталось
загадкой.
Выяснению этих и других вопросов я
посвятил более тридцати лет. Первое,
что удалось определить, к динозаврам
кости не имели никакого отношения.
Они принадлежали морским обитателям.
За долгие годы раскопок мне удалось
собрать на описываемом местонахожде-
нии более тысячи позвонков, фрагмен-
тов челюстей и ребер различных мо-
зазавров , а также многочисленные ос-
танки плезиозавров, черепах, крокоди-
лов , акул, скатов и химер. Теперь они
хранятся в фондах Областного краевед-
ческого музея, в музее ВГИ ВолГУ и
других российских музеях.
Целые скелеты мааских ящеров встре-
чаются здесь крайне редко. Но скопле-
ние разрозненных костей, которое ос-
талось после гибели миллионов особей,
дает науке гораздо больше, чем впе-
чатляющие скелеты. Ведь по отдельным
позвонкам и зубам можно провести ста-
тистический анализ, узнать пре-
обладание тех или иных видов мозазав-
ров, их пищевые наклонности, харак-
терные области обитания и другие па-
леоэкологические тонкости.
Так, до последнего времени счита-
лось, что тилозавры, прогнатодоны и
глобиденсы предпочитали селиться
только в морях Северной Америки и За-
падной Европы. Исследования меловых
отложений Волгоградской области дока-
зали, что практически все роды моза-
this discovery is of a great interest
for paleontology, a special expedi-
tion of Academy of Science from USSR
should be sent to the region of this
cemetery".
Two years on the scientists from
Saratov tried to dig up the place,
where the all bones were found. How-
ever the results of these nvestiga-
tions were not published. Only in
Volgograd press appeared a message,
that the vertebras of Dinosaurs were
found, but to which epoch they be-
longed was not clear.
Devoted more than 30 years for
clarification of these questions. The
first, that I managed to identify,
that the bones didn’t belong to Dino-
saurs . These bones were the bones of
sea inhabitants.
For a long period of diggings I
managed to collect more than thousand
spinal bones, chalk’s fragments and
fins of different Mosasaurus and nu-
merous remains of Plesiosaurus, tur-
tles, crocodiles, sharks, rays and
chimeras within that location. Now
they are stored at the regional Mu-
seum of Loca Lore, VGI VolGU and
other Russian museums.
The complete skeletons of Maas’s
reptiles are very seldom found here.
But the congestion of isolated bones,
stayed after the death of mil-ions
specimen, gives to the science more
possibilities for studying, than the
impressionable skeletons. The fact is
that the isolated bones and teeth
give a great chance for statistic
analysis, which inclination, charac-
teristic environment and other paleo-
ecological niceties.
For a long period of time it was
considered, that Tylosaurus, Progna-
thodon and Globidens preferred to
settle in the seas of the North Amer-
ica and West Europe. The nvestigation
of the Cretaceous deposits in Vol-
gograd region, showed, that practi-
завров обитали и в российском морском
бассейне. Так, присутствие в России
глобиденса (каринодуса) было подтвер-
ждено находкой его замечательного зу-
ба . Из всех позднемезозойских морских
ящеров, причем не только мозазавров,
лишь глобиденсы специализировались на
питании двустворчатыми моллюсками.
Поэтому вершины их зубов были округ-
ленными .
cally all Mosasaurid genera lived ei-
ther in Russian sea basin. For exam-
ple, existence of Globidens in Russia
was confirmed by a find of its won-
derful tooth. Only Globidens spe-
cialized on feeding bivalves among
all Late Cretaceous sea reptiles.
That’s why the tops of their teeth
were rounded.
Еще одно интересное кладбище мор-
ских драконов было найдено недалеко
от первого, возле Лысой горы. Здесь
прямо на пашне вскрываются пески, на-
копившиеся на дне мелового моря около
75 миллионов лет назад.
One more cemetery of sea Dragons
was founded not far from the first
one, near the mountain "Lysaja".
Here, practically on the plough-land,
Upper Cretaceous (~ca. 75 milion-year
ago) sands are cropped out.
Увлекательное, скажу вам, занятие -
собирать урожай окаменелостей на по-
верхности вспаханного поля, на кото-
ром, кстати сказать, кроме костей ме-
зозойских драконов никогда ничего не
росло. Дождь отмывал позвонки от при-
липшего песка, и они издали выделя-
лись красноватыми бликами. Немало
счастливых часов провел я на поле,
пока его культивировали. Но в девяно-
стых годах колхозники стали экономить
горючее, поле заросло бурьяном и па-
леонтологическая жила иссякла.
Особенно мне запомнился случай, ко-
гда во время очередной экспедиции я
увидел на склоне горы разрушенные
корнями травы обломки челюсти и по-
звонки мааского ящера. К сожалению,
основная часть скелета уже была унич-
тожена овражком. Опоздай я на месяц-
другой, и дожди смыли бы эти уникаль-
ные свидетельства некогда буйной жиз-
ни. Более-менее определимыми оказа-
лись зубы и шейные позвонки ящера.
Его прямая, как у тилозавра, нижняя
челюсть достигала около метра в дли-
ну- Судя по конфигурации (склеить че-
люсть не удалось), она принадлежала
хайнозавру.
Части другого скелета, уже
Mosasaurus hoffmanni, мне встретились
в овраге Крутом - в песках датского
яруса, на 50 сантиметров выше той
злополучной границы, за которой уже
не встречаются динозавры и многие
другие обитатели планеты. Фрагменты
нижней челюсти ящера сползли по скло-
ну, были засыпаны оползнем и мне
стоило большого труда их собрать. Да
и позже я немало повозился, чтобы из
более чем ста обломков склеить че-
люсть . В коренном слое я откопал шей-
ные и передние туловищные позвонки,
квадратную кость и пальцевую фалангу
скелета. Кости настолько хорошо со-
хранились , что их можно было принять
за современные. Они даже не потеряли
белого цвета.
It’s very interesting work - to
collect the fossil crop on the sur-
face of the ploughed field, where
nothing, but the bones of Mesozoic
Dragons grow. Rain cleaned the verte-
bra from the sticky sand which could
be distinguished by red light spots.
A lot of happy hours I spent there,
while the field was cultivated. But
in the 90-th the farmers used to save
fuel and the field covered by weeds
and paleontological vein gave out.
I remember very well the event,
when during ordinary expedition on
the flank of the mountain I saw the
fragments of the jaw and the vertebra
of Maas reptile, which were destroyed
by roots of grass. Unfortunately, the
main part of the skeleton was already
destroyed by a ravine. If I was late
for a month or two, the rains would
wash off the evidence of erstwhile
impetuous life. More or less deter-
minable were the teeth and the neck
bones of the reptiles. His straight
lower jaw, as tylosaurs’s one was
practically a 1 meter by length. Con-
sidering by configuration (it was im-
possible to glue the jaw) it belonged
to Hainosaurus.
In Krutoj ravine I saw the parts of
the other skeleton (belonging to Mo-
sasaurus hoffmani), it was in the
sands of Danian Stage (Paleogene), in
50 centimeters above that unfortunate
boundary, beyond of which neither Di-
nosaurs nor the some other inhab-
itants of our planet could be met.
The fragments of the lower jaw
drooped along the flank and were
whelmed by landslide, of course, it
was very hard to gather them. And af-
ter that it was not easier to glue
the jaw from more than 100 fragments.
In the in situ ayer I found the neck
and the front trunca bones, quadrate
bone and the dactylar pha-ange of
that skeleton. The bones were so well
preserved, that they could be ac-
cepted for the modern one. They
stayed even white.
Научная ценность находки огромна.
Скелет принадлежал наиболее позднему
мозазавру, который жил уже не в ме-
зозойской , а в кайнозойской эре. Во
всем мире таких находок не более
трех.
На степных просторах Волгограда бы-
ли обнаружены и другие уникальные ос-
татки мозазавров. О некоторых из них
я написал в своей книге "Ожившие дра-
коны" . Например, однажды мне попались
два сросшихся вместе хвостовых по-
звонка. "Ну и что тут удивительного?"
- спросите вы. А ведь эта находка го-
ворит о том, что, возможно, мозазавры
могли отбрасывать хвост, подобно со-
временным ящерицам. Ведь жизнь царей
океана была далека от идеальной. Об
этом свидетельствуют и их травмиро-
ванные кости. Мне доводилось держать
в руках хвостовой позвонок мозазавра,
укушенный акулой.
Приведу и другое интересное наблю-
дение . Нередко во время исследований
я встречал корни зубов мааских яще-
ров. Этакие вздутые, пронизанные кро-
веносными сосудами конусы с полостью
внутри. Помнится, мой друг С.Г. Крас-
нобаев принял такой корень за рог ди-
нозавра. Но суть не в том.
Почти у каждого корня сбоку распо-
лагалась загадочная лунка. Я долго не
мог понять ее предназначение. Переос-
мыслив массу палеонтологического ма-
териала , решил, что в лунке находился
так называемый замещающий зуб, кото-
рый в случае поломки основного должен
был встать на его место. Но долгое
время мое предположение не могло по-
лучить достоверного подтверждения.
С поиском доказательств однажды
произошел забавный случай. Собирая
кости на вспаханном поле Лысой горы,
я поднял фрагмент нижней челюсти мо-
зазавра с ямками для альтернативных
зубов. К моей радости, из наполненной
песком лунки лукаво выглядывал ост-
ренький кончик зуба.
The scientific value of this dis-
covery is very huge. The skeleton be-
longed to the latest Mosasaur, which
lived not in Mesozoic but in Cenozoic
era. There not more than 3 records of
such type all over the world.
On the steppes of Volgograd were
found also the other unique fragments
of Mosasaurus. Some of them are de-
scribed in my book: "Resurgent Drag-
ons". For example, once I found two
accreted tail vertebra. "Is this un-
usual? !" But the fact is that this
discovery shows that Mososaurus could
throw back their tails, as modern
lizards do. The matter is, that their
kingly life was far from the ideal.
Their injured bones improved this
fact. Once I held in my hands a tail
bone of Mososaurus, which was bitten
by a shark.
There is also another observation.
Very often used to meet the teeth
roots of Maas’s reptiles. They were
swelled and penetrated by blood-
vessels with a cavity inside. I re-
member, that my friend C. G. Krasno-
baev decided that it was a Dinosaur’s
horn. But it’s not so important!
For a long time I couldn ’ t under-
stand its mission. Having read a lot
of pale-ontological material, I con-
sidered that in that hollow was a
tooth which substituted the main one
in case of its breakage. But for a
long time there was no reliable con-
formation to my supposition.
When I was in search of confirma-
tion, a very amusing thing happened
with me. When I picked up bones on
the ploughed field, I’d found a frag-
ment of the lower jaw with a holes
for alternative teeth. I was rather
happy, as a sharp top of a tooth was
seen from the hole filled with sand.
Дома я как обычно помыл собранные
окаменелости. И тут произошло неверо-
ятное - после беглого осмотра выпав-
шего из челюсти зуба, я понял, что он
принадлежит акуле! Даже по теории ве-
роятности такого не могло произойти!
Посудите сами, сколько должно было
смениться случайных событий на мор-
ском дне, чтобы зуб акулы вошел своим
основанием в альвеолу челюсти погиб-
шего невесть когда мозазавра!
Но и на этом история не закончи-
лась . Там же год спустя я вытащил из
морского кварцево-лауконитового песка
еще один обломок нижней челюсти. Как-
то, рассматривая фрагменты, решил
сложить их вместе. И что же вы думае-
те? Получилась вполне приличная, дли-
ной в сорок сантиметров челюсть юного
прогнатодона. Сейчас она хранится в
фондах Волгоградского краеведческого
музея.
At home, as usually, I washed the
fossils. And what do you think hap-
pened? After the fleeting observation
of the fell tooth, understood, that
it belonged to a shark. Even, if take
into consideration, the theory of
probability, that couldn’t had hap-
pened .
Just think, how many events should
had happened on the sea bottom in or-
der a shark’s tooth came by its base
into the jaw of Mososaurus, who per-
ished a lot of years ago.
But it’s not the end of the story.
A year a ter I found one more fragment
of the lower jaw from sea quartz-
glauconitic sand. Then I decided to
collect them together. And what do
you think? I managed to collect quot-
able and 40 centimeters in length jaw
of the young Prognathodon. Now they
are stored in the funds of Volgograd
Museum of Local History.
В этом месте более 70 миллионов лет покоился скелет
мозазавра. Хутор Полунине
A mosasaur skeleton laid there for more than 70 million years.
Polunino Farms
К еще одному любопытному заключению
меня привело изучение зубов прогнато-
донов. Вершины многих глоточных зубов
на крыловидных костях ящеров были
сильно стерты. Дело в том, что в
позднемаастрихтскую эпоху стали исче-
зать аммониты - традиционная пища
этих ящеров, отчего прогнатодоны были
вынуждены перепрофилироваться на че-
репах, твердые панцири которых обта-
чивали им зубы.
Согласно последним исследовани-
ям, большинство мозазавров предпочи-
тало жить у побережий островов, кото-
рых в конце мелового периода на тер-
ритории Волгоградского края было не-
сколько . Наиболее крупный архипелаг
располагался в области Доно-Мед-
ведицкой гряды. Размерами поменьше
находился в районе хутора Полунине и
Нового Рогачика. К побережью островов
течения выносили с глубины соединения
фосфата и азота, необходимые для раз-
вития фитопланктона. Фитопланктоном
питался зоопланктон, и другие обита-
тели океана. У основания пищевой це-
Studying of Prognathodon’s teeth
led me to one more interesting con-
clusion. The tops of pharyngeal teeth
on pterygoid bones were rather
rubbed. The case is, that during the
Late Maastrichtian epoch ammonites
began to disappeared - the tradi-
tional food of those reptiles, that’s
why Prognatodon’s had to hunt for
turtles, hard shells of which faced
their teeth.
According to the last researches,
the bulk of mososaurs preferred to
live near the seaside of islands,
there were a number of them on the
territory of Volgograd region in the
end of Cretaceous. The biggest archi-
pelago situated in the region of Don-
Medvediza ridge. A smaller one was
near Polunino and Novyj Rogachic
farms. To the coasts of the slands
the sea currents supplied from the
depth of the ocean phosphorus and ni-
trogen compounds, essential for
growth of phyto-plankton. Zooplankton
and others inhabitants of the sea fed
почки находились и крупные, отлагаю-
щие известь сифоновые и кораллиновые
водоросли, которые я открыл в мааст-
рихтских осадках. Песчаное дно покры-
вали пышные луга из этих водорослей.
Многочисленные брюхоногие моллюски и
креветки перерабатывали сочные обрыв-
ки слоевищ. Ну а ими, сами понимаете,
лакомились головоногие моллюски аммо-
ниты и белемниты. Вот почему именно
здесь размножались мозазавры.
phytoplankton. On the bottom of that
food chain were also large ime-
deposited siphonal and corraline al-
gae. This kind of algae I discovered
in Maastrichtian deposits. Sand bot-
tom was covered by splendid meadows,
consisting of the algae. Plenty of
gastropods and shrimps processed lush
fragments of thallome. Cephalopods
such as ammonites and belem-nites
relished by them in turn. That’s why
Mososaurus propagated there.
Порой, чтобы не пропустить самый маленький зуб,
приходится ползать на четвереньках
Sometimes we have to grabble not to miss
the smallest tooth
После брачного периода самки ящеров
уплывали от самцов поближе к мангро-
вым зарослям, где группировались в
стаи. Подобно черепахам ластами выры-
вали лунку для гнезда, откладывали
яйца, засыпали песчаные инкубаторы и
уползали прочь. То, что мааские ящеры
относились к яйцекладущим рептилиям,
подтверждается находками в США, где
открыты сотни исключительно хорошо
сохранившихся скелетов мозазавров, но
ни разу не были отмечены следы заро-
дышей внутри их брюшной полости.
After mating season reptile females
swam to mangrove bush, where they
grouped in shoal. Like turtles they
scratched a hole for a nest with the
help of fins, laid eggs, whelmed sand
incubators and crept away. The fact,
that Maas reptiles were egg-aying
reptiles, can be confirmed by discov-
eries in the USA, where undestroyed
mososaur’s skeletons were found, but
tracks of embryos inside of their ab-
dominal cavity were not found at
once.
Новорожденные ящеры жили в естест-
венных яслях прибрежной зоны и дель-
тах рек, где могли спрятаться отхищ-
ников в гуще зарослей папоротника.
Здесь же мозазаврята охотились на
моллюсков, насекомых и прочую мелочь.
Интересные результаты на этот счет
дали раскопки в Дубовском районе, где
среди останков взрослых плиоплатекар-
пусов были найдены позвонки их ново-
рожденных отпрысков. При этом кости
новорожденных хищных мозазавров почти
отсутствовали. Возможно, в данном
районе были ясли только плиоплатекар-
пусов, на которых и охотились моза-
заврусы. А сами мозазаврусы размножа-
лись в других местах - в покрытых
мангровыми зарослями лиманах или на
песчаных отмелях, в зоне прилива и
отлива, где во время нападения хищ-
ника малыши спасались на берегу.
Newborn reptiles lived in natural
nurseries near tidelands and river
deltas, where they could hide from
predators. There they found mollusks,
insect and other small animals.
As for this, very interesting re-
sults were received in Dubovka re-
gion, where among remains of adult
Plioplatecarpus vertebra of newborn
scions were found. Other bones of
newborn however practically were ab-
sent. Probably in that region were
only nurseries of Plioplatecarpus,
who were the feed for Mososaurus. So,
Mososaurus propagated in other places
- firths, covered by mangrove or on
sandbanks, in tidal zone, where new-
borns could hide from predators.
Существование прибрежных питомников
для новорожденных мозазавров подтвер-
ждается находками на Береславском па-
леон- тологическом памятнике, где со-
брано значительное количество позвон-
ков различных видов молодых, не пре-
вышающих двух метров мозазаврят.
Existence of these inshore nurser-
ies can be proved by discoveries in
Bereslavsky pale-ontological monu-
ment, where appreciable quantity of
young Mososaurus’s (not more than 2
meters in length) vertebras are
found.
Интересно, что здесь вместе с кос-
тями взрослых и юных морских драконов
найдены жучки осетровых рыб, принад-
лежащие таким гигантам, что в сравне-
нии с ними двухметровая белуга из
экспозиции Областного краеведческого
музея покажется карликом. Осетровые в
то время могли достигать девятиметро-
вой длины. Судя по зубам и позвонкам,
немногим уступали в размерах сельде-
образные, выраставшие до четырех мет-
ров, и акулы. Чтобы охотиться на та-
ких крупных рыб, мозазавры были выну-
ждены увеличить пропорции тела.
Возможно, здесь происходило настоя-
щее соревнование, где побеждал круп-
нейший. Кто за кем хотел угнаться,
трудно сказать. Ясно одно, что в кон-
це мелового периода, примерно 65 мил-
лионов лет назад, властелины моря не
выдержали этой напряженной гонки и
безвозвратно исчезли.
It’s interesting, that there to-
gether with bones of adult and young
sea dragons were found scutes of
sturgeon, which belonged to such gi-
ants, that by the side of them 2-
meter beluga from exposition of Mu-
seum of Loca History just a dwarf.
Sturgeon at that time could run up to
9 meters. Judging by bones and teeth,
herring - like sharks, grown till 4
meters, were not inferior in measure-
ments . In order to catch such huge
fish, mososaur’s had to increase
their proportions of the corpus.
Probably a true competition took
place there, and, of course, the big-
ger was the winner. Who of them
wanted to catch each other, it’s hard
to say. Only one thing is clear, for
about 65 million years ago, the sov-
ereigns of sea didn’t withstand that
strained rush and disappeared irrepa-
rably .
Разное
ОТКРЫТИЯ И НАЗВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
Н.А. Фигуровский
Водород, Hydrogenium, Н (1)
Как горючий (воспламеняемый) воздух
получали действием кислот на металлы,
газа Парацельс, Бойль, Лемери и другие
водород известен довольно давно. Его
наблюдали горение и взрывы гремучего
ученые XVI-XVIII вв. С распространени-
ем теории флогистона некоторые химики пытались получить водород в качестве
"свободного флогистона". В диссертации Ломоносова "О металлическом блеске"
описано получение водорода действием "кислотных спиртов" (например, "соляного
спирта", т. е. соляной кислоты) на железо и другие металлы; русский ученый
первым (1745) выдвинул гипотезу, о том, что водород ("горючий пар" - vapor
inflammabilis) представляет собой флогистон. Кавендиш, подробно исследовавший
свойства водорода, выдвинул подобную же гипотезу в 1766 г. Он называл водород
"воспламеняемым воздухом", полученным из "металлов" (Inflammable air from
metals), и полагал, как и все флогистики, что при растворении в кислотах ме-
талл теряет свой флогистон. Лавуазье, занимавшийся в 1779 г. исследованием
состава воды путем ее синтеза и разложения, назвал водород Hydrogine (гидро-
ген) , или Hydrogene (гидрожен), от греч. гидор - вода и гайноме - произвожу,
рождаю.
Номенклатурная комиссия 1787 г. приняла словопроизводство Hydrogene от ген-
нао, рождаю. В "Таблице простых тел" Лавуазье водород (Hydrogene) упомянут в
числе пяти (свет, теплота, кислород, азот, водород) "простых тел, относящихся
ко всем трем царствам природы и которые следует рассматривать как элементы
тел"; в качестве старых синонимов названия Hydrogene Лавуазье называет горю-
чий газ (Gaz inflammable), основание горючего газа. В русской химической ли-
тературе конца XVIII и начала XIX в. встречаются два рода названий водорода:
флогистические (горючий газ, горючий воздух, воспламенительный воздух, заго-
раемый воздух) и антифлогистические (водотвор, водотворное существо, водо-
творный гас, водородный гас, водород). Обе группы слов представляют собой пе-
реводы французских названий водорода.
Изотопы водорода были открыты в 30-х годах текущего столетия и быстро при-
обрели большое значение в науке и технике. В конце 1931 г. Юри, Брекуэдд и
Мэрфи исследовали остаток после длительного выпаривания жидкого водорода и
обнаружили в нем тяжелый водород с атомным весом 2. Этот изотоп назвали дей-
терием (Deuterium, D) от греч. - другой, второй. Спустя четыре года в воде,
подвергнутой длительному электролизу, был обнаружен еще более тяжелый изотоп
водорода ЗН, который назвали тритием (Tritium, Т), от греч. - третий.
Гелий, Helium, Не (2)
В 1868 г. французский астроном Жансен наблюдал в Индии полное солнечное За-
тмение и спектроскопически исследовал хромосферу солнца. Он обнаружил в спек-
тре солнца яркую желтую линию, обозначенную им D3, которая не совпадала с
желтой линией D натрия. Одновременно с ним эту же линию в спектре солнца уви-
дел английский астроном Локьер, который понял, что она принадлежит неизвест-
ному элементу. Локьер совместно с Франкландом, у которого он тогда работал,
решил назвать новый элемент гелием (от греч.- гелиос, солнце). Затем новая
желтая линия была обнаружена другими исследователями в спектрах "земных" про-
дуктов; так, в 1881 г. итальянец Пальмиери обнаружил ее при исследовании про-
бы газа, отобранного в кратере Везувия. Американский химик Гиллебранд, иссле-
дуя урановые минералы, установил, что они при действии крепкой серной кислоты
выделяют газы. Сам Гиллебранд считал, что это азот. Рамзай, обративший внима-
ние на сообщение Гиллебранда, подверг спектроскопическому анализу газы, выде-
ляемые при обработке кислотой минерала клевеита. Он обнаружил, что в газах
содержатся азот, аргон, а также неизвестный газ, дающий яркую желтую линию.
Не имея в своем распоряжении достаточно хорошего спектроскопа, Рамзай послал
пробы нового газа Круксу и Локьеру, которые вскоре идентифицировали газ как
гелий. В том же 1895 г. Рамзай выделил гелий из смеси газов; он оказался хи-
мически инертным, подобно аргону. Вскоре после этого Локьер, Рунге и Пашен
выступили с заявлением, что гелий состоит из смеси двух газов - ортогелий и
парагелий; один из них дает желтую линию спектра, другой зеленую. Этот второй
газ они предложили назвать астерием (Asterium) от греч.- звездный. Совместно
с Траверсом Рамзай проверил это утверждение и доказал, что оно ошибочно, так
как цвет линии гелия зависит от давления газа.
Литий, Lithium, Li (3)
Когда Дэви производил свои знаменитые опыты по электролизу щелочных земель,
о существовании лития никто и не подозревал. Литиевая щелочная земля была от-
крыта лишь в 1817 г. талантливым химиком-аналитиком, одним из учеников Берце-
лиуса Арфведсоном. В 1800 г. бразильский минералог де Андрада е Сильва, со-
вершая научное путешествие по Европе, нашел в Швеции два новых минерала, на-
званных им петалитом и сподуменом, причем первый из них через несколько лет
был вновь открыт на острове Уте. Арфведсон заинтересовался петалитом, произ-
вел полный его анализ и обнаружил необъяснимую вначале потерю около 4% веще-
ства. Повторяя анализы более тщательно, он установил, что в петалите содер-
жится ’’огнепостоянная щелочь до сих пор неизвестной природы". Берцелиус пред-
ложил назвать ее литионом (Lithion), поскольку эта щелочь в отличие от кали и
натра впервые была найдена в "царстве минералов" (камней); название это про-
изведено от греч. - камень. Позднее Арфведсон обнаружил литиевую землю, или
литину, и в некоторых других минералах, однако его попытки выделить свободный
металл не увенчались успехом. Очень небольшое количество металлического лития
было получено Дэви и Бранде путем электролиза щелочи. В 1855 г. Бунзен и Мат-
тессен разработали промышленный способ получения металлического лития элек-
тролизом хлорида лития. В русской химической литературе начала XIX в. встре-
чаются названия: литион, литин (Двигубский, 1826) и литий (Гесс); литиевую
землю (щелочь) называли иногда литина.
Бериллий, Beryllium, Be (4)
Содержащие бериллий минералы (драгоценные камни) - берилл, смарагд, изум-
руд, аквамарин и др. - известны с глубокой древности. Некоторые из них добы-
вались на Синайском полуострове еще в XVII в. до н.э. В Стокгольмском папиру-
се (III в.) описываются способы изготовления поддельных камней. Название бе-
рилл встречается у греческих и латинских (Beryll) античных писателей и в
древнерусских произведениях, например в "Изборнике Святослава" 1073 г. , где
берилл фигурирует под названием вируллион. Исследование химического состава
драгоценных минералов этой группы началось, однако, лишь в конце XVIII в. с
наступлением химико-аналитического периода. Первые анализы (Клапрот, Биндгейм
и др.) не обнаружили в берилле ничего особенного. В конце XVIII в. известный
минералог аббат Гаюи обратил внимание на полное сходство кристаллического
строения берилла из Лиможа и смарагда из Перу. Вокелен произвел химический
анализ обоих минералов (1797) и обнаружил в обоих новую землю, отличную от
алюмины. Получив соли новой земли, он установил, что некоторые из них облада-
ют сладким вкусом, почему и назвал новую землю глюцина (Glucina) от греческо-
го - сладкий. Новый элемент, содержащийся в этой земле, был назван соответст-
венно глюцинием (Glucinium) . Это название употреблялось во Франции в XIX в. ,
существовал даже символ - G1. Клапрот, будучи противником наименования новых
элементов по случайным свойствам их соединений, предложил именовать глюциний
бериллием (Beryllium), указав, что сладким вкусом обладают соединения и дру-
гих элементов. Металлический бериллий был впервые получен Велером и Бусси в
1728 г. путем восстановления хлорида бериллия металлическим калием. Отметим
здесь выдающиеся исследования русского химика И.В. Авдеева по атомному весу и
составу окисла бериллия (1842). Авдеев установил атомный вес бериллия 9,26
(совр.9,0122), тогда как Берцелиус принимал его равным 13,5, и правильную
формулу окисла.
О происхождении названия минерала берилл, от которого образовано слово бе-
риллий, существует несколько версий. А.М. Васильев (по Диргарту) приводит
следующее мнение филологов: латинское и греческое названия берилла могут быть
сопоставлены с практритским veluriya и санскритским vaidurya. Последнее явля-
ется названием некоторого камня и происходит от слова vidura (очень далеко),
что, по-видимому, означает какую-то страну или гору. Мюллер предложил другое
объяснение: Vaidurya произошло от первоначального vaidarya или vaidalya, а
последнее от vidala (кошка). Иначе говоря, vaidurya означает приблизительно
"кошачий глаз". Рай указывает, что в санскрите топаз, сапфир и коралл счита-
лись кошачьим глазом. Третье объяснение дает Липпман, который считает, что
слово берилл обозначало какую-то северную страну (откуда поступали драгоцен-
ные камни) или народ. В другом месте Липпман отмечает, что Николай Кузанский
писал, что немецкое Brille (очки) происходит от варварско-латинского
berillus. Наконец, Лемери, объясняя слово берилл (Beryllus), указывает, что
Berillus, или Verillus, означает "мужской камень".
В русской химической литературе начала XIX в. глюцина называлась - сладимая
земля, сладозем (Севергин, 1815), сладкозем (Захаров, 1810), глуцина, глици-
на, основание глицинной земли, а элемент именовался глицинием, глицинитом,
глицием, сладимцем и пр. Гизе предложил название бериллий (1814) . Гесс, одна-
ко, придерживался названия глиций; его употреблял в качестве синонима и Менде-
леев (1-е изд. "Основ химии").
Бор, Borum, В (5)
Природные соединения бора (англ. Boron, франц. Bore, нем. Вог), главным об-
разом нечистая бура, известны с раннего средневековья. Под названиями тинкал,
тинкар или аттинкар (Tinkal, Tinkar, Attinkar) бура ввозилась в Европу из Ти-
бета; она употреблялась для пайки металлов, особенно золота и серебра. В Ев-
ропе тинкал назывался чаще боракс (Borax) от арабского слова bauraq и персид-
ского - burah. Иногда боракс, или борако, обозначал различные вещества, на-
пример соду (нитрон). Руланд (1612) называет боракс хризоколлой - смолой,
способной "склеивать" золото и серебро. Лемери (1698) тоже называет боракс
"клеем золота" (Auricolla, Chrisocolla, Gluten auri). Иногда боракс обозначал
нечто вроде "узды золота" (capistrum auri). В Александрийской эллинистической
и византийской химической литературе борахи и борахон, а также в арабской
(bauraq) обозначали вообще щелочь, например bauraq arman (армянский борак),
или соду, позже так стали называть буру.
В 1702 г. Гомберг, прокаливая буру с железным купоросом, получил "соль"
(борную кислоту), которую стали называть "успокоительной солью Гомберга" (Sal
sedativum Hombergii); эта соль нашла широкое применение в медицине. В 1747 г.
Барон синтезировал буру из "успокоительной соли" и натрона (соды). Однако со-
став буры и "соли" оставался неизвестным до начала XIX в. В "Химической но-
менклатуре" 1787 г. фигурирует название horacique acid (борная кислота). Ла-
вуазье в "Таблице простых тел" приводит (radical boracique). В 1808 г. Гей-
Люссаку и Тенару удалось выделить свободный бор из борного ангидрида, нагре-
вая последний с металлическим калием в медной трубке; они предложили назвать
элемент бора (Bora) или бор (Bore). Дэви, повторивший опыты Гей-Люссака и Те-
нара, тоже получил свободный бор и назвал его бораций (Boracium). В дальней-
шем у англичан это название было сокращено до Boron. В русской литературе
слово бура встречается в рецептурных сборниках XVII-XVIII вв. В начале XIX в.
русские химики называли бор буротвором (Захаров, 1810), буроном (Стра-
хов,1825), основанием буровой кислоты, бурацином (Севергин, 1815), борием
(Двагубский, 1824). Переводчик книги Гизе называл бор бурием (1813). Кроме
того, встречаются названия бурит, борон, буронит и др.
Углерод, Carboneum, С (6)
Углерод (англ. Carbon, франц. Carbone, нем. Kohlenstoff) в виде угля, копо-
ти и сажи известен человечеству с незапамятных времен; около 100 тыс. лет на-
зад, когда наши предки овладели огнем, они каждодневно имели дело с углем и
сажей. Вероятно, очень рано люди познакомились и с аллотропическими видоизме-
нениями углерода - алмазом и графитом, а также с ископаемым каменным углем.
Не удивительно, что горение углеродсодержащих веществ было одним из первых
химических процессов, заинтересовавших человека. Так как горящее вещество ис-
чезало, пожираемое огнем, горение рассматривали как процесс разложения веще-
ства, и поэтому уголь (или углерод) не считали элементом. Элементом был огонь
- явление, сопровождающее горение; в учениях об элементах древности огонь
обычно фигурирует в качестве одного из элементов. На рубеже XVII - XVIII вв.
возникла теория флогистона, выдвинутая Бехером и Шталем. Эта теория признава-
ла наличие в каждом горючем теле особого элементарного вещества - невесомого
флюида - флогистона, улетучивающегося в процессе горения. Так как при сгора-
нии большого количества угля остается лишь немного золы, флогистики полагали,
что уголь - это почти чистый флогистон. Именно этим объясняли, в частности,
"флогистирующее" действие угля, - его способность восстанавливать металлы из
"известей" и руд. Позднейшие флогистики, Реомюр, Бергман и др. , уже начали
понимать, что уголь представляет собой элементарное вещество. Однако впервые
таковым "чистый уголь" был признан Лавуазье, исследовавшим процесс сжигания в
воздухе и кислороде угля и других веществ. В книге Гитона де Морво, Лавуазье,
Бертолле и Фуркруа "Метод химической номенклатуры" (1787) появилось название
"углерода" (carbone) вместо французского "чистый уголь" (charbone pur). Под
этим же названием углерод фигурирует в "Таблице простых тел" в "Элементарном
учебнике химии" Лавуазье. В 1791 г. английский химик Теннант первым получил
свободный углерод; он пропускал пары фосфора над прокаленным мелом, в резуль-
тате чего образовывался фосфат кальция и углерод. То, что алмаз при сильном
нагревании сгорает без остатка, было известно давно. Еще в 1751 г. француз-
ский король Франц I согласился дать алмаз и рубин для опытов по сжиганию, по-
сле чего эти опыты даже вошли в моду. Оказалось, что сгорает лишь алмаз, а
рубин (окись алюминия с примесью хрома) выдерживает без повреждения длитель-
ное нагревание в фокусе зажигательной линзы. Лавуазье поставил новый опыт по
сжиганию алмаза с помощью большой зажигательной машины, пришел к выводу, что
алмаз представляет собой кристаллический углерод. Второй аллотроп углерода -
графит в алхимическом периоде считался видоизмененным свинцовым блеском и на-
зывался plumbago; только в 1740 г. Потт обнаружил отсутствие в графите какой-
либо примеси свинца. Шееле исследовал графит (1779) и будучи флогистиком счел
его сернистым телом особого рода, особым минеральным углем, содержащим свя-
занную "воздушную кислоту" (СО2,) и большое количество флогистона.
Двадцать лет спустя Гитон де Морво путем осторожного нагревания превратил
алмаз в графит, а затем в угольную кислоту.
Международное название Carboneum происходит от лат. carbo (уголь). Слово
это очень древнего происхождения. Его сопоставляют с cremare - гореть; корень
саг, cal, русское гар, гал, гол, санскритское ста означает кипятить, варить.
Со словом "carbo" связаны названия углерода и на других европейских языках
(carbon, charbone и др.) . Немецкое Kohlenstoff происходит от Kohle - уголь
(старогерманское kolo, шведское kylla - нагревать). Древнерусское угорати,
или угарати (обжигать, опалять) имеет корень гар, или гор, с возможным пере-
ходом в гол; уголь по-древнерусски югъль, или угъль, того же происхождения.
Слово алмаз (Diamante) происходит от древнегреческого - несокрушимый, непре-
клонный, твердый, а графит от греческого - пишу.
В начале XIX в. старое слово уголь в русской химической литературе иногда
Заменялось словом "углетвор" (Шерер, 1807; Севергин, 1815); с 1824 г. Соловь-
ев ввел название углерод.
Азот, Nitrogenium, N (7)
Азот (англ. Nitrogen, франц. Azote, нем. Stickstoff) был открыт почти
одновременно несколькими исследователями. Кавендиш получил азот из воздуха
(1772), пропуская последний через раскаленный уголь, а затем через раствор
щелочи для поглощения углекислоты. Кавендиш не дал специального названия
новому газу, упоминая о нем как о мефитическом воздухе (Air mephitic от
латинского mephitis - удушливое или вредное испарение земли). Вскоре Пристлей
установил, что если в воздухе долгое время горит свеча или находится животное
(мышь), то такой воздух становится непригодным для дыхания. Официально
открытие азота обычно приписывается ученику Блэка - Рутерфорду,
опубликовавшему в 1772 г. диссертацию (на степень доктора медицины), - "О
фиксируемом воздухе, называемом иначе удушливым", где впервые описаны
некоторые химические свойства азота. В эти же годы Шееле получил азот из
атмосферного воздуха тем же путем, что и Кавендиш. Он назвал новый газ
испорченным воздухом (Verdorbene Luft). Поскольку пропускание воздуха через
раскаленный уголь рассматривалось химиками-флогистиками как его
флогистирование, Пристлей (1775) назвал азот флогистированным воздухом (Air
phlogisticated). О флогистировании воздуха в своем опыте говорил ранее и
Кавендиш. Лавуазье в 1776-1777 гг. подробно исследовал состав атмосферного
воздуха и установил, что 4/5 его объема состоят из удушливого газа (Air
mofette - атмосферный мофетт, или просто Mofett). Названия азота
флогистированный воздух, мефитический воздух, атмосферный мофетт, испорченный
воздух и некоторые другие - употреблялись до признания в европейских странах
новой химической номенклатуры, т.е. до выхода в свет известной книги "Метод
химической номенклатуры" (1787).
Составители этой книги - члены номенклатурной комиссии Парижской академии
наук - Гитон де Морво, Лавуазье, Бертолле и Фуркруа - приняли лишь несколько
новых названий простых веществ, в частности, предложенные Лавуазье названия
"кислород" и "водород". При выборе нового названия для азота комиссия,
исходившая из принципов кислородной теории, оказалась в затруднении. Как
известно, Лавуазье предлагал давать простым веществам такие названия, которые
отражали бы их основные химические свойства. Соответственно этому азоту
следовало бы дать название "радикал нитрик" или "радикал селитряной кислоты".
Такие названия, пишет Лавуазье в своей книге "Начала элементарной химии"
(1789), основаны на старых терминах нитр или селитра, принятых в искусствах,
в химии и в обществе. Они были бы весьма подходящими, но известно, что азот
является также основанием летучей щелочи (аммиака), как это было незадолго до
этого установлено Бертолле. Поэтому название радикал, или основание
селитряной кислоты, не отражает основных химических свойств азота. Не лучше
ли остановиться на слове азот, которое, по мнению членов номенклатурной
комиссии, отражает основное свойство элемента - его непригодность для дыхания
и жизни. Авторы химической номенклатуры предложили производить слово азот от
греческой отрицательной приставки "а" и слова жизнь. Таким образом, название
азот, по их мнению, отражало его нежизненность, или безжизненность.
Однако слово азот придумано не Лавуазье и не его коллегами по комиссии. Оно
известно с древности и употреблялось философами и алхимиками средневековья
для обозначения "первичной материи (основы) металлов", так называемого
Меркурия философов, или двойного Меркурия алхимиков. Слово азот вошло в
литературу, вероятно, в первые столетия средневековья, как и многие другие
зашифрованные и имевшие мистический смысл названия. Оно встречается в
сочинениях многих алхимиков, начиная с Бэкона (XIII в.), - у Парацельса,
Либавия, Валентина и др. Либавий указывает даже, что слово азот (azoth)
происходит от старинного испано-арабского слова азок (azoque или azoc),
обозначавшего ртуть. Но более вероятно, что эти слова появились в результате
искажений переписчиками коренного слова азот (azot или azoth). Теперь
происхождение слова азот установлено более точно. Древние философы и алхимики
считали "первичную материю металлов" альфой и омегой всего существующего. В
свою очередь это выражение заимствовано из Апокалипсиса - последней книги
Библии: "я - альфа и омега, начало и конец, первый и последний". В древности
и в средние века христианские философы считали приличным употреблять при
написании своих трактатов только три языка, признававшихся "священными",
латинский, греческий и древнееврейский (надпись на кресте при распятии Христа
по евангельскому рассказу была сделана на этих трех языках). Для образования
слова азот были взяты начальные и конечные буквы алфавитов этих трех языков
(а, альфа, алеф и зэт, омега, тов - AAAZOT).
Составители новой химической номенклатуры 1787 г., и прежде всего инициатор
ее создания Гитон де Морво, хорошо знали о существовании с древних времен
слова азот. Морво отметил в "Методической энциклопедии" (1786) алхимическое
значение этого термина. После опубликования "Метода химической номенклатуры"
противники кислородной теории - флогистики - выступили с резкой критикой
новой номенклатуры. Особенно, как отмечает сам Лавуазье в своем учебнике
химии, критиковалось принятие "древних наименований". В частности, Ламетри -
издатель журнала "Observations sur la Physique" - оплота противников
кислородной теории, указывал на то, что слово азот употреблялось алхимиками в
другом смысле.
Несмотря на это, новое название было принято во Франции, а также и в
России, заменив собою ранее принятые названия "флогистированный газ",
"мофетт", "основание мофетта" и т.д.
Словообразование азот от греческого тоже вызвало справедливые замечания.
Д.Н. Прянишников в своей книге "Азот в жизни растений и в земледелии СССР"
(1945) совершенно правильно заметил, что словообразование от греческого
"вызывает сомнения". Очевидно, эти сомнения имелись и у современников
Лавуазье. Сам Лавуазье в своем учебнике химии (1789) употребляет слово азот
наряду с названием "радикал нитрик" (radical nitrique).
Интересно отметить, что более поздние авторы, пытаясь, видимо, как-то
оправдать неточность, допущенную членами номенклатурной комиссии, производили
слово азот от греческого - дающий жизнь, животворный, создав искусственное
слово "азотикос", отсутствующее в греческом языке (Диргарт, Реми и др.) .
Одиако этот путь образования слова азот едва ли может быть признан
правильным, так как производное слово для названия азот должно было бы
звучать "азотикон".
Неудачность названия азот была очевидной для многих современников Лавуазье,
вполне сочувствовавших его кислородной теории. Так, Шапталь в своем учебнике
химии "Элементы химии" (1790) предложил заменить слово азот словом нитроген
(нитрожен) и называл газ, соответственно воззрениям своего времени (каждая
молекула газа представлялась окруженной атмосферой теплорода), "газ нитрожен"
(Gas nitrogene). Свое предложение Шапталь подробно мотивировал. Одним из
доводов послужило указание, что название, означающее безжизненный, могло бы с
большими основаниями быть дано другим простым телам (обладающим, например,
сильными ядовитыми свойствами). Название нитроген, принятое в Англии и в
Америке, стало в дальнейшем основой международного названия элемента
(Nitrogenium) и символа азота - N. Во Франции в начале XIX в. вместо символа
N употребляли символ Az. В 1800 г. один из соавторов химической номенклатуры
- Фуркруа предложил еще одно название - алкалиген (алкалижен - alcaligene),
исходя из того, что азот является "основанием" летучей щелочи (Alcali
volatil) аммиака. Но это название не было принято химиками. Упомянем,
наконец, название азота, которое употребляли химики-флогистики и, в частности
Пристлей, в конце XVIII в. - септон (Septon от французского Septique
гнилостный). Это название предложено, по-видимому, Митчелом - учеником Блэка,
впоследствии работавшим в Америке. Дэви отверг это название. В Германии с
конца XVIII в. и до настоящего времени азот называют Stickstoff, что означает
"удушливое вещество".
Что касается старых русских названий азота, фигурировавших в разнообразных
сочинениях конца XVIII - начала XIX в. , то они таковы: удушливый гас,
нечистый гас; мофетический воздух (все это переводы французского названия Gas
mofette), удушливое вещество (перевод немецкого Stickstoff), флогистированный
воздух, гас огорюченный, огорюченный воздух (флогистические названия
перевод термина, предложенного Пристлеем - Plogisticated air). Употреблялись
также названия; испорченный воздух (перевод термина Шееле Verdorbene Luft),
селитротвор, селитротворный гас, нитроген (перевод названия, предложенного
Шапталем - Nitrogene), алкалиген, щелочетвор (термины Фуркруа, переведенные
на русский язык в 1799 и 1812 гг.), септон, гнилотвор (Septon) и др. Наряду с
этими многочисленными названиями употреблялись и слова азот и азотический
гас, особенно с начала XIX в.
В. Севергин в своем "Руководстве к удобнейшему разумению химических книг
иностранных" (1815) объясняет слово азот следующим образом: "Azoticum,
Azotum, Azotozum - азот, удушливое вещество"; "Azote - Азот, селитротвор";
"селитротворный газ, азотовый газ". Окончательно слово азот вошло в русскую
химическую номенклатуру и вытеснило все другие названия после выхода в свет
"Оснований чистой химии" Г. Гесса (1831) .
Производные названия соединений, содержащих азот, образованы на русском и
других языках либо от слова азот (азотная кислота, азосоединения и др.), либо
от международного названия нитрогениум (нитраты, нитросоединения и др.).
Последний термин происходит от древних названий нитр, нитрум, нитрон,
обозначавших обычно селитру, иногда - природную соду. В словаре Руланда
(1612) сказано: "Нитрум, борах (baurach), селитра (Sal petrosum), нитрум, у
немцев - Salpeter, Bergsalz - то же, что и Sal petrae".
Кислород, Oxygenium, О (8)
Открытие кислорода (англ. Oxygen, франц. Oxygene, нем. Sauerstoff) ознаме-
новало начало современного периода развития химии. С глубокой древности было
известно, что для горения необходим воздух, однако многие века процесс горе-
ния оставался непонятным. Лишь в XVII в. Майов и Бойль независимо друг от
друга высказали мысль, что в воздухе содержится некоторая субстанция, которая
поддерживает горение, но эта вполне рациональная гипотеза не получила тогда
развития, так как представление о горении, как о процессе соединения горящего
тела с некой составной частью воздуха, казалось в то время противоречащим
столь очевидному акту, как то, что при горении имеет место разложение горяще-
го тела на элементарные составные части. Именно на этой основе на рубеже XVII
в. возникла теория флогистона, созданная Бехером и Шталем. С наступлением хи-
мико-аналитического периода развития химии (вторая половина XVIII в.) и воз-
никновением "пневматической химии" - одной из главных ветвей химико-
аналитического направления - горение, а также дыхание вновь привлекли к себе
внимание исследователей. Открытие различных газов и установление их важной
роли в химических процессах явилось одним из главных стимулов для системати-
ческих исследований процессов горения веществ, предпринятых Лавуазье. Кисло-
род был открыт в начале 70-х годов XVIII в. Первое сообщение об этом открытии
было сделано Пристлеем на заседании Английского королевского общества в 1775
г. Пристлей (Пристли), нагревая красную окись ртути большим зажигательным
стеклом, получил газ, в котором свеча горела более ярко, чем в обычном возду-
хе , а тлеющая лучина вспыхивала. Пристлей определил некоторые свойства нового
газа и назвал его дефлогистированным воздухом (daphlogisticated air). Однако
двумя годами ранее Пристлея (1772) Шееле тоже получал кислород разложением
окиси ртути и другими способами. Шееле назвал этот газ огненным воздухом
(Feuerluft). Сообщение же о своем открытии Шееле смог сделать лишь в 1777 г.
Между тем в 1775 г. Лавуазье выступил перед Парижской академией наук с сооб-
щением, что ему удалось получить "наиболее чистую часть воздуха, который нас
окружает", и описал свойства этой части воздуха. Вначале Лавуазье называл
этот "воздух" эмпирейным, жизненным (Air empireal, Air vital) основанием жиз-
ненного воздуха (Base де 1’air vital). Почти одновременное открытие кислорода
несколькими учеными в разных странах вызвало споры о приоритете. Особенно на-
стойчиво признания себя первооткрывателем добивался Пристлей. По существу
споры эти не окончились до сих пор. Подробное изучение свойств кислорода и
его роли в процессах горения и образования окислов привело Лавуазье к непра-
вильному выводу о том, что этот газ представляет собой кислотообразующее на-
чало. В 1779 г. Лавуазье в соответствии с этим выводом ввел для кислорода но-
вое название - кислотообразующий принцип (principe acidifiant ou principe
oxygine). Фигурирующее в этом сложном названии слово oxygine Лавуазье произ-
вел от греч. - кислота и "я произвожу".
Фтор, Fluorum, F (9)
Фтор (англ. Fluorine, франц, и нем. Fluor) получен в свободном состоянии в
1886 г. , но его соединения известны давно и широко применялись в металлургии
и производстве стекла. Первые упоминания о флюорите (CaF,) под названием пла-
виковый шпат (Fliisspat) относятся к XVI в. В одном из сочинений, приписывае-
мых легендарному Василию Валентину, упоминаются окрашенные в различные цвета
камни - флюссе (Fliisse от лат. fluere - течь, литься), которые применялись в
качестве плавней при выплавке металлов. Об этом же пишут Агрикола и Либавиус.
Последний вводит особые названия для этого плавня - плавиковый шпат
(Flusspat) и минеральный плавик. Многие авторы химико-технических сочинений
XVII и XVIII вв. описывают разные виды плавикого шпата. В России эти камни
именовались плавик, спалт, спат; Ломоносов относил эти камни к разряду селе-
нитов и называл шпатом или флусом (флус хрустальный). Русские мастера, а так-
же собиратели коллекций минералов (например, в XVIII в. князь П.Ф. Голицын)
знали, что некоторые виды шпатов при нагревании (например, в горячей воде)
светятся в темноте. Впрочем, еще Лейбниц в своей истории фосфора (1710) упо-
минает в связи с этим о термофосфоре (Thermophosphorus).
По-видимому, химики и химики-ремесленники познакомились с плавиковой кисло-
той не позднее XVII в. В 1670 г. нюрнбергский ремесленник Шванхард использо-
вал плавиковый шпат в смеси с серной кислотой для вытравливания узоров на
стеклянных бокалах. Однако в то время природа плавикового шпата и плавиковой
кислоты была совершенно неизвестна. Полагали, например, что протравливающее
действие в процессе Шванхарда оказывает кремневая кислота. Это ошибочное мне-
ние устранил Шееле, доказав, что при взаимодействии плавикового шпата с сер-
ной кислотой кремневая кислота получается в результате разъедания стеклянной
реторты образующейся плавиковой кислотой. Кроме того, Шееле установил (1771),
что плавиковый шпат представляет собой соединение известковой земли с особой
кислотой, которая получила название "Шведская кислота". Лавуазье признал ра-
дикал плавиковой кислоты (radical fluorique) простым телом и включил его в
свою таблицу простых тел. В более или менее чистом виде плавиковая кислота
была получена в 1809 г. Гей-Люссаком и Тенаром путем перегонки плавикового
шпата с серной кислотой в свинцовой или серебряной реторте. При этой операции
оба исследователя получили отравление. Истинную природу плавиковой кислоты
установил в 1810 г. Ампер. Он отверг мнение Лавуазье о том, что в плавиковой
кислоте должен содержаться кислород, и доказал аналогию этой кислоты с хлори-
стоводородной кислотой. О своих выводах Ампер сообщил Дэви, который незадолго
до этого установил элементарную природу хлора. Дэви полностью согласился с
доводами Ампера и затратил немало усилий на получение свободного фтора элек-
тролизом плавиковой кислоты и другими путями. Принимая во внимание сильное
разъедающее действие плавиковой кислоты на стекло, а также на растительные и
животные ткани, Ампер предложил назвать элемент, содержащийся в ней, фтором
(греч. - разрушение, гибель, мор, чума и т. д.). Однако Дэви не принял этого
названия и предложил другое - флюорин (Fluorine) по аналогии с тогдашним на-
званием хлора - хлорин (Chlorine), оба названия до сих пор употребляются в
английском языке. В русском языке сохранилось название, данное Ампером.
Многочисленные попытки выделить свободный фтор в XIX в. не привели к успеш-
ным результатам. Лишь в 1886 г. Муассану удалось сделать это и получить сво-
бодный фтор в виде газа желто-зеленого цвета. Так как фтор является необычай-
но агрессивным газом, Муассану пришлось преодолеть множество затруднений,
прежде чем он нашел материал, пригодный для аппаратуры в опытах со фтором. U-
образная трубка для электролиза фтористо-водородной кислоты при 55°С (охлаж-
даемая жидким хлористым метилом) была сделана из платины с пробками из плави-
кового шпата. После того как были исследованы химические и физические свойст-
ва свободного фтора, он нашел широкое применение. Сейчас фтор - один из важ-
нейших компонентов синтеза фторорганических веществ широкого ассортимента. В
русской литературе начала XIX в. фтор именовался по-разному: основание плави-
ковой кислоты, флуорин (Двигубский, 1824), плавиковость (Иовский), флюор
(Щеглов, 1830), флуор, плавик, плавикотвор. Гесс с 1831 г. ввел в употребле-
ние название фтор.
Неон, Neon, Ne (10)
Этот элемент открыт Рамзаем и Траверсом в 1898 г., через несколько дней по-
сле открытия криптона. Ученые отобрали первые пузырьки газа, образующегося
при испарении жидкого аргона, и установили, что спектр этого газа указывает
на присутствие нового элемента. Рамзай так рассказывает о выборе названия для
этого элемента:
"Когда мы первый раз рассматривали его спектр, при этом находился мой 12-
летний сын.
"Отец, - сказал он - как называется этот красивый газ? "
"Это еще не решено" - ответил я.
"Он новый?" - полюбопытствовал сын.
"Новооткрытый" - возразил я.
"Почему бы в таком случае не назвать его Novum, отец?"
"Это не подходит, потому что novum не греческое слово" - ответил я.
"Мы назовем его неоном, что по-гречески значит новый.
Вот таким то образом газ получил свое название".
Натрий, Natrium, Na (11)
Название "натрий" (англ, и франц. Sodium, нем. Natrium) происходит от древ-
него слова, распространенного в Египте, у древних греков (vixpov) и римлян.
Оно встречается у Плиния (Nitron), у других древних авторов и соответствует
древнееврейскому нетер (neter). В древнем Египте натроном, или нитроном, на-
зывали вообще щелочь, получаемую не только из природных содовых озер, но и из
золы растений. Ее употребляли для мытья, изготовления глазурей, при мумифика-
ции трупов. В средние века название нитрон (nitron, natron, nataron), а также
борах (baurach), относилось и к селитре (Nitrum). Арабские алхимики называли
щелочи alkali. С открытием пороха в Европе селитру (Sal Petrae) стали строго
отличать от щелочей, и в XVII в. уже различали нелетучие, или фиксированные
щелочи, и летучую щелочь (Alkali volatile). Вместе с тем было установлено
различие между растительной (Alkali fixum vegetabile - поташ) и минеральной
щелочью (Alkali fixum minerale - сода). В конце XVIII в. Клапрот ввел для ми-
неральной щелочи название натрон (Natron), или натр и для растительной - кали
(Kali), Лавуазье не поместил щелочи в "Таблицу простых тел", указав в приме-
чании к ней, что это, вероятно, сложные вещества, которые когда-нибудь будут
разложены. Действительно, в 1807 г. Дэви путем электролиза слегка увлажненных
твердых щелочей получил свободные металлы - калий и натрий, назвав их потас-
сий (Potassium) и содий (Sodium). В следующем году Гильберт, издатель извест-
ных "Анналов физики", предложил именовать новые металлы калием и натронием
(Natronium); Берцелиус сократил последнее название до "натрий" (Natrium). В
начале XIX в. в России натрий называли содием (Двигубский, 182i; Соловьев,
1824); Страхов предлагал название содь (1825). Соли натрия назывались, напри-
мер, сернокислая сода, гидрохлоровая сода и одновременно уксусный натр (Дви-
губский, 1828). Гесс, по примеру Берцелиуса, ввел название натрий.
Магний, Magnesium, Mg (12)
Название магнезия встречается уже в Лейденском папирусе-Х (Ш в.). Оно про-
исходит , вероятно, от названия города в гористой местности Фессалии - Магни-
сия. Магнесийским камнем в древности назывались магнитная окись железа, а
магнесом - магнит. Эти названия перешли в латинский и другие языки. Видимо,
внешнее сходство магнитной окиси железа с пиролизитом (двуокисью марганца)
привело к тому, что магнезийским камнем, магнетисом и магне стали называть
минералы и руды темной и темно-коричневой окраски, а в дальнейшем и другие
минералы. В алхимической литературе слово магнес (Magnes) обозначало многие
вещества, например, ртуть, эфиопский камень, гераклийский камень. Минералы,
содержащие магний, тоже были известны с глубокой древности (доломит, тальк,
асбест, нефрит и др.) и уже тогда находили широкое применение. Однако их счи-
тали не индивидуальными веществами, а видоизменениями других, более известных
минералов, чаще всего извести.
Установить тот факт, что в магнийсодержащих минералах и солях присутствует
особое металлическое основание, помогли исследования минеральной воды Эпсом-
ского источника в Англии, открытого в 1618 г. Твердую соль из горькой эпсом-
ской воды выделил в 1695 г. Грю, указав при этом, что по своей природе эта
соль заметно отличается от всех других солей. В XVIII в. эпсомской солью за-
нимались многие видные химики-аналитики - Бергман, Нейман, Блэк и др. Когда в
континентальной Европе были открыты источники воды, подобной эпсомской, эти
исследования расширились еще больше. По-видимому, Нейман первым предложил на-
зывать эпсомскую соль (карбонат магния) белой магнезией в отличие от черной
магнезии (пиролюзита). Земля белой магнезии (Magnesia alba) под названием
магнезия фигурирует в списке простых тел Лавуазье, причем синонимом этой зем-
ли Лавуазье считает "основание эпсомской соли" (base de sei d’Epsom). В рус-
ской литературе начала XIX в. магнезия именовалась иногда горькоземом. В 1808
г. Дэви, подвергая белую магнезию электролизу, получил немного нечистого ме-
таллического магния; в чистом виде этот металл был получен Бусси в 1829 г.
Вначале Дэви предложил назвать новый металл магнием (Magnium) в отличие от
магнезии, которая в то время обозначала металлическое основание пиролюзита
(Magnesium). Однако, когда название черной магнезии было изменено, Дэви пред-
почел называть металл магнезием. Интересно, что первоначальное название маг-
ний уцелело только в русском языке благодаря учебнику Гесса. В начале XIX в.
предлагались и другие названия - магнезь (Страхов), магнезий, горькоземий
(Щеглов).
Алюминий, Aluminium, Al (13)
Вяжущие вещества, содержащие алюминий, известны с глубокой древности. Одна-
ко под квасцами (лат. Alumen или Alumin, нем. Alaun), о которых говорится, в
частности, у Плиния, в древности и в средние века понимали различные вещест-
ва. В "Алхимическом словаре" Руланда слово Alumen с добавлением различных оп-
ределений приводится в 34 значениях. В частности, оно означало антимоний,
Alumen alafuri - алкалическую соль, Alumen Alcori - нитрум или алкалические
квасцы, Alumen creptum - тартар (винный камень) хорошего вина, Alumen
fascioli - щелочь, Alumen odig - нашатырь, Alumen scoriole - гипс и т.д. Де-
мери, автор известного "Словаря простых аптекарских товаров" (1716), также
приводит большой перечень разновидностей квасцов.
До XVIII в. соединения алюминия (квасцы и окись) не умели отличать от дру-
гих, похожих по внешнему виду соединений. Демери следующим образом описывает
квасцы: "В 1754 г. Маргграф выделил из раствора квасцов (действием щелочи)
осадок окиси алюминия, названной им "квасцовой землей" (Alaunerde), и устано-
вил ее отличие от других земель. Вскоре квасцовая земля получила название
алюмина (Alumina или Alumine). В 1782 г. Лавуазье высказал мысль, что алюмина
представляет собой окисел неизвестного элемента. В "Таблице простых тел" Ла-
вуазье поместил алюмину (Alumine) среди "простых тел, солеобразующих, земли-
стых". Здесь же приведены синонимы названия алюмина: аргила (Argile), квасцо-
вая земля, основание квасцов. Слово аргила, или аргилла, как указывает Лемери
в своем словаре, происходит от греч. горшечная глина. Дальтон в своей "Новой
системе химической философии" приводит специальный знак для алюмины и дает
сложную структурную (!) формулу квасцов.
После открытия с помощью гальванического электричества щелочных металлов
Дэви и Берцелиус безуспешно пытались выделить тем же путем металлический алю-
миний из глинозема. Лишь в 1825 г. задача была решена датским физиком Эрсте-
дом химическим способом. Он пропускал хлор через раскаленную смесь глинозема
с углем, и полученный безводный хлористый алюминий нагревал с амальгамой ка-
лия. После испарения ртути, пишет Эрстед, получался металл, похожий по внеш-
нему виду на олово. Наконец, в 1827 г. Велер выделил металлический алюминий
более эффективным способом - нагреванием безводного хлористого алюминия с ме-
таллическим калием.
Около 1807 г. Дэви, пытавшийся осуществить электролиз глинозема, дал назва-
ние предполагаемому в нем металлу алюмиум (Alumium) или алюминум (Aluminum) .
Последнее название с тех пор ужилось в США, в то время как в Англии и других
странах принято предложенное впоследствии тем же Дэви название алюминиум
(Aluminium). Вполне ясно, что все эти названия произошли от латинского слова
квасцы (Alumen), насчет происхождения которого существуют разные мнения, ба-
зирующиеся на свидетельствах различных авторов, начиная с древности. Так,
А.М. Васильев, отмечая неясное происхождение этого слова, приводит мнение не-
коего Исидора (очевидно Исидора Севильского, епископа, жившего в 560-636 гг.,
- энциклопедиста, занимавшегося, в частности, этимологическими исследования-
ми) : "Alumen называют a lumen, так как он придает краскам lumen (свет, яр-
кость), будучи добавлен при крашении". Однако это, хотя и очень давнее, объ-
яснение не доказывает, что слово alumen имеет именно такие истоки. Здесь
вполне вероятна лишь случайная тавтология. Лемери (1716) в свою очередь ука-
зывает, что слово alumen связано с греческим (халми), означающим соленость,
соляной раствор, рассол и пр.
Русские названия алюминия в первые десятилетия XIX в. довольно разнообраз-
ны. Каждый из авторов книг по химии этого периода, очевидно, стремился пред-
ложить свое название. Так, Захаров именует алюминий глиноземом (1810), Гизе -
алумием (1813), Страхов - квасцом (1825), Иовский - глинистостью, Щеглов -
глиноземием (1830). В "Магазине Двигубского" (1822-1830) глинозем называется
алюмин, алюмина, алумин (например, фосфорно-кисловатая алюмина), а металл -
алуминий и алюминий (1824). Гесс в первом издании "Оснований чистой химии"
(1831) употребляет название глиноземий (Aluminium), а в пятом издании (1840)
- глиний. Однако названия для солей он образует на основе термина глинозем,
например сернокислый глинозем. Менделеев в первом издании "Основ химии"
(1871) пользуется названиями алюминий и глиний. В дальнейших изданиях слово
глиний уже не встречается.
Кремний, Silicium, Si (14)
Природные соединения кремния или силиция (англ. Silicon, франц, и нем.
Silicium) - двуокись кремния (кремнезема) - известны очень давно. Древние хо-
рошо знали горный хрусталь, или кварц, а также драгоценные камни, представ-
ляющие собой окрашенный в разные цвета кварц (аметист, дымчатый кварц, халь-
цедон, хризопраз, топаз, оникс и др.) Элементарный кремний был получен лишь в
XIX в. , хотя попытки разложить кремнезем предпринимались еще Шееле и Лавуа-
зье, Дзви (с помощью Вольтова столба), Гей-Люссаком и Тенаром (химическим пу-
тем) . Берцелиус, стремясь разложить кремнезем, нагревал его в смеси с желез-
ным порошком и углем до 1500°С и получил при этом ферросилиций. Лишь в 1823
г. при исследованиях соединений плавиковой кислоты, в том числе SiF4, он по-
лучил свободный аморфный кремний ("радикал кремнезема") взаимодействием паров
фтористого кремния и калия. Сент Клер-Девилль в 1855 г. получил кристалличе-
ский кремний.
Название силиций или кизель (Kiesel, кремень) было предложено Берцелиусом.
Еще ранее Томсон предложил название силикон (Silicon), принятое в Англии и
США, по аналогии с борон (Boron) и карбон (Carbon). Слово силиций (Silicium)
происходит от силика (кремнезем); окончание "а" было принято в XVIII и XIX
вв. для обозначения земель (Silica, Aluminia, Thoria, Terbia, Glucina, Cadmia
и др.). В свою очередь слово силика связано с лат. Silex (крепкий, кремень).
Русское название кремний происходит от древнеславянских слов кремень (на-
звание камня), кремык, крепкий, кресмень, кресати (ударять железом о кремень
для получения искр) и др. В русской химической литературе начала XIX в.
встречаются названия кремнезем (Захаров, 1810), силиций (Соловьев, Двигуб-
ский, 1824), кремень (Страхов, 1825), кремнистость (Иовский, 1827), кремнезе-
мий и кремний (Гесс, 1831).
Фосфор, Phosphorus, Р (15)
Обычно датой открытия фосфора считается 1669 г. , однако имеются некоторые
указания, что он был известен и ранее. Гефер, например, сообщает, что в алхи-
мическом манускрипте из сборника, хранящегося в Парижской библиотеке, гово-
рится о том, что еще около XII в. некто Алхид Бехиль получил при перегонке
мочи с глиной и известью вещество, названное им "эскарбукль". Может быть, это
и был фосфор, составляющий большой секрет алхимиков. Во всяком случае, из-
вестно, что в поисках философского камня алхимики подвергали перегонке и дру-
гим операциям всевозможные материалы, в том числе мочу, экскременты, кости и
т.д. С древних времен фосфорами называли вещества, способные светиться в тем-
ноте. В XVII в. был известен болонский фосфор - камень, найденный в горах
вблизи Болоньи; после обжига на углях камень приобретал способность светить-
ся. Описывается также "фосфор Балдуина", приготовленный волостным старшиной
Балдуином из прокаленной смеси мела и азотной кислоты. Свечение подобных ве-
ществ вызывало крайнее удивление и почиталось чудом. В 1669 г. гамбургский
алхимик-любитель Бранд, разорившийся купец, мечтавший с помощью алхимии по-
править свои дела, подвергал обработке самые разнообразные продукты. Предпо-
лагая, что физиологические продукты могут содержать "первичную материю", счи-
тавшуюся основой философского камня, Бранд заинтересовался человеческой мо-
чой .
Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и выпаривал ее до образова-
ния сиропообразной жидкости. Эту жидкость он вновь дистиллировал и получил
тяжелое красное "уринное масло". Перегнав это масло еще раз, он обнаружил на
дне реторты остаток "мертвой головы" (Caput mortuum), казалось бы, ни к чему
не пригодной. Однако, прокаливая этот остаток длительное время, он заметил,
что в реторте появилась белая пыль, которая медленно оседала на дно реторты,
и явственно светилась. Бранд решил, что ему удалось извлечь из "маслянистой
мертвой головы" элементарный огонь, и он с еще большим рвением продолжил опы-
ты. Превратить этот "огонь" в золото ему, конечно, не удалось, но он все же
держал в строгом секрете свое открытие фосфора (от греч. - свет и "несу",
т.е. светоносца). Однако о секрете Бранда узнал некто Кункель, служивший в то
время алхимиком и тайным камердинером у саксонского курфюрста. Кункель попро-
сил своего сослуживца Крафта, отправлявшегося в Гамбург, выведать у Бранда
какие-либо сведения о фосфоре. Крафт, однако, сам решил воспользоваться сек-
ретом Бранда. Он купил у него секрет за 200 талеров и, изготовив достаточное
количество фосфора, отправился в путешествие по Европе, где с большим успехом
демонстрировал перед знатными особами свечение фосфора. В частности, в Англии
он показывал фосфор королю Карлу II и ученому Бойлю. Тем временем Кункелю
удалось самому приготовить фосфор способом, близким к способу Бранда, и в от-
личие от последнего он широко рекламировал фосфор, умалчивая, однако, о сек-
рете его изготовления. Это происходило в 70-х годах XVII в. В третий раз фос-
фор открыл Бойль в 1680 г., который, так же как и Кункель, опубликовал данные
о свойствах фосфора, но о способе его получения сообщил в закрытом пакете
лишь Лондонскому королевскому обществу; это сообщение было опубликовано толь-
ко через 12 лет, уже после смерти Бойля. Фосфор не принес богатства Бранду и
Бойлю, он обогатил Крафта и Кункеля. Особенно широкую производственную дея-
тельность по изготовлению этого вещества развил ассистент Бойля Хэнквиц: 50
лет он широко торговал фосфором по весьма высокой цене. В Голландии, напри-
мер, унция (31,1 г) фосфора стоила в то время 16 дукатов. По поводу природы
фосфора высказывались самые фантастические предположения. В XVIII в. фосфором
занимались многие крупные ученые и среди них Маргграф, усовершенствовавший
способ получения фосфора из мочи путем добавления к последней хлорида свинца
(1743). В 1777 г. Шееле установил наличие фосфора в костях и рогах животных в
виде фосфорной кислоты, связанной с известью. Некоторые авторы, впрочем, при-
писывают это открытие другому шведскому химику Гану, однако именно Шееле раз-
работал способ получения фосфора из костей. Элементарным веществом фосфор был
признан Лавуазье на основе его известных опытов по сжиганию фосфора в кисло-
роде. В таблице простых тел Лавуазье поместил фосфор во второй группе простых
тел, неметаллических, окисляющихся и дающих кислоты. С XIX в. фосфор получил
широкое применение главным образом в виде солей, используемых для удобрения
почв.
Сера, Sulfur, S (16)
Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а
также в виде сернистых соединений, известна с самых древнейших времен. С за-
пахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным за-
пахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические вре-
мена. Именно из-за этих свойств сера использовалась жрецами в составе священ-
ных курений при религиозных обрядах. Сера считалась произведением сверхчело-
веческих существ из мира духов или подземных богов. Очень давно сера стала
применяться в составе различных горючих смесей для военных целей. Уже у Гоме-
ра описаны "сернистые испарения", смертельное действие выделений горящей се-
ры. Сера, вероятно, входила в состав "греческого огня", наводившего ужас на
противников. Около VIII в. китайцы стали использовать ее в пиротехнических
смесях, в частности, в смеси типа пороха. Горючесть серы, легкость, с которой
она соединяется с металлами с образованием сульфидов (например, на поверхно-
сти кусков металла), объясняют то, что ее считали "принципом горючести" и
обязательной составной частью металлических руд. Пресвитер Теофил (XI в.)
описывает способ окислительного обжига сульфидной медной руды, известный, ве-
роятно, еще в древнем Египте. В период арабской алхимии возникла ртутно-
серная теория состава металлов, согласно которой сера почиталась обязательной
составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трех
принципов алхимиков, а позднее "принцип горючести" явился основой теории фло-
гистона . Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжи-
ганию. С введением пороха в Европе началось развитие добычи природной серы, а
также разработка способа получения ее из пиритов; последний был распространен
в древней Руси. Впервые в литературе он описан у Агриколы. Происхождение лат.
Sulfur неясно. Полагают, что это название заимствовано от греков. В литерату-
ре алхимического периода сера часто фигурирует под различными тайными назва-
ниями. У Руланда можно найти, например, названия Zarnec (объяснение "яйца с
огнем"), Thucios (живая сера), Terra foetida, spiritus foetens, Scorith,
Pater и др. Древнерусское название "сера" употребляется уже очень давно. Под
ним подразумевались разные горючие и дурно пахнущие вещества, смолы, физиоло-
гические выделения (сера в ушах и пр.) . По-видимому, это название происходит
от санскритского cira (светло-желтый). С ним связано слово "серый", т.е. не-
определенного цвета, что, в частности, относится к смолам. Второе древнерус-
ское название серы - жупел (сера горючая) - тоже содержит в себе понятие не
только горючести, но и дурного запаха. Как объясняют филологи, нем. Schwefel
имеет санскритский корень swep (спать, англо-саксонское sweblan - убивать),
что, возможно, связано с ядовитыми свойствами сернистого газа.
Хлор, Chlorum, Cl (17)
Соединения хлора (англ. Chlorine, франц. Chiore, нем. Chlor), прежде всего
поваренная соль и нашатырь, известны очень давно. К более позднему времени
относится знакомство с соляной кислотой. В конце XVI в. (1595) о ней упомина-
ет в своей "Алхимии" Либавиус, в XVII в. - Василий Валентин. Тогда соляную
кислоту в небольших количествах получали для алхимических и ремесленных целей
путем перегонки смеси поваренной соли, железного купороса, квасцов и т.д. Бо-
лее подробно соляная кислота описана Глаубером, разработавшим способ получе-
ния чистой кислоты из смеси поваренной соли с серной кислотой. Глаубер дает
рекомендации по применению соляной кислоты, в частности, в качестве приправы
к кушаньям вместо уксуса. Свободный хлор, возможно, был получен тоже Глаубе-
ром, а затем Ван Гельмонтом и Бойлем, однако честь официального открытия хло-
ра несомненно принадлежит Шееле. Исследуя в 1774 г. черную магнезию (Magnesia
nigra - пиролюзит), которую считали тогда разновидностью белой магнезии, со-
держащей тяжелые примеси, например бария, Шееле обнаружил, что она растворя-
ется в соляной кислоте на холоду с образованием темного коричневого раствора.
Шееле предполагал, что при этом должен получаться "воспламеняемый воздух"
(водород), как это происходит при действии кислот на металлы, но выделившийся
газ совершенно не походил на водород. Шееле собрал газ в пузырь и, наблюдая
за ним, заметил, что газ разъедает пробку, обесцвечивает живые цветы, дейст-
вует на все, за исключением золота, металлы, образует дым в смеси с аммиаком,
а при его соединении с содой получается обыкновенная соль. Так как флогистики
считали, что черная магнезия при растворении в кислоте поглощает много флоги-
стона, отнимая его и у других тел, в первую очередь от кислоты, Шееле назвал
новый газ дефлогистированной соляной (Dephlogistierte Salzsaure) или муриевой
кислотой (muria - рассол, соленая вода). Разрабатывая свою кислородную тео-
рию, Лавуазье дал этой "кислоте" новое название - оксигенированная или окис-
ленная соляная кислота, т.е. соединение кислорода с соляной кислотой (Acide
marin dephlogistique, Acide muriatique oxygene). Согласно положениям антифло-
гистической химии, она должна была содержать кислород в соединении с каким-
либо элементом, в данном случае мурием (Murium, Muriaticum); именно поэтому в
списке простых тел Лавуазье фигурирует особый муриевый радикал (radical
muriatique). В конце XVIII - начале XIX в. многие ученые стремились получить
мурий в свободном состоянии с тем, чтобы определить его степень окисления в
различных соединениях; естественно, что их поиски были безуспешными. В 1809
г. , спустя 15 лет после смерти Лавуазье, Гей-Люссак и Тенар, пытаясь обнару-
жить кислород в окисленной соляной кислоте (т.е. хлоре), пропускали ее над
углем в раскаленной фарфоровой трубе. Однако по выходе из трубки газ оставал-
ся неизменным, так же как и уголь. Дэви повторил эти опыты и, кроме того, пы-
тался разложить окисленную соляную кислоту электролитически, но в обоих слу-
чаях "кислота" не обнаруживала каких-либо изменений. Исследуя действие "ки-
слоты" на металлы и их окислы металлов, Дэви установил образование хлористых
солей. Отсюда следовало, что окисленная соляная кислота представляет собой
элементарное вещество, и Дэви решил дать ей новое название - хлорин или хлор-
ный газ (Chlorine и Chloric gas). При выборе названия он исходил из принципа
номенклатурной комиссии Парижской академии наук - именовать новые вещества по
их свойствам. Газ имел желто-зеленый цвет, отсюда его название от греч.
желто-зеленый. Доводы Дэви были приняты большинством химиков. В 1812 г. Гей-
Люссак предложил изменить название газ на "хлор", оно стало общепринятым во
всех странах, кроме Англии и США. Свойство хлора легко соединяться со щелоч-
ными металлами с образованием хлоридов дало повод Швейгеру предложить в 1811
г. название - галоген, т.е. солеобразователь, солетвор. В русской химической
литературе начала XIX в. имеется чрезвычайное разнообразие в наименовании
хлора: гас пресыщенной соляной кислоты, пресыщенная соляная кислота, обезго-
рюченная соляная кислота (Петров, Севергин), окисленный солянокислый гас (Ше-
рер, 1808), солеперекислый гас (Захаров,1810), солетвор (Гизе, 1813), хлор,
соляная окисленная кислота, хлорин (Двигубский, 1824) . Кроме того, встречают-
ся названия оксимуриевая кислота, солетворная окись, хлорина, соляной спирт,
окисленный галоген, галогенит, гасовидная соляная кислота, галогений и др.
Аргон, Argon, Аг (18)
Открытие аргона представляет собой демонстрацию высокой точности физико-
химических определений, "триумф третьего знака". Оно явилось результатом ис-
следований Рэлея, посвященных определению плотности газов. При измерении
плотности азота, полученного из атмосферного воздуха и из нитрита аммония,
Рэлей нашел, что в первом случае вес литра азота составляет 1,257 г., а во
втором - 1,250 г. Объяснил эту разницу Рамзай, заподозривший присутствие в
атмосферном азоте примесей более тяжелых газов. Рамзай обратил внимание на
старый опыт Кавендиша (1784), который пытался, пропуская электрические искры
через обогащенный кислородом воздух, превратить весь азот пробы в окислы;
опыт Кавендиша не удался полностью. Повторив его, Рамзай и Рэлей исследовали
оставшийся пузырек газа и обнаружили в нем новый газ, оказавшийся химически
инертным (1894). Название этому газу было дано на собрании Британской ассо-
циации естествоиспытателей в Оксфорде, где Рэлей и Рамзай выступили с сообще-
нием об его открытии; название, которое предложил председательствующий Мадан,
произведено от греческой отрицательной приставки "а" и эргон - дело, деятель-
ность . Вместе это должно было означать - ленивый, недеятельный, вялый.
Калий, Kalium, К (19)
Калий (англ. Potassium, франц. Potassium, нем. Kalium) открыл в 1807 г. Дэ-
ви, производивший электролиз твердого, слегка увлажненного едкого кали. Дэви
именовал новый металл потассием (Potassium), но это название не прижилось.
Крестным отцом металла оказался Гильберт, известный издатель журнала "Annalen
der Physik", предложивший название "калий"; оно было принято в Германии и
России. Оба названия произошли от терминов, применявшихся задолго до открытия
металлического калия. Слово потассий образовано от слова поташ, появившегося,
вероятно, в XVI в. Оно встречается у Ван Гельмонта и во второй половине XVII
в. находит широкое применение в качестве названия товарного продукта - поташа
- в России, Англии и Голландии. В переводе на русский язык слово potashe оз-
начает "горшечная зола или зола, вываренная в горшке"; в XVI-XVII вв. поташ
получали в огромных количествах из древесной золы, которую вываривали в боль-
ших котлах. Из поташа приготавливали главным образом литрованную (очищенную)
селитру, которая шла на изготовление пороха. Особенно много поташа производи-
лось в России, в лесах вблизи Арзамаса и Ардатова на передвижных заводах
(майданах), принадлежавших родственнику царя Алексея Михайловича, ближнему
боярину Б.И. Морозову. Что касается слова калий, то оно происходит от араб-
ского термина алкали (щелочные вещества). В средние века щелочи, или, как то-
гда говорили, щелочные соли, почти не отличали друг от друга и называли их
именами, имевшими одинаковое значение: натрон, боракс, варек т.д. Слово кали
(qila) встречается приблизительно в 850 г. у арабских писателей, затем начи-
нает употребляться слово Qali (al-Qali), которое обозначало продукт, получае-
мый из золы некоторых растений, с этими словами связаны арабские qiljin или
qaljan (зола) и qalaj (обжигать). В эпоху ятрохимии щелочи стали подразделять
на "фиксированные" и "летучие". В XVII в. встречаются названия alkali fixum
minerale (минеральная фиксированная щелочь или едкий натр), alkali fixum.
vegetabile (растительная фиксированная щелочь или поташ и едкое кали), а так-
же alkali volatile (летучая щелочь или NH3) . Блэк установил различие между
едкими (caustic) и мягкими, или углекислыми, щелочами. В "Таблице простых
тел" щелочи не фигурируют, но в примечании к таблице Лавуазье указывает, что
фиксированные щелочи (поташ и сода), вероятно, представляют собой сложные ве-
щества , хотя природа их составных частей еще не изучена. В русской химической
литературе первой четверти XIX в. калий назывался потассий (Соловьев, 1824),
поташ (Страховй, 1825), поташий (Щеглов, 1830); в "Магазине Двигубского" уже
в 1828 г. наряду с названием поташ (сернокислый поташ) встречается название
кали (едкое кали, кали соляный и др.) . Название калий стало общепринятым по-
сле выхода в свет учебника Гесса.
Кальций, Calcium, Са (20)
Название кальций произошло от латинского calx (известь - русское слово "из-
весть" - искаженное греческое, означающее "негашеная известь") . В начале на-
шей эры были широко распространены слова, имеющие различное значение, но про-
исходящие от приблизительно одинаковых латинских корней: cal, calk и calx.
Кальксом (Calx) называли известковый камень, мел, вообще камень-голыш, но ча-
ще же всего строительный раствор на основе извести. Древние авторы - Плиний,
Диоскорид, Витрувий и др. - употребляли это слово, описывая процессы обжига-
ния известкового камня, гашения извести и получения строительных растворов. У
алхимиков calx обозначало, кроме этого, вообще продукты обжига различных ве-
ществ , в частности металлов; окислы металлов назывались металлическими извес-
тями, а операция обжига - кальцинацией (Calcinatio). В древнерусской рецеп-
турной литературе встречается слово кал (глина, грязь); в сборнике Троице-
Сергиевской лавры (XV в.) говорится: "обрящи кал, от него же творят златарие
горнила". Позднее слово кал служит синонимом слова навоз, которое, несомнен-
но, связано со словом calx.
Изучение природы извести и вообще соединений кальция началось в XVIII в.
Шталь считал известь сложным телом, состоящим из землистого и водного начал.
Блэк установил различие между едкой известью и углекислой известью, содержав-
шей "фиксированный воздух". Лавуазье в "Таблице простых тел" причисляет из-
весть к простым телам. Элементарный кальций был получен Дэви в 1808 г. После
успешного разложения электролизом окислов калия и натрия Дэви решил получить
тем же путем щелочноземельные металлы. Но это удалось ему не сразу. Сначала
он пытался разложить известь путем электролиза на воздухе и под слоем нефти,
затем прокаливал известь с металлическим калием в трубке и производил другие
опыты. Наконец, в приборе с ртутным катодом он получил электролизом извести
амальгаму, а из нее металлический кальций. Вскоре этот способ получения ме-
талла был усовершенствован Берцелиусом и Понтиным.
В русской литературе начала XIX в. этот металл называли иногда основанием
известковой земли, известковием (Щеглов, 1830), известковистостью (Иовский)
калцием, кальцием (Гесс).
Скандий, Scandium, Sc (21)
В 1871 г. Менделеев на основании открытого им периодического закона пред-
сказал существование нескольких элементов, в том числе аналога бора, назван-
ного им эка-бором. Менделеев предсказал не только сам элемент, но и все ос-
новные свойства: атомный и удельный вес, химические свойства, формулы окисла
и хлорида, свойства солей и т.д. Спустя восемь лет его предсказание полностью
подтвердилось. Профессор аналитической химии в Упсале Нильсон занимался изу-
чением минералов эвксенита и гадолинита, содержащих редкие земли. Его целью
было выделить из минералов соединения редкоземельных элементов в чистом виде,
определить их физико-химические константы и уточнить места элементов в перио-
дической системе. Нильсон выделил из эвксенита и гадолинита 69 г эрбиевой
земли с примесью других редких земель. Разделив эту пробу, он получил большое
количество окиси иттербия и неизвестную землю, принятую им за окись редкозе-
мельного элемента. Но более подробное исследование показало, что это какой-то
новый элемент. Нильсон назвал его скандием в честь своего отечества Скандина-
вии. На идентичность нового элемента с эка-бором Менделеева указал другой уп-
сальский ученый Клеве, в частности, он обратил внимание на сходство формул
окисла, на бесцветность солей и нерастворимость окисла в щелочах. После этого
новый элемент занял в периодической системе то место, на которое указывал
Менделеев. До 1908 г. существовало мнение, что скандий встречается в природе
крайне редко. Крукс и Эберхард доказали широкое распространение этого элемен-
та в рассеянном состоянии. Металлический скандий получен в 1914 г., а в 1936
г. Фишер разработал метод его выделения путем электролиза из расплава хлори-
дов щелочных металлов.
Титан, Titanium, Ti (22)
Элемент 22 (англ. Titanium, франц. Titane, нем. Titan) открыт в конце XVIII
в., когда поиски и анализы новых, еще не описанных в литературе минералов ув-
лекали не только химиков и минералогов, но и ученых-любителей. Один из таких
любителей, английский священник Грегор, нашел в своем приходе в долине Мена-
чан в Корнуэлле черный песок, смешанный с тонким грязно-белым песком. Грегор
растворил пробу песка в соляной кислоте; при этом из песка выделилось 46% же-
леза . Оставшуюся часть пробы Грегор растворил в серной кислоте, причем почти
все вещество перешло в раствор, за исключением 3,5% кремнезема. После упари-
вания сернокислотного раствора остался белый порошок в количестве 46% пробы.
Грегор счел его особым видом извести, растворимой в избытке кислоты и осаж-
даемой едким кали. Продолжая исследования порошка, Грегор пришел к выводу,
что он представляет собой соединение железа с каким-то неизвестным металлом.
Посоветовавшись со своим другом, минералогом Хавкинсом, Грегор опубликовал в
1791 г. результаты своей работы, предложив назвать новый металл меначином
(Menachine) от имени долины, в которой был найден черный песок. В соответст-
вии с этим исходный минерал получил название менаконит. Клапрот познакомился
с сообщением Грегора и независимо от него занялся анализом минерала, извест-
ного в то время под названием "красного венгерского шерла" (рутил). Вскоре
ему удалось выделить из минерала окисел неизвестного металла, который он на-
звал титаном (Titan) по аналогии с титанами - древними мифическими обитателя-
ми земли. Клапрот намеренно избрал мифологическое название в противовес на-
званиям элементов по их свойствам, как было предложено Лавуазье и Номенкла-
турной комиссией Парижской академии наук и что приводило к серьезным недора-
зумениям . Подозревая, что меначин Грегора и титан - один и тот же элемент,
Клапрот произвел сравнительный анализ менаконита и рутила и установил иден-
тичность обоих элементов. В России в конце XIX в. титан выделил из ильменита
и подробно изучил с химической стороны Т.Е. Ловиц; при этом он отметил неко-
торые ошибки в определениях Клапрота. Электролитически чистый титан был полу-
чен в 1895 г. Муассаном. В русской литературе начала XIX в. титан иногда на-
зывается титаний (Двигубский, 1824), там же через пять лет фигурирует назва-
ние титан.
Ванадий, Vanadium, V (23)
Этот элемент (англ. Vanadium, франц. Vanadium, нем. Vanadin) был открыт
дважды. В 1801 г. профессор минералогии в г. Мехико дель-Рио, исследуя мекси-
канскую свинцовую руду, получил окислы и соли неизвестного элемента. Посколь-
ку эти соединения имели различную окраску, он назвал новый элемент панхромием
(Panchromium, исп. pancromo) от греч. - всякое (различное) и цвет. Получив
затем высший окисел элемента (V2Os) и некоторые соли, окрашенные в красный
цвет, дель-Рио переменил название на эритроний (Erithronium испанский
Eritrono) от греч. - окрашенный в красный цвет. Сообщение дель-Рио об откры-
тии нового элемента вызвало сомнение, химики усомнились в точности его анали-
зов. Ученый повторил свои опыты и пришел к печальному для себя выводу, что он
имел дело не с новым элементом, а с нечистым хромом. Парижский химик Коллет-
Дескотиль, которому была послана проба новой земли, подтвердил этот вывод, и
об эритронии вскоре забыли. Спустя 30 лет шведский химик Сефстрем, работавший
у Берцелиуса, открыл тот же элемент в чугуне, полученном из руды рудника Та-
берг в Швеции. Вместе с Берцелиусом он придумал для элемента новое название
ванадии (Vanadin) в честь богини из древней скандинавской мифологии, имевшей
два имени, - Ванадис и Фрейя. Позднее во всех странах, кроме Германии, эле-
мент стали называть ванадий. Металлический ванадий был получен путем прокали-
вания хлорида в атмосфере водорода (1869). В русской химической литературе
начала XIX в. ванадий упоминался под названиями ванадь, ванадии; у Гесса -
ванадий.
Хром, Chromium, Сг (24)
Открытие хрома (англ. Chromium, франц. Chrome, нем. Chrom) относится к пе-
риоду бурного развития химико-аналитических исследований солей и минералов. В
России химики проявляли особый интерес к анализу минералов, найденных в Сиби-
ри и почти неизвестных в Западной Европе. Одним из таких минералов была так
называемая сибирская красная свинцовая руда (крокоит), описанная еще Ломоно-
совым и впервые химически исследованная И.Г. Леманом в Петербурге в 1766 г.
П.С. Паллас, описывая золотые прииски близ Екатеринбурга, упоминает о крокои-
те , как об особо интересном минерале. Позднее этот минерал многократно изу-
чался русскими учеными - И.Д. Биндгеймом, Т.Е. Ловицем, А.А. Мусиным-Пушкиным
и др. В конце XVIII в. образцы крокоита попали в минералогические коллекции
Западной Европы. Вокелен и Маккварт анализировали его, но не нашли в нем ни-
чего, кроме окислов свинца, железа и алюминия. Однако в 1797 г. Вокелен вер-
нулся к исследованиям минерала, "чудесный красный цвет, прозрачность и кри-
сталлическая структура которого побуждали химиков интересоваться его приро-
дой". Сначала, согласно данным Биндгейма, он предполагал наличие в минерале
молибдена, но затем убедился в ошибочности этого предположения. Прокипятив
тонко измельченный образец минерала с поташем, и осадив карбонат свинца, Во-
келен получил раствор, окрашенный в оранжево-желтый цвет. Из этого раствора
он выкристаллизовал рубиново-красную соль, из которой выделил окисел и сво-
бодный металл, отличный от всех известных металлов. Вокелен назвал его хромом
(Chrome) от греч. - окраска, цвет; правда, здесь имелось в виду свойство не
металла, обладавшего серебристо-белым цветом, а его ярко окрашенных солей.
Почти одновременно с Вокеленом хром открыл Клапрот. Обрабатывая размолотый в
порошок крокоит соляной кислотой, Клапрот получил хромокислый свинец, из ко-
торого отделил хлорид свинца. Оставшийся раствор он обработал содой, в ре-
зультате чего получилась зеленоватая гидроокись хрома. По традиции, идущей
еще от алхимиков, признававших лишь семь металлов, каждый вновь открываемый
металл получал очередной номер. Клапрот считал хром 21-м вновь открытым ме-
таллом. В России в XIX в. его именовали еще и хромием. Это название встреча-
ется у Захарова (1810), Двигубского (1824-1828) и даже в учебнике Гесса
(1845) .
Марганец, Manganum, Мп (25)
О соединении марганца (англ. Manganese, франц. Manganese, нем. Mangan) пи-
ролюзите (МпОг) , о его способности обесцвечивать стекло упоминается в трудах
Плиния. Правда, в древности и в средние века пиролюзит не отличали от сходных
по внешнему виду минералов, содержащих железо, особенно от магнетита и гема-
тита, и в связи с этим называли его тоже магнезией. Ремесленники-стеклоделы,
пользуясь пиролюзитом для обесцвечивания стекла, именовали его иногда манга-
новым камнем (Lapis manganensis), мылом стеклоплавильщиков, мылом стекла
(Sapo vitri) из-за его обесцвечивающей способности. В 1740 г. Потт с помощью
магнита доказал, что пиролюзит не содержит железа; позднее он подтвердил это
заключение тем, что пиролюзит не изменяется при прокаливании и некоторых хи-
мических реакциях. Сначала пиролюзит называли черной магнезией (Magnesia
nigra), чтобы отличать от основания эпсомской соли - белой магнезии. Когда же
Шееле и Ган получили из черной магнезии металл путем восстановления пиролюзи-
та углем, они назвали его магнезием (Magnesium). В чистом виде металл был по-
лучен в 1808 г. Джоном. По данным Партингтона, пиролюзит стали именовать ман-
ганесом уже в литературе в XVI в. Вероятно, это слово вошло в практику еще
раньше, в ХШ в. (у Альберта великого), и употреблялось наряду с другими на-
званиями. Берцелиус в своем учебнике химии употребляет название манганий, или
манган (Manganium), которое затем изменяется на манганум (Manganum). Происхо-
ждение последнего слова неясно; вероятнее всего, что оно произведено от греч.
- "да, действительно и проясняю, навожу блеск". Таким образом, в целом слово
означает "действительно обесцвечиваю, проясняю" и, возможно, имеет ремеслен-
ное происхождение, связанное с обесцвечивающим действием минерала на стекло
при плавке. Слово марганец, вероятно, представляет собой искаженное слово
манганес. В начале XIX в. в России было общепринято название марганцовик (За-
харов, 1810), позже встречается ремесленное название манганес - камень, при-
меняемый при изготовлении финифти пурпурового цвета и окрашенных стекол.
Железо, Ferrum, Fe (26)
Железо (англ. Iron, франц. Fer, нем. Eisen) - один из семи металлов древно-
сти. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного проис-
хождения раньше, чем с другими металлами. Метеоритное железо обычно легко от-
личить от земного, так как в нем почти всегда содержится от 5 до 30% никеля,
чаще всего - 7-8%. С древнейших времен железо получали из руд, залегающих
почти повсеместно. Наиболее распространенны руды гематита (ГегОз) , бурого же-
лезняка (ГегОз’ЗНгО) и его разновидностей (болотная руда, сидерит, или шпато-
вое железо FeCO) , магнетита (ГезОд) и некоторые другие. Все эти руды при на-
гревании с углем легко восстанавливаются при сравнительно низкой температуре
начиная с 500°С. Получаемый металл имел вид вязкой губчатой массы, которую
Затем обрабатывали при 700-800°С повторной проковкой.
Этимология названий железа на древних языках довольно отчетливо отражает
историю знакомства наших предков с этим металлом. Многие древние народы, не-
сомненно, познакомились с ним, как с металлом, упавшим с неба, т.е. как с ме-
теоритным железом. Так, в древнем Египте железо имело название би-ни-пет (бе-
нипет, коптское - бенипе), что в буквальном переводе означает небесная руда,
или небесный металл. В эпоху первых династий Ур в Месопотамии железо именова-
ли ан-бар (небесное железо). В папирусе Эберса (ранее 1500 г. до н.э.) имеют-
ся два упоминания о железе; в одном случае о нем говорится как о металле из
города Кэзи (Верхний Египет), в другом - как о металле небесного изготовления
(артпет). Древнегреческое название железа, так же как и северокавказское -
Зидо, связано с древнейшим словом, уцелевшим в латинском языке, - sidereus
(звездный от Sidus - звезда, светило). На древнем и современном армянском
языке железо называется еркат, что означает капнувшее (упавшее) с неба. О
том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного проис-
хождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах
или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, - плуги, топоры и
пр. Интересен также факт, что к моменту открытия Америки индейцы и эскимосы
Северной Америки не были знакомы со способами получения железа из руд, но
умели обрабатывать метеоритное железо.
В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с
семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами
и небесное происхождение металлов. Такое сопоставление стало обычным более
2000 лет назад, и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX в. Во II
в. н.э. железо сопоставлялось с Меркурием и называлось Меркурием, но позднее
его стали сопоставлять с Марсом и называть марс (Mars), что, в частности,
подчеркивало внешнее сходство красноватой окраски Марса с красными железными
рудами.
Впрочем, некоторые народы не связывали название железа с небесным происхож-
дением металла. Так, у славянских народов железо называется по "функциональ-
ному" признаку. Русское железо (южнославянское зализо, польское zelaso, ли-
товское gelesis и т.д.) имеет корень "лез" или "рез" (от слова лезо - лез-
вие). Такое словообразование прямо указывает на функцию предметов, изготов-
лявшихся из железа, - режущих инструментов и оружия. Приставка "же", по-
видимому, смягчение более древнего "зе" или "за"; она сохранилась в начальном
виде у многих славянских народов (у чехов - zelezo). Старые немецкие филологи
- представители теории индоевропейского, или, как они его называли, индогер-
манского праязыка - стремились произвести славянские названия от немецких и
санскритских корней. Например, Фик сопоставляет слово железо с санскритским
ghalgha (расплавленный металл, от ghal - пылать). Но вряд ли это соответству-
ет действительности: ведь древним людям была недоступна плавка железа. С сан-
скритским ghalgha скорее можно сопоставить греческое название меди, но не
славянское слово железо. Функциональный признак в названиях железа нашел от-
ражение и в других языках. Так, на латинском языке наряду с обычным названием
стали (chalybs), происходящим от наименования племени халибов, жившего на юж-
ном побережье Черного моря, употреблялось название acies, буквально обозна-
чающее лезвие или острие. Это, слово в точности соответствует древнегреческо-
му, применявшемуся в том же самом смысле. Упомянем в нескольких словах о про-
исхождении немецкого и английского названий железа. Филологи обычно принима-
ют, что немецкое слово Eisen имеет кельтское происхождение, так же как и анг-
лийское Iron. В обоих терминах отражены кельтские названия рек (Isarno,
Isarkos, Eisack), которые затем трансформировались в isarn, eisarn) и превра-
тились в Eisen. Существуют, впрочем, и другие точки зрения. Некоторые филоло-
ги производят немецкое Eisen от кельтского isara, означающего "крепкий, силь-
ный". Существуют также теории, утверждающие, что Eisen происходит от ayas или
aes (медь) , а также от Eis (лед) и т.д. Староанглийское название железа (до
1150 г.) - iren; оно употреблялось наряду с isern и isen и перешло в средние
века. Современное Iron вошло в употребление после 1630 г. Заметим, что в "Ал-
химическом лексиконе" Руланда (1612) в качестве одного из старых названий же-
леза приведено слово Iris, означающее "радуга" и созвучное Iron.
Ставшее международным, латинское название Ferrum принято у романских наро-
дов. Оно, вероятно, связано с греколатинским fars (быть твердым), которое
происходит от санскритского bhars (твердеть). Возможно сопоставление и с
ferreus, означающим у древних писателей "нечувствительный, непреклонный,
крепкий, твердый, тяжкий", а также с ferre (носить). Алхимики наряду с Ferrum
употребляли и многие другие названия, например Iris, Sarsar, Phaulec, Minerau
др.
Железные изделия из метеоритного железа найдены в захоронениях, относящихся
к очень давним временам (IV-V тысячелетиях до н.э.), в Египте и Месопотамии.
Однако железный век в Египте начался лишь с XII в. до н.э., а в других стра-
нах еще позднее. В древнерусской литературе слово железо фигурирует в древ-
нейших памятниках (с XI в.) под названиями желъзо, железо, жельзо.
Кобальт, Cobaltum, Со (27)
Соединения кобальта (англ. Cobalt, франц. Cobalt, нем. Kobalt) были извест-
ны и применялись в глубокой древности. Сохранился египетский стеклянный кув-
шин, относящийся к XV в. до н.э., окрашенный солями кобальта, а также голубые
стекловидные кирпичи, содержащие кобальт. В древней Ассирии, а также в Вави-
лоне из кобальта изготовляли лазурит - голубую краску, которой обливали кера-
мические изделия. Вероятно, исходным материалом для получения кобальтовых со-
единений служил тогда цаффер (Zaffer) - сапфир, содержащий висмут и кобальт;
откуда, по-видимому, и произошли названия красок - сафлор, шафран и др. В
средние века горняки находили вместе с другими рудами кобальтовую "землю", но
не знали, что с ней делать. Иногда эта земля была похожа на серебряную руду,
но не содержала никакого серебра. Примесь кобальтовой земли к другим рудам
мешала выплавке металлов: с образующимся густым дымом (сульфидов и арсенидов)
терялась часть выплавляемого металла. Еще в IV в. у Псевдодемокрита и других
авторов встречаются слова, означающие дым, образующийся при обжигании руд,
содержащих сульфиды мышьяка. В средние века немецкие горняки, очевидно, желая
подчеркнуть свойства кобальтовых земель, называли их коб-ольд (или кобельт),
что означало подземный гном, насмешливый дух, бессовестный плут. В древнерус-
ском языке имеются близкие по смыслу слова кобение (гадание), кобь (гадание
по птичьему полету); последнее слово интересно сравнить с современным назва-
нием птицы - кобчик.
Кобальт упоминается у Бирингуччо, Василия Валентина, Парацельса и других
авторов XV-XVII вв. В "Алхимическом лексиконе" Руланда (1612) о кобальте го-
ворится: "Кобол кобальт (Koboltum, Kobaltum) или коллет (Colletum) - металли-
ческая материя, чернее свинца и железа, растягивающаяся при нагревании. Ко-
бальт - черная, немного похожая по цвету на золу материя, которую можно ко-
вать и лить, но она не обладает металлическим блеском, и которая представляет
собой вредную взвесь, уводящую (при плавке) вместе с дымом хорошую руду".
Очевидно, здесь говорится о металлическом кобальте. Тем не менее, в истории
химии принято считать, что металлический кобальт был впервые описан в 1735 г.
упсальским профессором Брандтом. В диссертации "О полуметаллах" Брандт указы-
вает, в частности, что получаемый из руд металлический висмут не представляет
собой чистого металла, а содержит "кобальтовый королек" (металлический ко-
бальт) . Он же выяснил, что соли кобальта окрашивают стекла в синий цвет. В
чистом виде металлический кобальт был получен Берцелиусом.
В русской литературе XVIII и начала XIX в. встречаются названия кобольт,
коболт (Соловьев и Страхов, 1824 и в более ранних сочинениях по химии). Дви-
губский (1824) употребляет название кобальт; в дальнейшем оно становится об-
щепринятым .
Никель, Nickolum, Ni (28)
Никель (англ., франц, и нем. Nickel) открыт в 1751 г. Однако задолго до
этого саксонские горняки хорошо знали руду, которая внешне походила на медную
руду и применялась в стекловарении для окраски стекол в зеленый цвет. Все по-
пытки получить из этой руды медь оказались неудачными, в связи с чем в конце
XVII в. руда получила название купферникель (Kupfernickel), что приблизитель-
но означает "дьявольская руда". Руду эту (красный никкелевый колчедан NiAs) в
1751 г. исследовал шведский минералог Кронштедт. Ему удалось получить зеленый
окисел и путем восстановления последнего - новый металл, названный никелем.
Когда Бергман получил металл в более чистом виде, он установил, что по своим
свойствам металл похож на железо; более подробно никкель изучали многие хими-
ки начиная с Пруста. Никкел - ругательное слово на языке горняков. Оно обра-
зовалось из искаженного Nicolaus - родового слова, имевшего несколько значе-
ний. Но главным образом слово Nicolaus служило для характеристики двуличных
людей; кроме того, оно обозначало "озорной маленький дух", "обманчивый без-
дельник" и т.д. В русской литературе начала XIX в. употреблялись названия ни-
кол ан (Шерер, 1808), николан (Захаров, 1810), николь и никель (Двигубский,
1824) .
Медь, Cuprum, Си (29)
Медь (англ. Copper, франц. Cuivre, нем. Kupfer) - один из первых металлов,
которые человек стал применять для технических целей. Периоды использования
меди и бронзы ознаменовали целые эпохи культурного развития человечества под
названием медный век и бронзовый век. Древнейшие изделия, по-видимому, из са-
мородной меди, найденные в Египте, относятся к III тысячелетию до н.э. Позд-
нее египтяне добывали медь из ее окисных руд (бирюзы, малахита и др.) . Руды
плавили при 1083°С в примитивных горнах с применением дутья. О выплавке таким
же путем железа (т. пл. 1530°С) не могло быть и речи. Около II-III в. выплав-
ка меди производилась в широком масштабе не только в Египте, но и в Месопота-
мии , на Кавказе и в других странах древнего мира. Огромное количество древних
медных и бронзовых изделий, обнаруживаемых археологами, заставляет сомневать-
ся в том, что медь выплавлялась только из окисных руд. Более поздние источни-
ки (X-XI вв.) свидетельствуют об использовании для добычи меди сернистых руд.
Например, в сочинении Теофила "О различных искусствах" описывается предвари-
тельная операция обработки руды - окислительный обжиг кусков руды на кострах
(выжигание серы). В X-XII вв. до н.э. медные и бронзовые орудия труда и ору-
жие начинают вытесняться железными. Однако это не помешало меди сохранить
свое важное техническое значение до наших дней.
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло
от названия острова Кипр, где уже в III в. до н.э. существовали медные рудни-
ки и производилась выплавка меди. У Страбона медь именуется халкосом от на-
звания города Халкиды на Эвбее. От этого слова произошли многие древнегрече-
ские названия медных и бронзовых предметов, кузнечного ремесла, кузнечных из-
делий и литья. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz,
герм, erz, англ, ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской
теории происхождения европейских языков производят русское слово медь
(польск. miedz, чешек, med) от древненемецкого smida (металл) и Schmied (куз-
нец, англ. Smith). Конечно, родство корней в данном случае несомненно, одна-
ко, по нашему мнению, оба эти слова произведены от греч. рудник, копь незави-
симо друг от друга. От этого слова произошли и родственные названия - медаль,
медальон (франц, medaille). Слова медь и медный встречаются в древнейших рус-
ских литературных памятниках. Алхимики именовали медь венера (Venus); в более
древние времена встречается название марс (Mars).
Цинк, Zincum, Zn (30)
Сплав меди с цинком - латунь - известна еще до начала нашей эры, но метал-
лического цинка древние люди не знали. О латуни упоминают многие авторы, в
том числе Аристотель, который рассказывает о производстве латуни в стране
моссинеков, откуда пошло немецкое название латуни - Messing. Древним культур-
ным народам была известна также фригийская зола, употреблявшаяся для лечения
глазных болезней, об этом упоминается еще в папирусе Эберса (около 1500 лет
до н.э.). Из минералов, содержащих цинк, в первую очередь следует упомянуть
галмей (карбонат цинка), из которого прокаливанием получали помфоликс - тон-
кую пылевидную окись цинка, известную древним и средневековым металлургам в
виде белого дыма, образующегося при некоторых металлургических операциях.
Слово "галмей" можно сопоставить с греч., происходящим от имени финикийского
бога Кадма, а также от названия горы Кадм. Кадмией, впрочем, называли и дру-
гие металлические земли. Из этого слова арабы в IX-X вв. произвели слово кал-
мейя, или каламина, которое вошло в средневековый алхимический обиход как
lapis calaminaris. Другим названием минерала, образующим при сплавлении с ме-
дью латунь, является тоже арабское слово туция (Tutia), означающее по-
персидски дым. В средние века арабские и западноевропейские врачи хорошо зна-
ли лечебное средство nix alba (белый снег); его получали путем прокаливания
галмея с углем в виде белого порошка, оседающего на стенках камер печей. Ино-
гда это вещество алхимики называли "философский шерстью" (lana philosophica).
Слово цинк встречается впервые у Парацельса (Erz der Zinken), который указы-
вает, что этот чуждый (привозимый из других стран) нековкий металл содержит
большое количество ртути, или меркуриального спирта, благодаря чему легко
превращается в жидкость. Либавий называет цинк восьмым металлом, а Агрикола -
контерфеем (conterfey)• Последнее наименование, по-видимому, указывает на
внешнее сходство латуни и цинка с другими металлами, например с золотом. Про-
изводство латуни в древнем мире восходит, вероятно, ко II в. до н. э., в Ев-
ропе (во Франции) оно началось около 1400 г.; французские гугеноты в дальней-
шем распространили это производство в Германии и в других странах. Что же ка-
сается производства металлического цинка, то есть основания полагать, что оно
Зародилось в Индии около XII в.; в Европу в XVI-XVIII вв. ввозился индийский
и китайский цинк под названием калаем (Calaem). Состав соединений цинка оста-
вался неизученным вплоть до XVIII в., хотя некоторые из них, например белый
купорос (сульфат цинка), использовали для получения латуни, добавляя к рас-
плаву меди вместе с порошком угля. В 1721 г. саксонский металлург Генкель
(учитель Ломоносова) более подробно описал цинк и его некоторые минералы и
соединения. Насчет происхождения слова цинк существует несколько предположе-
ний. Некоторые считают, что оно связано с персидским "ченг" (Tschang), хотя
это название означает не только цинк, а вообще камни. Руланд (1612), напри-
мер, определяет цинк как металлический марказит (металлическую материю),
представляющий собой смесь из четырех металлов. По менее правдоподобной вер-
сии название цинк произошло от древнегерманского "цинко" (означающего, в ча-
стности, бельмо на глазу) или средневекового германского "цинке" (Zinke),
имеющего различное значение; например, в средневековом фармацевтическом лек-
сиконе имеется выражение: "цинкен из алоэ и кораллов". Возможно, слово цинк
произведено от немецкого Zian - олово.
Галлий, Gallium, Ga (31)
В классической статье "Естественная система элементов и применение ея к
указанию свойств неоткрытых еще элементов" (1871) Менделеев предсказал суще-
ствование нескольких элементов и среди них эка-алюминия (Eka-Aluminium). Ис-
ходя из периодического закона Менделеев описал основные свойства эка-алюминия
и предсказал, что он будет открыт методом спектрального анализа. Все это пол-
ностью оправдалось. В 1875 г. Лекок де Буабодран, исследуя цинковую обманку с
горы Пьерфитт (Пиренеи), спектроскопически обнаружил в ней новый элемент, вы-
делил соли этого элемента и определил некоторые его свойства. Он назвал новый
элемент галлием (Gallium) в честь своего отечества - Франции (лат. Gallia); в
этом названии содержался также намек на слово петух (лат. gallus, франц. 1е
coq) , т. е. на имя самого Лекока де Буабодрана. Открытие галлия явилось вели-
чайшим триумфом периодического закона Менделеева.
Германий, Germanium, Ge (32)
Еще в 1871 г. Менделеев предвидел существование элемента, сходного с крем-
нием, эка-силиция (Eka-Silicium). Через 15 лет, в 1885 г., профессор минера-
логии Фрейбергской горной академии Вельсбах открыл на прииске Химмельфюрст,
близ Фрейберга, новый минерал, названный им аргиродитом, из-за наличия в ми-
нерале серебра. Вельсбах попросил Винклера произвести полный анализ образца
минерала. Винклер нашел, что общая сумма составных частей минерала не превы-
шает 93-94% взятой навески и, следовательно, в минерале присутствует какой-то
неизвестный элемент, не обнаруживаемый анализом. После упорной работы в нача-
ле февраля 1886 г. он открыл соли нового элемента и выделил некоторое количе-
ство самого элемента в чистом виде. В первом сообщении об открытии Винклер
высказал предположение, что новый элемент является аналогом сурьмы и мышьяка.
Эта мысль вызвала литературную полемику, не утихавшую до тех пор, пока не бы-
ло установлено, что новый элемент - экасилиций, предсказанный Менделеевым.
Винклер предполагал назвать элемент нептунием, имея в виду, что история его
открытия подобна истории открытия планеты Нептун, предсказанной Леверрье. Од-
нако оказалось, что имя нептуний (Neptunium) уже было дано одному ложно от-
крытому элементу, и Винклер переименовал открытый им элемент на германий
(Germanium) в честь своего отечества. Название это вызвало резкие возражения
со стороны некоторых ученых. Например, один из них указывал на то, что это
название похоже на название цветка - гераний (Geranium). В пылу споров Раймон
предложил в шутку именовать новый элемент ангулярием (Angularium), т.е. угло-
ватым, вызывающим споры. Однако Менделеев в письме к Винклеру решительно под-
держал название германий.
Мышьяк, Arsenicum, As (33)
Соединения мышьяка (англ, и франц. Arsenic, нем. Arsen) известны очень дав-
но. В III-II тысячелетиях до н.э. уже умели получать сплавы меди с 4-5% мышь-
яка. У ученика Аристотеля, Теофраста (IV-III в. до н.э.) встречающийся в при-
роде красный сульфид мышьяка именуется реальгаром; Плиний называет желтый
сернистый мышьяк AS2S3 аурипигментом (Auripigmentum) - окрашенный в золоти-
стый цвет, а позднее он получил название орпимент (orpiment). Древнегреческое
слово арсеникон, а также сандарак относятся главным образом к сернистым со-
единениям . В I в. Диоскорид описал обжигание аурипигмента и образующийся при
этом продукт - белый мышьяк (AS2O3) . В алхимический период развития химии
считалось неоспоримым, что арсеник (Arsenik) имеет сернистую природу, а так
как сера (Sulphur) почиталась "отцом металлов", то и арсенику приписывали
мужские свойства. Неизвестно, когда именно впервые был получен металлический
мышьяк. Обычно это открытие приписывается Альберту великому (XIII в.). Окра-
шивание меди при добавках мышьяка в белый серебристый цвет алхимики рассмат-
ривали как превращение меди в серебро и приписывали такую "трансмутацию" мо-
гущественной силе мышьяка. В средние века и в первые столетия нового времени
стали известны ядовитые свойства мышьяка. Впрочем, еще Диоскорид (I в.) реко-
мендовал больным астмой вдыхание паров продукта, получаемого при нагревании
реальгара со смолой. Парацельс уже широко применял белый мышьяк и другие со-
единения мышьяка для лечения. Химики и горняки XV-XVII в. знали о способности
мышьяка сублимироваться и образовывать парообразные продукты со специфическим
Запахом и ядовитыми свойствами. Василий Валентин упоминает о хорошо известном
металлургам XVI в. доменном дыме (Huttenrauch) и его специфическом запахе.
Греческое (и латинское) название мышьяка, относившееся к сульфидам мышьяка,
происходит от греческого мужской. Имеются и другие объяснения происхождения
этого названия, например от арабского arsa paki, означавшего "глубоко в тело
проникающий несчастный яд"; вероятно, арабы заимствовали это название от гре-
ков . Русское название мышьяк известно с давних пор. В литературе оно появи-
лось со времен Ломоносова, который считал мышьяк полуметаллом. Наряду с этим
названием в XVIII в. употреблялось слово арсеник, а мышьяком называли AS2O3.
Захаров (1810) предлагал название мышьяковик, но оно не привилось. Слово
мышьяк, вероятно, заимствовано русскими ремесленниками у тюркских народов. На
азербайджанском, узбекском, фарсидском и других восточных языках мышьяк назы-
вался маргумуш (мар - убить, муш - мышь); русское мышьяк, вероятно, искажен-
ное мышь-яд, или мышь-ядь.
Селен, Selenium, Se (34)
Селен (англ. Selenium, франц. Selenium, нем. Selren) открыт в 1817 г. Бер-
целиусом, который так рассказывает об этом открытии: я исследовал в содруже-
стве с Готлибом Ганом метод, который применяют для производства серной кисло-
ты в Грипсхольме. Мы обнаружили в серной кислоте осадок, частью красный, ча-
стью светло-коричневый. Этот осадок, опробованный с помощью паяльной трубки,
издавал слабый редечный запах и образовывал свинцовый королек. Согласно Кла-
проту , такой запах служит указанием на присутствие теллура. Ган заметил при
этом, что на руднике в Фалюне, где собирается сера, необходимая для приготов-
ления кислоты, также ощущается подобный запах, указывающий на присутствие
теллура. Любопытство, вызванное надеждой обнаружить в этом коричневом осадке
новый редкий металл, заставило меня исследовать осадок. Приняв намерение от-
делить теллур, я не смог, однако, открыть в осадке никакого теллура. Тогда я
собрал все, что образовалось при получении серной кислоты, путем сжигания фа-
люнской серы за несколько месяцев и подверг полученный в большом количестве
осадок обстоятельному исследованию. Я нашел, что масса (т.е. осадок) содержит
до сих пор неизвестный металл, очень похожий по своим свойствам на теллур. В
соответствии с этой аналогией я назвал новое тело селеном (Selenium) от греч.
- луна, так как теллур назван по имени Tellus (Теллус) - нашей планеты". Та-
ким образом, название селен как бы подчеркивает, что этот элемент - спутник
теллура, подобно тому, как луна спутник земли. Добавим к этому, что Берцелиу-
су пришлось провести большое сравнительное исследование реакций селена и тел-
лура . В русской литературе первых десятилетий XIX в. селен называли селением
(Соловьев и Двигубский, 1824; Гесс, 1831); Страхов употребляет название селин
(1825) . После 1835 г. было принято название селен.
Бром, Bromum, Вг (35)
Бром (англ. Bromine, франц. Brome, нем. Brom) впервые был получен в 1825 г.
Левигом - студентом Гейдельбергского университета, работавшим у Гмелина. Ле-
виг выделил бром из воды источника в Крейцнахе, воздействуя на нее хлором. Но
пока он приготовлял большее количество препарата для исследования, появилось
сообщение Балара (1826). Препаратор из Монпелье описывал тяжелую темно-бурую
жидкость, которую он выделил из золы морских водорослей, признал новым эле-
ментарным веществом и назвал муридом (от лат. muria - рассол). Однако комис-
сия Парижской академии наук (Вокелен, Тенар и Гей-Люссак) , проверявшая опыты
Балара, нашла это название неудачным, так как соляная кислота называлась то-
гда Acidum muriaticum (муриевая кислота, от гипотетического элемента мурия),
а ее соли - муриатами. Столь похожие названия - мурид и муриаты - могли вы-
звать недоразумения. Комиссия предложила назвать элемент бромом (Brome) от
греческого - зловонный. Это название (с языковыми особенностями) было принято
во всех странах. В русской химической литературе XIX в. встречаются названия
вром (Иовский, 1927), мурид, вромид, а Затем, начиная с Гесса и др., бром.
Криптон, Krypton, Кг (36)
После того как Рамзай открыл аргон и гелий, перед ним возник вопрос о рас-
положении новых элементов в периодической системе. Воспользовавшись методом
Менделеева ("по образцу нашего учителя Менделеева", как писал Рамзай), он по-
местил новые газы в соседстве с другими элементами в порядке возрастания
атомных весов. При этом ясно обнаружилось, что между гелием и аргоном остает-
ся пустая клетка. Ниже аргона, между бромом и рубидием, и еще ниже, между ио-
дом и цезием, тоже имелись пустые места, и это позволило допустить, что
инертные газы составляют особую группу периодической системы. Осенью 1897 г.
Рамзай в качестве президента Химического отделения Британской ассоциации на-
учных работников должен был выступить с докладом на очередном съезде ассоциа-
ции в Торонто. Темой доклада он избрал "еще неоткрытый газ" и, говоря о нем,
продемонстрировал свою таблицу. Доклад Рамзая побудил исследователей к интен-
сивным поискам неоткрытых газов в различных минералах и минеральных водах, но
честь отыскать его выпала на долю того же Рамзая. В 1898 г. совместно со сво-
им ассистентом Траверсом Рамзай спектроскопически обнаружил один из предска-
занных им газов в пробе аргона, а затем выделил его в более чистом виде путем
испарения жидкого воздуха. Новый газ был назван криптоном от греч. - секрет-
ный , скрытый.
Рубидий, Rubidium, Rb (37)
Авторы открытия спектрального анализа (1859) - Бунзен и Кирхгофф - немед-
ленно применили его в качестве вспомогательного метода при химическом анализе
минералов и уже через год сообщили об открытии ими цезия. Продолжая исследо-
вания, они заинтересовались минералом лепидолитом (фторсиликат лития и алюми-
ния) и, переработав 150 кг саксонского лепидолита, из фракции, содержащей ще-
лочные металлы, выделили с помощью хлорплатиновой кислоты (Н2РЬС1б) двойные
хлорплатинаты калия, цезия и рубидия. То обстоятельство, что калийные соли
лучше растворяются в воде, чем рубидиевые и цезиевые, помогло исследователям
отделить последние от калиевых солей. При спектроскопическом анализе остатка
после удаления калия обнаружились две новые красные линии в красной части
спектра. Эти линии Бунзен и Кирхгофф правильно отнесли к новому металлу, ко-
торый назвали рубидием (лат. rubidus - красный) из-за цвета его спектральных
линий. Получить рубидий в виде металла Бунзену удалось в 1863 г.
Стронций, Strontium, Sr (38)
В свинцовом руднике, близ деревни Стронциан в Шотландии, был найден редкий
минерал, имевшийся до тех пор в одной или двух минералогических коллекциях.
Минералоги ошибочно принимали его за флюорит или за так называвшийся аэриро-
ванный барит (витерит), представлявший собой карбонат бария, открытый Вите-
рингом в 1784 г. Около 1787 г. минерал был исследован Крауффордом и Крюикшен-
ком, точно установившими, что в нем содержится особая земля, отличная от ви-
терита. Сообщение об этом опубликовано Крауффордом в 1790 г. Независимо от
Крауффорда и Крюикшенка минерал изучал Гоп. В его работе, опубликованной в
1794 г., сообщается, что в минерале присутствует карбонат неизвестной земли,
названной Гопом стронцитом (strontites). К этому же выводу пришел Клапрот,
исследовавший минерал годом раньше. Клапрот наименовал землю стронцианом, а
минерал, ее содержащий, стронцианитом. Свойства новой земли изучали Кирван
(1793) , Пеллетье (1797) , Фуркруа и Вокелен (1797) ; все они пришли к тем же
результатам. Следует подчеркнуть, что еще в начале 90-х годов XVIII в. Т.Е.
Ловиц в Петербурге при получении из тяжелого шпата чистого хлорида бария об-
наружил в остатке после кристаллизации последнего какую-то соль, кристалли-
зующуюся в длинные заостренные кристаллы. Ловиц заподозрил наличие в тяжелом
шпате примеси новой земли, но опоздал с публикацией; в 1794 г. уже были опуб-
ликованы сведения об открытии стронциана. Однако Ловицу все же принадлежит
первенство открытия стронциана в тяжелом шпате. Он подробно исследовал реак-
ции солей бария, стронция и кальция, показал различие этих солей и предложил
способ разделения хлоридов трех металлов, основанный на их растворимости в
спирте. Электролитический металлический стронций получен Дэви в 1808 г. В
русской химической литературе начала XIX в. встречаются названия стронтий
(Гизе, 1813), стронциан (Иовский, 1822), стронтиян (Страхов, 1825), стронций
(Двигубский и Павлов, 1825); кроме того, часто употреблялось название "осно-
вание стронциановой земли".
Иттрий, Yttrium, Y (39)
Иттрий не принадлежит к группе редких земель, являясь элементом III группы
периодической системы, но история его открытия и исследования тесно связана с
открытием редкоземельных элементов. Напомним, что впервые слово иттрий
(Yttria) появилось в конце XVIII в. в результате исследований Гадолином чер-
ного минерала иттербита (гадолинита). Экеберг в 1797 г. очистил выделенную из
гадолинита землю и назвал ее иттрия, а спустя 45 лет Мозандер разложил ее на
иттрий, тербий и эрбий; все эти названия символизировали разделение исходного
иттербита и произведены от трех слогов названий минерала - итт, терб и эрб. В
дальнейшем все три земли Мозандера подвергались длительным исследованиям,
причем не раз сообщалось о ложных открытиях элементов. В русской химической
литературе первой половины XIX в. элемент носил названия: основание иттрий-
ской земли, иттрий (Двигубский, 1824), иттрин (Страхов), основание иттриевой
Земли, иттрий (Гесс) и др.
Цирконий, Zirconium, Zr (40)
Минерал гиацинт с острова Цейлон, содержащий цирконий, был известен с древ-
них времен как драгоценный камень из-за его красивого бледного желто-
коричневого цвета, переходящего в дымчато-зеленый и особого блеска. Гиацинт
считался разновидностью топаза и рубина, близким им по своему химическому со-
ставу. Минералог Вернер в конце XVIII в. дал минералу новое название - цир-
кон. В 1789 г. Клапрот, используя разработанный им метод, сплавил в серебря-
ном тигле порошок циркона с едкой щелочью и растворил сплав в серной кислоте.
С трудом выделив из раствора кремнекислоту и железо, он получил кристаллы со-
ли, а затем и окисел (землю), названную им циркония (Zirconerde). Эту же зем-
лю выделил Гитон де Морво из гиацинта, найденного во Франции. Нечистый метал-
лический циркон получил впервые Берцелиус в 1824 г. ; чистый цирконий удалось
выделить лишь в 1914 г. Названия "циркон" и "цирконий" происходят от арабско-
го zarqun - киноварь. Персидское слово zargun означает "окрашенный в золоти-
стый цвет". В русской химической литературе начала XIX в. металл называли
циркон (Шерер, 1808), цирконь (Страхов, 1825), основание цирконной земли и
цирконий (Двигубский, 1824), циркон (Захаров, 1810); кроме того, встречается
название "цирконная земля". Название "цирконий" ввел переводчик книги Гизе
(1813) .
Ниобий, Niobium, Nb (41)
Ниобий (англ. Niobium, иногда, особенно в американской литературе
Columbium, франц. Niobium, нем. Niob) открыт в 1801 г. В Британский музей из
Америки (штат Массачузетс) был прислан неизвестный минерал. Гатчет, который
исследовал этот минерал, названный позднее колумбитом, вначале отождествлял
его с сибирской хромовой рудой, но затем обнаружил, что кислота (окисел), об-
разующаяся из щелочного сплава минерала, обладает совершенно иными свойства-
ми, чем хромовая кислота. Гатчету не удалось восстановить из окисла металл,
однако он все же назвал его колумбием в честь Христофора Колумба и старинного
названия Америки. Год спустя шведский химик Экеберг открыл в одной из финских
руд новый элемент, названный им танталом (Tantalum), так как окисел этого ме-
талла оказался чрезвычайно устойчивым и не разрушался даже в избытке кислоты.
Он как бы не мог насытиться кислотой, подобно тому как мифический Тантал, на-
казанный Зевсом, стоя по горло в воде и терзаясь жаждой, не мог удовлетворить
ее. Минерал, содержащий этот металл, был наименован танталитом. Однако в 1809
г. Волластон доказал, что колумбий Гатчета и тантал Экеберга представляют со-
бой один и тот же металл, так как их окислы очень близки по удельному весу.
Этот спорный вопрос разрешил Розе, который в 1844 г. в результате тщательного
анализа колумбитов и танталитов различного происхождения установил, что в не-
которых из них помимо тантала содержится еще один элемент, близкий по свойст-
вам к танталу. Этот новый элемент Розе назвал ниобием (Niobium) по имени ми-
фической Ниобы, дочери Тантала. Колумбий Гатчета оказался смесью ниобия и
тантала. В России колумбий Гатчета заинтересовал химика-аналитика Т.Е. Ловиц,
который начал исследование нового металла, но не успел его закончить, опубли-
ковав о нем лишь заметку (1806). В русской литературе начала XIX в. колумбий
Гатчета назывался колумб (Шерер, 1808), колумбий (Ловиц), тантал и ниобий
(Гесс).
Молибден, Molibdenum, Мо (42)
Слово молибден (англ. Molybdenum, франц. Molybdene, нем. Molybdan) происхо-
дит от древнегреческих названий свинца и минерала - свинцовый блеск. Из-за
внешнего сходства свинцового блеска с графитом и молибденовым блеском латин-
ское производное от греч. Molybdaena применялось в средние века, вплоть до
XVIII в., для обозначения всех этих минералов. Наряду с этим все перечислен-
ные минералы именовали также Lapis plumbarius, Plumbago metallica, Galena
(нем. Reissblei, Wasserblei, Hartblei). В "Алхимическом лексиконе" Руланда
(1613) приводятся и другие названия - moliboto, molipdides. В 1758 г. Крон-
штадт высказал мнение, что графит и молибденовый блеск представляют собой
различные вещества, а 20 лет спустя Шееле доказал это, получив белый окисел
МоОз, который он назвал Wasserbleyerde и молибденовой кислотой (Acidum
molybdaenae). В 1790 г. появилось сообщение Гьельма о том, что ему удалось
выделить нечистый металлический молибден путем восстановления его окисла;
чистый металл получен Берцелиусом в 1817 г. В конце XVIII в. химик-флогистик
Кирван предложил назвать новый металл молибденитом (Molybdenit), но вскоре
это название присвоили минералу. Общепринятое название молибден (Molibdenum)
принадлежит Берцелиусу. В дальнейшем появились сообщения об открытии в молиб-
деновых минералах новых элементов - ниппония (Nipponium) и неомолибдена
(Neomolybdenium), но эти сообщения не подтвердились. Русское название молиб-
ден вошло в употребление в 20-х годах XIX в. (Двигубский, 1824) ; до этого
времени употреблялись названия молибдена (Захаров, 1810; Соловьев, 1824) и
моливден (Страхов, 1825).
Технеций, Technetium, Тс (43)
В своих знаменитых предсказаниях среди других неоткрытых элементов Менделе-
ев назвал эка-марганец - аналог марганца с атомным весом около 100. В год
этого предсказания (1871) можно было предполагать, что подобный элемент уже
открыт в 1846 г. Германом в минерале иттроильмените (позже получившем назва-
ние самарскит), так как описанные автором открытия свойства элемента позволя-
ли считать его эка-марганцем. И хотя открытие Германом элемента, названного
им ильмением, было опровергнуто Розе, Менделеев все же предполагал, что иль-
мений Германа может быть эка-силицием. Поиски аналога марганца долгое время
были безуспешными, хотя недостатка в сообщениях о его "открытии" не ощуща-
лось; так были "открыты" дэвий, люций, ниппоний. В 1925 г. Ноддак и Такке со-
общили о том, что они нашли два новых элемента - 43 и 75. Первый был назван
мазурием, второй - рением. Существование мазурия не было подтверждено сколь-
ко-нибудь убедительно, тогда как открытие рения стало действительностью. В
1936 г. Лоуренс из Калифорнийского университета в Беркли послал итальянскому
физику Сегрэ в Палермо образец молибдена, подвергнутого длительному (несколь-
ко месяцев) облучению в циклотроне жесткими дейтеронами. Сегрэ совместно с
Перрье установили, что радиоактивность этого образца относится не только к
содержащимся в нем молибдену, цирконию и ниобию, но и рению и марганцу. Ак-
тивная часть материала, близкая по химическим свойствам к рению, была выделе-
на в невесомом количестве (около 1О”10 г) и оказалась изотопом элемента 43.
Вскоре Сегрэ и Перрье выделили еще пять изотопов этого элемента, а затем Сег-
рэ и By доказали существование его изотопов в продуктах распада урана. Позже
было получено еще несколько изотопов нового элемента и среди них два вполне
устойчивых. Элемент 43 отсутствует в природе, поэтому Сегрэ и Перрье предло-
жили назвать его технецием от греч. искусственный, приготовленный руками че-
ловека .
Рутений, Ruthenium, Ru (44)
Этот металл платиновой группы открыт К.К. Клаусом в Казани в 1844 г. при
анализе им так называемых заводских платиновых осадков. Получив из Петербург-
ского монетного двора около 15 фунтов таких остатков, после извлечения из ру-
ды платины и некоторых платиновых металлов, Клаус сплавил остатки с селитрой
и извлек растворимую в воде часть (содержащую осмий, хром и другие металлы).
Нерастворимый в воде остаток он подверг действию царской водки и перегнал до-
суха. Обработав сухой остаток после дистилляции кипящей водой и добавив избы-
ток поташа, Клаус отделил осадок гидроокиси железа, в котором обнаружил при-
сутствие неизвестного элемента по темной пурпурно-красной окраске раствора
осадка в соляной кислоте. Клаус выделил новый металл в виде сульфида и пред-
ложил назвать его рутением в честь России (лат. Ruthenia - Россия) . Это на-
звание впервые было дано в 1828 г. Озанном одному из мнимо открытых им эле-
ментов. По сообщению Озанна, при анализе Нижне-Тагильской платиновой руды он
открыл три платиновых металла: рутений, плуран (сокращение слов платина Ура-
ла) и полин (греч. - седой, по цвету раствора). Берцелиус, проверивший анали-
зы Озанна, не подтвердил его открытия. Клаус, однако, полагал, что Озанн по-
лучил окись рутения и упомянул об этом в своем сообщении 1845 г. По мнению же
Завидского, рутений открыт еще ранее (1809) виленским ученым Снядецким, по-
следний предложил наименовать его вестием от имени астероида Веста, открытого
в 1807 г.
Родий, Rhodium, Rh (45)
Родий был открыт в 1804 г. Волластоном вслед за открытием палладия. Волла-
стон растворял сырую платину в царской водке, затем нейтрализовал избыток ки-
слоты едким натром. Из нейтрального раствора он осадил платину хлористым ам-
монием, а палладий - цианистой ртутью. Фильтрат, обработанный соляной кисло-
той для удаления избытка цианистой ртути, был выпарен досуха. Остаток, после
обработки алкоголем, представлял собой темно-красный порошок двойной натрие-
вородиевой соли соляной кислоты (хлорид). Из этого порошка при прокаливании
его в токе водорода легко получается металл. Слово "родий" произведено от
греч. роза и розовый в соответствие с цветом растворов солей металла в воде.
В русской литературе начала XIX в. фигурируют названия родиа (Захаров, 1810),
родь (Страхов, 1825) и родий (Двигубский, 1824).
Палладий, Palladium, Pd (46)
Палладий был найден Волластоном (1803) тоже в сырой платине, в той части
ее, которая растворима в царской водке. С открытием палладия связана следую-
щая история. Когда Волластон получил некоторое количество металла, он, не
опубликовав сообщения о своем открытии, распространил в Лондоне анонимную
рекламу о том, что в магазине торговца минералами Форстера продается новый
металл палладий, представляющий собой новое серебро, новый благородный ме-
талл. Этим заинтересовался химик Ченевико. Он купил образчик металла и, озна-
комившись с его свойствами, предположил, что металл изготовлен из платины пу-
тем ее сплавления ртутью по методу русского ученого А.А. Мусина-Пушкина. Че-
невикс высказал свое мнение в печати. В ответ на это анонимный автор рекламы
объявил, что он готов выплатить 20 фунтов стерлингов тому, кто сумеет искус-
ственно приготовить новый металл. Естественно, что ни Ченевикс, ни другие хи-
мики не смогли этого сделать. Через некоторое время Волластон сообщил офици-
ально, что он автор открытия палладия и описал способ его получения из сырой
платины. Одновременно он сообщил об открытии и свойствах еще одного платино-
вого металла - родия. Слово палладий (Palladium) Волластон произвел от назва-
ния малой планеты Паллады (Pallas), открытой незадолго до этого (1801) немец-
ким астрономом Ольберсом. В русской литературе начала XIX в. палладий называ-
ли иногда палладь (Страхов, 1825) или паладь; у Севергина (1812) уже фигури-
рует название палладий.
Серебро, Argentum, Ад (47)
Серебро (англ. Silver, франц. Argent, нем. Silber) стало известно значи-
тельно позднее золота, хотя и оно тоже встречается иногда в самородном со-
стоянии. В Египте археологами найдены серебряные украшения, относящиеся еще к
додинастическому периоду (5000-3400 до н.э.). Однако до середины II тысячеле-
тия до н.э. серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота. Предпо-
лагают, что древнеегипетское серебро было привозным из Сирии. Древнейшие се-
ребряные предметы в Египте и других странах Западной Азии, как правило, со-
держат в себе золото (от 1 до 38%); их, вероятно, изготовляли из естественных
сплавов, так же как и знаменитый золото-серебряный сплав "электрон" (греч.
азем). Может быть, это обстоятельство дало повод называть серебро "белым зо-
лотом" . Древнеегипетское название серебра "хад" (had или hat) означает "бе-
лое". В Месопотамии серебряные украшения зарегистрированы в находках, относя-
щихся к 2500 г. до н.э. Серебряные предметы здесь также редки до XVI в. до
н.э., когда серебро стало использоваться в гораздо больших масштабах. В древ-
нем Уре (около 2000 г. до н.э.) серебро называлось ку-баббар (ku-habbar) от
ку (быть чистым) и баббар (белый). Серебряные предметы, относящиеся ко II ты-
сячелетию до н.з., найдены и в других странах (Эгейский архипелаг, Троя). В
рукописях тех времен встречается греческое название серебра - от слова (бе-
лый, блистающий, сверкающий). С древнейших времен серебро применялось в каче-
стве монетного сплава (900 частей серебра и 100 частей меди). Европейские на-
роды познакомились с серебром около 1000 г. до н.э. Еще в эллинистическом
Египте, а вероятно, и раньше серебро часто называли луной и обозначали знаком
луны (чаще - растущей после новолуния). В алхимический период это название
серебра было широко распространенным. Наряду с ним и с обычным лат. algentum
существовали и тайные названия, например Sidia (id est Luna), terra fidelis,
terra coelestis и т.д. Алхимики иногда считали серебро конечным продуктом
трансмутации неблагородных металлов, осуществляемым с помощью "белого фило-
софского камня" (белого порошка), а иногда - промежуточным продуктом при по-
лучении искусственного Золота. Внешний вид и цвет металла объясняют то, что
его называли серебром не только на древнеегипетском, ассирийском, древнегре-
ческом, армянском (аркат или аргат) и латинском языках, но и на некоторых но-
вых языках. Филологи полагают, что романские названия серебра произошли от
греч. (корень арг по-санскритски означает пылать, быть светлым), тоже связан-
ного с санскритским arjuna (свет), rajata (белый). Труднее объяснить происхо-
ждение англ. Silver (древнеангл. Seolfor), нем. Silber и схожих с ними назва-
ний - готского Silubr, голландского zilver, шведского silfer, датского solf.
Полагают, что все эти названия произошли от ассирийского Сарпу (sarpu), точ-
нее Si-ra-pi-im (серафим?), означающего "белый металл", "серебро". Что каса-
ется происхождения славянских названий сидабрас, сиребро (чешек, стрибро) и
древнеславянского (древнерусского) сребро (сьребро, съребро, серебро), то
большинство филологов связывает их с германским Silber, т.е. с ассирийским
Сарпу. Возможно, однако, и другое сопоставление со словом "серп" (лунный) -
по-древнеславянски "сьрп". Так, в Новгородской первой летописи под 6907 г.
имеется выражение "солнце погибе и явися серпь на небесе". Существуют много-
численные и своеобразные, имеющие разное происхождение названия серебра на
языках неславянских народов СССР.
Кадмий, Cadmium, Cd (48)
Слово кадмий известно с древнейших времен. Оно употреблялось античными пи-
сателями и алхимиками средневековья для обозначения различных веществ, обычно
окисных и углекислых цинковых руд, сообщающих выплавляемой из руды меди золо-
тистый цвет. Однако это скорее собирательное, а не определенно значащее на-
звание . Само слово кадмий, согласно Липпману, происходит от имени финикийца
Кадмоса, который будто бы первым нашел камень, и открыл его способность изме-
нять цвет меди при выплавке из руды. Кадмос на семитских языках означает
"восточный" и одновременно является именем легендарного героя-полубога, осно-
вателя Фив, победившего властителя этой области - Дракона. От греческого про-
исходит арабское обозначение каламия (или каламина), в свою очередь послужив-
шее исходным для образования слова галмей. Алхимики различали много видов
кадмии, в частности естественные и искусственные. В алхимическом словаре Ру-
ланда искусственная кадмия определяется как "тончайший пепел пирита".
Металл кадмий, получивший свое название от древней кадмии, был открыт в
1817 г. Штомейером. Интересна история этого открытия. Окружной врач Ролов ре-
визовал аптеки своего округа и в некоторых аптеках вблизи Магдебурга обнару-
жил окись цинка, внешний вид которой позволял заподозрить, что она содержит
мышьяк: действительно, при действии сероводорода на кислый раствор этой окиси
цинка появлялся желтый осадок. Продажа этого препарата, вырабатываемого на
фабрике Германа в Шенебеке, была запрещена. Владельцу фабрики это, естествен-
но, не понравилось. Он сделал проверочные анализы своей окиси цинка, не обна-
ружил в ней никакого мышьяка и сообщил об этом Ролову и властям. От Германа
потребовали образцы для анализа и послали их в Геттинген профессору Штомейе-
ру, который был тогда генеральным инспектором аптек провинции Ганновер. Што-
мейер прокалил окись цинка, имевшую блестящий серый цвет, и увидел, что она
пожелтела. На фабрике в Шенебеке это явление ему объяснили тем, что в цинке,
мол, содержится небольшая примесь железа. Штомейер не удовлетворился этим
объяснением и, произведя полный анализ препарата, обнаружил в нем новый ме-
талл, легко отделяемый от цинка с помощью сероводорода. Он назвал новый ме-
талл кадмием, так как нашел его в результате прокаливания cadmia furnacum, и
в 1818 г. опубликовал подробные данные о новом металле. Приоритет Штомейера
оспаривал Ролов, тоже сделавший анализ продажной окиси цинка, но его претен-
зии были отвергнуты. Независимо от Штомейера, но позднее его, кадмий был от-
крыт Керстеном, который назвал металл мелинумом (melinus - желтый, как айва)
из-за цвета осадка при действии сероводорода. В 1821 г. Джон предложил имено-
вать кадмий клапротием (Klaprothium), а Гильберт - юнонием (Junonium), но об-
щее признание завоевало название кадмий. В русской литературе первой половины
XIX в. Страхов называл металл кадмом.
Индий, Indium, In (49)
В 1863 г. директор Металлургической лаборатории Фрейбергской горной акаде-
мии в Саксонии Рейх и его ассистент и преподаватель химии Рихтер занимались
спектроскопическим анализом полиметаллических руд и "земель" из района Фрей-
берга . Они пытались обнаружить в этих пробах элемент таллий, незадолго до
этого (1861) открытый учеными Англии и Франции. В спектре одного из образцов
цинковой обманки они неожиданно увидели две яркие синие линии, не принадлежа-
щие ни одному из известных элементов. Вскоре им удалось выделить из минерала
незначительное количество (не более 0,1%) нового элемента, который был назван
индием от названия древнеиндийской синей краски - индиго. Первые определения
атомного веса индия (76) были неправильными, так же как и заключение, что ин-
дий двухвалентен. В 1869-1871 гг. Менделеев путем исследования удельной теп-
лоемкости индия и его химических свойств пришел к выводу, что он должен иметь
атомный вес около 114 (совр. 114,82) и по его способности образовывать квасцы
должен быть отнесен к элементам подгруппы алюминия. Позднее Мозели с помощью
рентгеновского анализа полностью подтвердил выводы Менделеева.
Олово, Stannum, Sn (50)
Олово (англ. Tin, франц. Etain, нем. Zinn) - один из семи металлов древно-
сти. В Египте, Месопотамии и других странах древнего мира бронза из олова из-
готовлялась уже в III тысячелетии до н.э.; олово применялось также для выдел-
ки различных предметов обихода, особенно посуды. Большинство стран древнего
мира не имело богатых оловянных руд. Олово ввозилось морским путем из Испа-
нии, а также с Кавказа и из Персии, при этом его нередко не могли отличить от
свинца. Древнегреческое название олова "касситерос" восточного происхождения
и, несомненно, связано с аккадским названием олова "ик-касдуру", ассирийским
"казазатира" и поздневавилонским "кастера". Латинское название олова (Stannum
или Stagnum) вошло в употребление в Риме в императорский период. Полагают,
что это слово связано с санскритским stha (стоять, стойко держаться) или
sthavan (прочно, стойко). Впрочем, слово Stagnum на латинском языке означает
"стоячую воду", "пруд", "озеро" и в переносном смысле "море". В средние века
олово иногда считали видоизменением свинца и называли белым (Plumbum album)
или блестящим (Plumbum candidum) свинцом в отличие от обыкновенного черного
свинца (Plumbum nigrum). Немецкое Zinn (англ. Tin, франц. Etain) происходит
от древнегерманского zein - палочка или пластинка. Что касается русского
"олово" и созвучных с ним литовским "alwas" и прусским "alwis", то представи-
тели индогерманской теории происхождения языков полагают, что эти названия
произошли от латинского album, фигурирующего в названии олова Plumbum album,
подобно тому, как слово Cuprum произошло от Aes cyprium. Такое словообразова-
ние весьма недостоверно. По нашему мнению, слово олово или олов (польское
olow - свинец) имеет функциональное происхождение. У древних славян существо-
вал хмельной напиток из ячменя и жита, называющийся оловина или ол. Поскольку
еще у римлян сосуды для хранения и созревания вина делались из свинца, можно
предположить, что оловом называли материал (свинец) для изготовления сосудов,
предназначенных для хранения оловины; слово олово стоит также в связи с на-
званием другого жидкого тела - масла (oleum). В словаре Срезневского приво-
дятся родственные олову слова - оловце (свинцовая лампада) и оловяник (сосуд
из олова).
Сурьма, Stibium, Sb (51)
Сурьму (англ. Antimony, франц. Antimoine, нем. Antimon) человек знает из-
давна и в виде металла, и в виде некоторых соединений. Бертло описывает фраг-
мент вазы из металлической сурьмы, найденный в Телло (южная Вавилония) и от-
носящийся к началу III в. до н.э. Найдены и другие предметы из металлической
сурьмы, в частности в Грузии, датируемые I тысячелетием до н.э. Хорошо из-
вестна сурьмяная бронза, употреблявшаяся в период древнего Вавилонского цар-
ства; бронза содержала медь и добавки - олова, свинеца и значительные количе-
ства сурьмы. Сплавы сурьмы со свинцом использовались для изготовления разно-
образных изделий. Следует, однако, отметить, что в древности металлическая
сурьма, по-видимому, не считалась индивидуальным металлом, ее принимали за
свинец. Из соединений сурьмы в Междуречье, Индии, Средней Азии и других ази-
атских странах была известна сернистая сурьма (БЬгЗз) , или минерал "сурьмяный
блеск". Из минерала делали тонкий блестящий черный порошок, применявшийся для
косметических целей, особенно для гримировки глаз - "глазная мазь". Однако,
вопреки всем этим данным о давнем распространении сурьмы и ее соединений, из-
вестный исследователь в области археологической химии Лукас утверждает, что в
древнем Египте сурьма была почти неизвестна. Там, пишет он, установлен только
один случай применения металлической сурьмы и немного случаев употребления
соединений сурьмы. Кроме того, по мнению Лукаса, во всех археологических ме-
таллических объектах сурьма присутствует лишь в виде примесей; сернистая же
сурьма, по крайней мере, до времени и Нового царства, вообще не употреблялась
для гримирования, о чем свидетельствует раскраска мумий. Между тем еще в III
тысячелетии до н.э. в азиатских странах, да и в самом Египте существовало
косметическое средство, называемое стем, местем или стимми (stimmi); во II
тысячелетии до н.э. появляется индийское слово сурьма; но все эти названия
применялись, однако, главным образом для сернистого свинца (свинцового бле-
ска) . В Сирии и Палестине задолго до начала н.э. черный грим именовался не
только стимми, но и каххаль или коголь, что во всех трех случаях означало лю-
бой тонкий сухой или растертый в виде мази порошок. Позднейшие писатели (око-
ло начала н.э.), например Плиний, называют стимми и стиби - косметические и
фармацевтические средства для гримирования и лечения глаз. В греческой лите-
ратуре Александрийского периода эти слова также означают косметическое сред-
ство черного цвета (черный порошок). Эти наименования переходят в арабскую
литературу с некоторыми вариациями. Так, у Авиценны в "Каноне медицины" наря-
ду со стимми фигурирует итмид, или атемид - порошок или осадок (паста) свин-
ца. Позднее в указанной литературе появляются слова аль-каххаль (грим), алко-
оль, алкофоль, относящиеся главным образом к свинцовому блеску. Считалось,
что косметические и лечебные средства для глаз содержат в себе некий таинст-
венный дух, отсюда, вероятно, алкоголем стали называть летучие жидкости. Ал-
химики называли сурьмяный, также, впрочем, как и свинцовый, блеск антимонием
(Antimonium). В словаре Руланда (1612) это слово объясняется, как алкофоль,
камень из свинцовых рудных жил, марказит, сатурн, сурьма (Stibium), а стиби-
ум, или стимми, как черная сера или минерал, который немцы называют списгласс
(Spiesglas), впоследствии Bpiesglanz (вероятно, производное от стибиум). Од-
нако, несмотря на такую путаницу в названиях, именно в алхимический период в
Западной Европе сурьма и ее соединения были, наконец, разграничены со свинцом
и его соединениями. Уже в алхимической литературе, а также в сочинениях эпохи
Возрождения металлическая и сернистая сурьма обычно описывается достаточно
точно. Начиная с XVI в. сурьму стали применять для самых различных целей, в
частности в металлургии золота, для полировки зеркал, позднее в типографском
деле и в медицине. Происхождение слова "антимоний", появившегося после 1050
г., объясняется различно. Известен рассказ Василия Валентина о том, как один
монах, обнаруживший сильное слабительное действие сернистой сурьмы на свинье,
рекомендовал его своим собратьям. Результат этого медицинского совета оказал-
ся плачевным - после приема средства все монахи умерли. Поэтому будто бы
сурьма получила название, произведенное от "анти-монахиум" (средство против
монахов). Но все это скорее анекдот. Слово "антимоний", вероятнее всего, про-
сто трансформированное итмид, или атемид, арабов. Существуют, впрочем, и дру-
гие объяснения. Так, некоторые авторы полагают, что "антимоний" - результат
сокращения греч. антос аммонос, или цветок бога Амона (Юпитера); так якобы
называли сурьмяный блеск. Другие производят "антимоний" от греч. анти-монос
(противник уединения), подчеркивающего, что природная сурьма всегда совместна
с другими минералами. Русское слово сурьма имеет тюркское происхождение; пер-
воначальное значение этого слова - грим, мазь, притирание. Это название со-
хранилось во многих восточных языках (фарсидский, узбекский, азербайджанский,
турецкий и др.) до наших времен. Ломоносов считал элемент "полуметаллом" и
называл его сурьма. Наряду с сурьмой встречается и название антимоний. В рус-
ской литературе начала XIX в. употребляются слова сурьмяк (Захаров, 1810),
сюрма, сюрьма, сюрмовой королек и сурьма.
Теллур, Tellurium, Те (52)
Открытие теллура (англ. Tellurium, нем. Tellur, франц. Tellure) относится к
началу расцвета химико-аналитических исследований во второй половине XVIII в.
К тому времени в Австрии в области Семигорье (Трансильвания) была найдена но-
вая золотосодержащая руда. Ее называли тогда парадоксальное золото (Aurum
paradoxicum), белое золото (Aurum album), проблематичное золото (Aurum
problematicum), так как минералоги ничего не знали о природе этой руды, гор-
няки же считали, что она содержит висмут или сурьму. В 1782 г. Мюллер (впо-
следствии барон Рейхенштейн), горный инспектор в Семигорье, исследовал руду и
выделил из нее, как он полагал, новый металл. Чтобы удостовериться в своем
открытии, Мюллер послал пробу "металла" шведскому химику-аналитику Бергману.
Бергман, тогда уже тяжело больной, начал исследование, но успел установить
лишь то, что новый металл отличается по химическим свойствам от сурьмы. По-
следовавшая вскоре смерть Бергмана прервала исследования, и прошло более 16
лет, прежде чем они возобновились. Тем временем в 1786 г. профессор ботаники
и химии университета в Пеште Китаибель выделил из минерала верлита (содержа-
щего теллуриды серебра, железа и висмута) какой-то металл, который он счел до
тех пор неизвестным. Китаибель составил описание нового металла, но не опуб-
ликовал его, а лишь разослал некоторым ученым. Так оно попало к венскому ми-
нералогу Эстнеру, который познакомил с ним Клапрота. Последний дал благопри-
ятный отзыв о работе Китаибеля, но существование нового металла пока еще не
было окончательно подтверждено. Клапрот продолжил исследования Китаибеля и в
результате их полностью устранил всякие сомнения. В январе 1798 г. он высту-
пил с сообщением перед Берлинской академией наук об открытии им в трансиль-
ванском "белом золоте" особого металла (!), который получен "от матери земли"
и назван поэтому теллуром (Tellur) от слова tellus земля (планета). И дейст-
вительно, первые десятилетия XIX в. теллур причисляли к металлам. В 1832 г.
Берцелиус обратил внимание на сходство теллура с селеном и серой (на что де-
лались указания и раньше), после чего теллур причислили к металлоидам (по но-
менклатуре Берцелиуса). В русской химической литературе начала XIX в. новый
элемент называли теллуром, теллурием, теллюром, теллюрием; после появления
учебника химии Гесса укоренилось название теллур.
Иод, lodum, I (53)
Этот элемент (англ. Iodine, франц. lode, нем. Jod, итал. lodio) был открыт
фабрикантом мыла и селитры Куртуа в 1811г. Во Франции и других странах с дав-
них пор из соли морских водорослей получали щелочное вещество, называвшееся
Soude de Varech или просто Varech (англ. Wrack или wreck, древнерусское вара-
ха) . Куртуа обнаружил, что раствор этой золы, называемой им Salin le varech,
сильно разъедает медный котел, в котором производилось выпаривание. Желая вы-
яснить причину этого, Куртуа стал добавлять к раствору различные реагенты.
При этом он заметил, что в некоторых случаях образуются тяжелые фиолетовые
пары, принадлежащие, по-видимому, какому-то неизвестному веществу. В 1813 г.
Гей-Люссак исследовал новое вещество и дал ему название иод. Затем, когда бы-
ло установлено его сходство с хлором, Дэви предложил именовать элемент иоди-
ном (аналогичное хлорином) ; это название принято в Англии и США до сих пор.
Оно произведено от греческого слова - темно-синий, фиалковый. В 1814 г. бель-
гийский химик Ван-Монс предложил называть новый элемент вареном (Varine) по
названию продукта, из которого он был получен, но предложение не было поддер-
жано . В русской химической литературе начала XIX в. иод называли иодиний
(Двигубский, 1824), иодис (Страхов, 1825), иодий (Иовский, Двигубский, 1827 -
1828), иод (Двигубский и Гесс, 1824) . Часто встречающее теперешнее написание
йод - неправильное, следует писать иод.
Ксенон, Хенон, Хе (54)
Элемент открыт Рамзаем и Траверсом при фракционировании жидкого воздуха.
Название ксенон происходит от греческого - чужой, странный, необычный, неслы-
ханный .
Цезий, Cesium, Cs (55)
Цезий (англ. Cesium, франц. Cesium, нем. Caesium) - первый элемент, откры-
тый с помощью спектрального анализа. Открытие цезия послужило свидетельством
широких возможностей этого метода, до применения которого о существовании це-
зия могли только подозревать. Так, в 1846 г. немецкий химик Платтнер, произ-
ведя анализ минерала поллукса, получил сумму содержавшихся в нем компонентов,
на 7% меньшую, чем можно было ожидать. В 1864 г., уже после того, как Бунзен
открыл цезий, итальянец Пизани обнаружил его в поллуксе. Оказывается, Платт-
нер, получив хлорплатинат, посчитал, что в его составе содержится калий, в то
время как это был силикат цезия и алюминия. Бунзен нашел цезий с помощью
спектрального анализа. В 1860 г., изучая спектры щелочных металлов лития, на-
трия и калия, он пришел к выводу, что, по всей вероятности, должен существо-
вать четвертый металл этой группы, имеющий такой же характерный спектр, что и
литий. И действительно, в скором времени он обнаружил спектральные линии но-
вого элемента: одну слабо-голубую, почти совпадающую с delta-линией стронция,
и другую ярко-голубую в области фиолетовой части спектра, почти рядом с крас-
ной линией лития. Бунзен назвал вновь открытый металл цезием (Casium) от лат.
caesius - голубой, светло-серый; в древности этим словом обозначали голубизну
ясного неба. Чистый металлический цезий получен электролитическим путем в
1882 г.
Барий, Barium, Ва (56)
Одно из природных соединений бария (франц. Baryum), а именно тяжелый шпат
ВаБОд, привлекло внимание алхимиков в начале XVII в. своими необычными свой-
ствами. В 1602 г. болонский сапожник и алхимик Касциароло нашел в горах близ
Болоньи камень, который был настолько тяжел, что Касциароло заподозрил в нем
наличие золота. Пытаясь выделить золото из камня, алхимик прокалил его вместе
с углем и олифой. И тут он обнаружил, что охлажденный продукт светится в тем-
ноте красноватым светом. Известие об этом произвело сенсацию среди алхимиков,
и тяжелый шпат стал объектом алхимических и химических операций. Он получил
ряд названий - солнечный камень (Lapis Solaris), болонский камень (Lapis
Bononiensis), болонский фосфор (Phosphorum Boloniensis) и др. Долгое время
тяжелый шпат считали, однако, видоизмененной формой гипса (или извести). В
1774 г. Ган и его друг Шееле исследовали тяжелый шпат и установили, что в нем
содержится особая "земля". Несколько позднее (1779) Гитон де Морво назвал эту
землю барот (barote), а в дальнейшем изменил название на барит (baryte). Под
этими названиями бариевая земля описывалась в учебниках химии конца XVIII и
начала XIX в. Содержащийся в нем неизвестный металл стали называть барий
(Barium) от греческого слова тяжелый.
В учебнике Лавуазье (1789) барит фигурирует среди солеобразующих, землистых
простых тел, причем приводятся синонимы барита - барот (Barote) и тяжелая
земля (terre pesante, лат. terra ponderosa). Металлический барий был впервые
получен Дэви (1808) путем электролиза барита. В 1816 г. Кларк предложил от-
клонить название барий на том основании, что если бариевая земля - барита
(окись) действительно тяжелее других земель, то металл, наоборот, легче дру-
гих металлов. Однако предложение Кларка называть барий плутонием (Plutonium)
химики не приняли.
В русской литературе начала XIX в. бариевую землю именовали обычно баритом,
а металл - барием. Только у Страхова (1825) встречается особое название - тя-
жел ец .
Лантан, Lanthanum, La (57)
В первый период исследования редких земель (конец XVIII - начало XIX в.)
названия редких земель и содержащих их минералов были весьма запутанными.
Так, минерал, найденный в окрестностях местечка Иттерби и названный иттербит,
после исследования его Гадолиным был переименован в гадолинит. Экеберг, по-
вторив исследование Гадолина и очистив выделенную из гадолинита землю, дал ей
название иттрия. Подобная же редкая земля была обнаружена Клапротом и незави-
симо от него Берцелиусом и Гизингером в минерале церите. Клапрот назвал новую
землю охроитовой землей, а Берцелиус - окисью церия. Таким образом, земли ит-
трия и церия не различались друг от друга до тех пор, пока Берцелиус совмест-
но с Ганом не установил различие между ними, дав одной из них название ит-
трия, а другой церия. Обе земли подверглись в дальнейшем тщательным исследо-
ваниям многих ученых. Среди них следует отметить сотрудника Берцелиуса Мозан-
дера, который в 1826 г. пришел к заключению, что в цериевой земле помимо це-
рия содержится окисел и другого неизвестного элемента. Когда в его распоряже-
нии оказалось большее количество церита, Мозандер сумел и выделить новую зем-
лю, содержащую элемент, свойства которого заметно отличались от свойств це-
рия. Новый элемент был назван лантан (Lanthanum) от греч. - скрываться, забы-
ваться. Через три года Мозандер выделил из лантановой земли еще одну землю,
элемент которой он назвал дидимом. Однако позднее было доказано, что дидим
является смесью нескольких элементов.
Церий, Cerium, Се (58)
Открытие церия (англ. Cerium, франц. Cerium, нем. Сег) является начальным
звеном длинной цепи исследований редкоземельных элементов цериевой группы.
Цериевую землю открыли в 1803 г. одновременно и независимо друг от друга Кла-
прот в Германии и Берцелиус и Гизингер в Швеции. Задолго до этого открытия на
медном и висмутовом рудниках Бастнес в Швеции был найден тяжелый минерал. Его
изучением занялся Кронштедт и, сочтя его трудно восстановимой железной рудой
с примесью вольфрама (тунгстена), назвал тунгстеном (тяжелый камень из Баст-
неса) . Затем этот красноватый тунгстен исследовали Шееле и Элюайр и не нашли
в нем вольфрама. В 1803 г. Клапрот, получивший в свое распоряжение образец
минерала, заподозрил присутствие в нем какого-то неизвестного простого тела.
При действии на освобожденный от железа желтый раствор минерала аммиаком по-
лучался осадок, прокалив который Клапрот получил коричневый порошок - окись
новой земли. Он предложил назвать ее охроитом (ochroit) от греч. - желтовато-
коричневый. В действительности же окись церия имеет белый цвет, и лишь ее пе-
рекисное соединение обладает оранжево-коричневым цветом. Вероятно, Клапрот
работал с загрязненной цериевой землей, и ее окраска объяснялась примесью
других редких земель, в частности празеодима, имеющего коричневую окраску.
Одновременно с Клапротом анализом минерала занимался Берцелиус, в то время
молодой врач гидропат, совладелец фабрики минеральных вод, основанной бароном
Гизингером. Однако и тогда Берцелиус интересовался химией и совместно с Ги-
зингером производил химические исследования. Оба они - заинтересовались зага-
дочным "тяжелым шпатом" и по внешнему виду приняли его за разновидность гадо-
линита , содержащего медь, висмут и сернистое соединение молибдена. Растворив
минерал в кислоте, и отделив кремнезем и железо, они получили белый осадок,
который после прокаливания стал коричневым, хотя и не содержал железа. В ре-
зультате тщательных операций им удалось получить окисел неизвестного металла
в количестве 50% веса минерала. Они решили назвать металл, содержащийся в
этом окисле, церием (Cerium) по имени малой планеты Цереры - первой из малых
планет открытой в 1801г.; минерал, из которого была получена новая земля, был
наименован церитом. Клапрот через несколько лет (1807) оспаривал название
"церий", указывая, что оно может привести к недоразумениям, так как почти
одинаково с лат. сега, означающим воск. Он предлагал назвать новый металл це-
рерием (Cererium), а минерал цереритом. Многие химики приняли эти названия.
Однако в своем учебнике химии Берцелиус указал, что такое изменение названия
нецелесообразно, так как слово "церерий" трудное, неудобное для произношения.
В середине прошлого столетия название церий стало общепринятым. Металлический
церий был получен в чистом виде спустя 74 года (1875) после открытия элемен-
та. В русской литературе употребляются оба названия и, кроме того, в более
ранних сочинениях встречаются: церь (Захаров, 1810), церин (Страхов, 1825),
цер, цериум (Двигубский, 1828) . После появления учебника Гесса (1833) назва-
ние "церий" утвердилось.
Празеодим, Praseodymium, Рг (59)
Открытие празеодима (англ. Praseodymium, франц. Praseodyme, нем. Praseodym)
тесно связано с открытием неодима. В 1841 г. Мозандер разделил лантановую
землю на две. Одна из них получила старое название "лантана", другая, близкий
по свойствам близнец лантаны, "дидимия" (от греч. - близнец). Несколько деся-
тилетий предполагаемый элемент этой земли - дидимий - фигурировал в перечнях
и таблицах элементов. В 1879 г. Лекок де Буабодран выделил из дидимии новую
землю самарию, а три года спустя Ауэр фон Вельсбах разделил оставшуюся диди-
мию еще на две земли. При этом он получил две группы соединений; в одну из
них входили соли, окрашенные в зеленый цвет и окисел бледно-зеленого цвета, в
другую - соли, окрашенные в цвета от розового до фиолетово-красного, и окисел
серо-синего цвета. Исходя из этого, Вельсбах сообщил об открытии им двух но-
вых элементов. Дающий соли зеленого цвета он назвал празеодимом (празеодиди-
мом) от греч. - светло-зеленый, как лук, и старого названия земли ’’дидимия.
Таким образом, празеодим можно перевести как "светло-зеленый дидим". Элемент
второй земли был назван неодимом.
Неодим, Neodymium, Nd (60)
Неодим (англ. Neodymium, франц. Neodyme, нем. Neodym) впервые был получен
при разложении мнимого элемента дидимия (Didymium). В 1841 г. Мозандер разде-
лил лантановую землю на две; одна из них сохранила старое название "лантан",
вторая была названа дидимия (от греч. - парный, близнец). Уже в то время по-
дозревали, что дидимия представляет собой смесь неизвестных земель, и дейст-
вительно, в 1879 г. Лекок де Буабоцран выделил из нее землю, которую назвал
самария.
Спустя три года Ауэр фон Вельсбах разделил оставшуюся дидимию еще на две
новые земли, элементы которых наименовал празеодимом и неодимом. Название не-
одим произведено от слова "дидимия" и греч. приставки "нео" (новый).
Прометий, Promethium, Pm (61)
История открытия этого элемента наглядно демонстрирует те чрезвычайные
трудности, которые пришлось преодолеть нескольким поколениям исследователей
при изучении и открытии редкоземельных элементов. После открытия в 1907 г.
иттербия и лютеция казалось, что серия редкоземельных элементов, размещенная
в III группе периодической системы, уже полностью завершена и едва ли можно
рассчитывать на ее пополнение. Между тем некоторые видные исследователи ред-
ких земель, в частности Браунер, полагали, что в серии редких земель между
неодимом и самарием должен существовать еще один элемент, так как разница в
атомных весах этих двух элементов аномально высока. После того как Мозели ус-
тановил порядковые номера элементов, еще очевидней стало отсутствие в группе
редкоземельных элементов элемента 61, и в 20-х годах нашего столетия начались
интенсивные поиски его. Долгое время они были безрезультатными. Первое сооб-
щение об открытии элемента 61 сделали американцы Гаррис и Гопкинс в 1926 г.
Путем фракционирования концентрированных земель неодима и самария и рентгено-
графического анализа выделенных фракций они обнаружили новый элемент, назван-
ный ими иллинием (Illinium) в честь Иллинойского университета, где было сде-
лано предполагаемое открытие. Авторы отметили, что элемент 61 радиоактивен и
обладает коротким периодом полураспада. Их сообщение вызвало резкие возраже-
ния Прандтля, который не смог обнаружить следов нового элемента, проверяя в
течение года данные американских авторов. Супруги Ноддаки, располагавшие 100
кг редких земель, также не подтвердили сообщения американцев. В конце 1926 г.
появилась еще одна версия. Сотрудники Флорентийского университета Ролла и
Фернандес объявили, что еще в 1924 г. они послали в Академию деи Линчеи за-
крытый пакет, в котором имелось сообщение об открытии ими элемента 61. Они
выделили элемент путем 3000-кратной кристаллизации дидимиевой земли, содержа-
щей 70% неодима и празеодима, и назвали флоренцием (Florentium). Появлялись и
другие сообщения об открытии элемента 61, называвшегося иногда эка-неодимом
(Eka-Neodymium), но ни одно из них не подтверждалось. Дальнейшие исследования
привели к тому, что неуловимый элемент стали считать радиоактивным короткожи-
вущим, в связи с чем, нахождение его в природе маловероятно. Естественно, что
после этого стали пытаться получить элемент искусственно. В 1941 г. в универ-
ситет штата Огайо, Лау, Пул, Курбатов и Квилл, бомбардируя в циклотроне об-
разцы неодима и самария дейтонами, получили большое число радиоактивных изо-
топов, среди которых, как они думали, имелся и изотоп элемента 61. Сегрэ и By
подтвердили это предположение, но и им не удалось химически идентифицировать
искомый изотоп. Тем не менее, американские исследователи из Огайо предложили
для элемента свое название циклоний (Cyclonium), так как он был получен с по-
мощью циклотрона. Финальной стадией этого длинного ряда работ по искусствен-
ному получению и выделению элемента 61 оказались исследования продуктов, по-
лучающихся в атомном котле. В 1947 г. Маринский, Гленденин и Кориэлл хромато-
графически разделили продукты деления урана в атомном котле и выделили два
изотопа элемента 61; массовое число одного из них 147, период полураспада 2,7
года, второго - соответственно 149 и 47 часов. По предложению супруги Кориэл-
ла новый элемент наименовали Прометеем (Prometheum) от имени мифического ге-
роя Прометея, похитившего у Зевса огонь и передавшего его людям. Этим назва-
нием авторы открытия хотели подчеркнуть не только метод получения элемента с
использованием энергии ядерного деления, но и угрозу наказания зачинщикам
войны. Как известно, Зевс наказал Прометея, приковав его к скале на растерза-
ние орлу. В 1950 г. Международная комиссия по атомным весам дала элементу 61
название прометий, все старые названия - иллиний, флоренций, циклоний и Про-
метей - были отвергнуты.
Самарий, Samarium, Sm (62)
Открытие самария - результат упорных химико-аналитических и спектральных
исследований дидимиевой земли, выделенной Мозандером из цериевой земли. Не-
сколько десятилетий после того, как Мозандер выделил из лантаны землю диди-
мию, считалось, что существует элемент дидимий, хотя некоторые химики подоз-
ревали, что это - смесь нескольких элементов. В середине XIX в. новым источ-
ником для получения дидимиевой земли стал минерал самарскит, открытый русским
горным инженером В.М. Самарским в Ильменских горах; позднее самарскит был
найден в Северной Америке в штате Северная Каролина. Многие химики занимались
анализами самарскита. В 1878 г. Делафонтен, исследовавший образцы дидимы, вы-
деленной из самарскита, обнаружил две новые голубые линии спектра. Он решил,
что они принадлежат новому элементу, и дал ему многозначительное название де-
ципий (лат. decipere - одурачивать, обманывать). Были и другие сообщения об
обнаружении новых линий в спектре дидимы. Этот вопрос был решен в 1879 г. ,
когда Лекок де Буабодран, пытаясь разделить дидимию, установил, что спектро-
скопический анализ одной из фракций дает две голубые линии с длиной волн 400
и 417 А. Он пришел к выводу, что эти линии отличны от линий деципия Делафон-
тена, и предложил назвать новый элемент самарием (Samarium), подчеркивая
этим, что он выделен из самарскита. Деципий же оказался смесью самария с дру-
гими элементами дидимии. Открытие Лекока де Буабодрана подтвердил в 1880 г.
Мариньяк, которому при анализе самарскита удалось получить две фракции, со-
держащие новые элементы. Мариньяк обозначил фракции Ybeta и Yalfa. Позднее,
элемент, присутствующий во фракции Yalfa, получил название гадолиний, фракция
же Ybeta имела спектр, аналогичный спектру самария Лекока де Буабодрана. В
1900 г. Демарсэ, разработавший новый метод дробной кристаллизации, установил,
что спутником самария является элемент европий.
Европий, Europium, Ей (63)
Открытие европия связано с ранними спектроскопическими работами Крукса и
Лекока де Буабодрана. В 1886 г. Крукс, исследуя спектр фосфоресценции минера-
ла самарскита, обнаружил полосу в области длины волн 609 А. Эту же полосу он
наблюдал при анализе смеси иттербиевой и самариевой земель. Крукс не дал на-
звания подозревавшемуся элементу и временно обозначил его индексом Я. В 1892
г. Лекок де Буабодран получил от Клеве 3 г очищенной самариевой земли и про-
извел ее дробную кристаллизацию. Спектроскопировав полученные фракции, он об-
наружил ряд новых линий и обозначил предполагаемый новый элемент индексами Е
(эпсилон), и Z(дзетта). Четыре года спустя Демарсэ в результате длительной
кропотливой работы по выделению из самариевой земли искомого элемента отчет-
ливо увидел спектроскопическую полосу неизвестной земли; он дал ей индекс
"Е". Позднее было доказано, что Е(эпсилон), и Z(дзетта) Лекок де Буабодрана,
"Е" Демарсэ и аномальные полосы спектра, наблюдавшиеся Круксом, относятся к
одному и тому же элементу, названному Демарсэ в 1901 г. европием (Europium) в
честь континента Европы.
Гадолиний, Gadolinium, Gd (64)
В 1794 г. профессор химии и минералогии в университете Або (Финляндия) Га-
долин, исследуя минерал, найденный близ местечка Иттерби в трех милях от
Стокгольма, открыл в нем неизвестную землю (окисел). Несколько лет спустя
Экеберг повторно исследовал эту землю и, установив наличие в ней бериллия,
назвал его иттриевой (Yttria). Мазандер показал, что иттриевая земля состоит
из двух земель, которые он назвал тербиевой (Terbia) и эрбиевой (Erbia). Да-
лее Мариньяк в тербиевой земле, выделенной из минерала самарскита, обнаружил
еще одну землю - самариевую (Samaria) . В 1879 г. эту же землю выделил из ди-
димия и новой земли, обозначенной им индексом "alfa", Лекок де Буабодран и с
согласия Мариньяка назвал последнюю гадолиниевой землей в честь Гадолина -
первого исследователя минерала иттербита. Элемент, содержащийся в гадолиние-
вой земле (Gadolinia), получил название гадолиний (Gadolinium); в чистом виде
он получен в 1896 г.
Тербий, Terbium, Tb (65)
История открытия этого элемента довольно запутана. Она начинается с черного
минерала, найденного в 1788 г. близ деревни Иттерби в Швеции и получившего
название гадолинита. В 1797 г. Экеберг, вновь, после Гадолина исследовавший
гадолинит, выделил из него редкие земли, принятые им за одну, получившую на-
звание иттрия. 45 лет спустя, в 1843 г., Мозандер разложил иттриевую землю на
три особые земли - иттрию, тербию и эрбию; все эти слова произведены от на-
звания деревни Иттерби путем деления его на слоги (итт, ерб, терб), что сим-
волизировало разделение минерала на три части. Тербиевая земля, т. е. окись
тербия, представляла собой самое слабое основание среди трех земель; ее соли
оказались окрашенными в розовый цвет. В 1860 г. шведский химик Берлин, Рабо-
тавший с иттриевой землей Экеберга, спутал тербию и эрбию: розовые соли он
приписал эрбиевой земле, а тербию Мозандера называл эрбией. Это поставило под
сомнение результаты разложения иттрии Мозандером. Дело осложнилось еще и тем,
что авторитетные химики частично подтвердили выводы Берлина. Например, Бунзен
нашел в иттриевой земле Экеберга лишь иттрий и эрбий Берлина с розовыми соля-
ми; Клеве пришел к тому же результату. Таким образом, существование тербиевой
земли стало сомнительным. Дальнейшие исследования иттриевой земли оказались
связанными с множеством ошибочных выводов. Так, Смит в 70-х годах выделил из
иттрии землю, будто бы содержащую новый элемент, который он назвал мозандри-
ем. Позже Лекок де Буабодран нашел в мозандрии тербий, гадолиний и самарий.
Мариньяк, повторивший его исследования, пришел к выводу, что мозандрий явля-
ется окисью тербия. Делафонтен, правильно отстаивавший существование особой
тербиевой земли, в свою очередь открыл в ней два несуществующих элемента: фи-
липпий (между тербием и иттрием) и деципий. Но ошибка Делафонтена сыграла и
положительную роль. Продолжив его исследования, Мариньяк с помощью спектраль-
ного анализа выделил из тербиевой земли гадолиний. Все эти земли, однако, бы-
ли нечистыми, и исследования их приводили к противоречивым результатам. Так,
в 1886 г. Лекок де Буабодран, исследуя спектры флюоресценции редких земель,
пришел к выводу, что существует не один тербий, а целая группа тербинов; эти
тербины затем оказались смесями редкоземельных элементов. Вся эта путаница
хорошо иллюстрируется определением атомного веса тербия. Для него в период с
1864 по 1905 г. получено девять значений - от 113 до 163,1. Окончательную яс-
ность в вопрос о существовании тербия внесли работы Урбэна, доказавшего в
1906 г., что именно к этому элементу относятся розовая окраска солей (работы
Мозандера), спектр поглощения и спектр обращения, установленные Лекок де Буа-
бодраном, мнимые элементы ионий, инкогниций и "Г", найденные Демарсе по ульт-
рафиолетовой фосфоресценции и искровому спектру (1900). Точное определение
атомного веса тербия (159,2) тоже сделано Урбэном.
Диспрозий, Dysprosium, Dy (66)
В 1843 г. швед Мозандер показал, что иттриевая земля представляет собой
комплекс целого ряда земель. Во второй половине XIX в. из иттрии было выделе-
но 11 редких земель; последняя из них открыта в 1886 г. Лекоком де Буабодра-
ном при спектроскопическом анализе гольмии, или гольмиевой земли. Новая земля
названа диспрозия, а содержащийся в ней элемент - диспрозием (Dysprosum). Это
название французский ученый произвел от греч. - труднодоступный из-за тех
трудностей, которые он должен был преодолеть при выделении новой земли. В
1906 г. Урбэн получил диспрозий в чистом виде.
Гольмий, Holmium, Но (67)
Элемент открыт в 1878-1879 гг. швейцарским химиком Сорэ, который, исследуя
старую эрбиевую землю (эрбию), обнаружил раздвоение спектральных линий. Сорэ
обозначил новый элемент индексом X. Вскоре (1879) шведский химик Клеве выде-
лил из "прежней эрбиевой земли" некоторое количество солей элемента, окрашен-
ных в оранжевый цвет; они оказались солями элемента X. Несмотря на то, что
Клеве не смог охарактеризовать новый элемент более подробно, чем это сделал
Сорэ, он предложил назвать новую землю гольмией (holmia), а элемент - гольми-
ем (Holmium) в честь столицы Швеции Стокгольма, носившего в старину латинское
название Гольмия (Holmia); около Стокгольма были найдены редкоземельные мине-
ралы, которые исследовал Клеве.
Эрбий, Erbium, Er (68)
Эрбий найден впервые в черном минерале, извлеченном из каменоломни близ Ит-
терби. История его открытия уже излагалась. Здесь мы напомним лишь то, что
название "эрбия" появилось впервые в 1743 г. , когда Мозандеру удалось разло-
жить иттриевую землю а три земли - иттрию, тербию и эрбию. Затем прошло 36
лет, прежде чем из эрбиевой земли удалось выделить индивидуальный окисел но-
вого элемента эрбия. Это слово произведено от названия деревни Иттерби, раз-
деленного на слоги.
Тулий, Thulium, Tm (69)
Открытие тулия (тулиевой земли), как и многих других элементов, относится
ко времени, когда арсенал средств исследования редких земель обогатился мето-
дом спектрального анализа. Предыстория открытия тулия такова. В конце XVI11
в. Экеберг выделил из гадолинита землю иттрию, которая считалась чистым ©кис-
лом иттрия до тех пор, пока Мозандер не разделил ее на три земли - иттрию,
тербию и эрбию. В 1878 г. Мариньяк выделил из тербиевой земли Мозандера две
земли, названные эрбией и иттербией. На этом исследование смеси земель не ос-
тановилось . Уже в следующем году Клеве разделил эрбию Мариньяка на три земли
- эрбию, гольмию (оказавшуюся смесью) и тулию. Он попросил у Нильсона (от-
крывшего скандий) остаток от экстракции скандия и иттербия, полагая, что этот
препарат представляет собой сравнительно чистый раствор солей эрбия. Однако
после сотни раз повторяемых операций осаждения и растворения препарата в эр-
бии все еще содержалась какая-то примесь: атомный вес эрбия в различных фрак-
циях был неодинаковым. Клеве обратился к профессору физики Упсальского уни-
верситета Талену с просьбой исследовать спектры поглощения этих фракций и
сравнить их со спектрами образцов эрбия, иттербия и иттрия. Тален обнаружил в
эрбиевой фракции линии, принадлежащие эрбию и гольмию; третий спектр указывал
на присутствие нового элемента. Так был открыт тулий, названный Клеве в честь
древнего (времен римской империи) названия Скандинавии - Туле (Thule). Затем
Клеве переработал 11 кг гадолинита, выделил окись тулия и исследовал его со-
ли, окрашенные в бледно-зеленый цвет. Чистая окись тулия получена, однако,
лишь в 1911 г. Насколько трудно было определить тулий и тем более химически
выделить его чистый окисел, свидетельствуют такие, например, факты. Мастер
спектроскопического исследования Лекок де Буабодран полагал, что существуют
два тулия, а крупнейший исследователь редких земель Ауэр фон Вельсбах заявил
о том, что он установил наличие даже трех тулиев.
Ранее символ тулия был Ти, а не Тт, как теперь. В некоторых химических со-
чинениях конца прошлого и начала текущего века нередко ошибочно писали "тул-
лий" .
Иттербий, Ytterbium, Yb (70)
Открытию иттербия предшествовало более чем столетнее исследование минера-
лов, содержащих редкоземельные элементы, в частности гадолинита. В 1787 г.
любитель-минералог Аррениус нашел около местечка Иттерби близ Стокгольма чер-
ный камень, названный им иттербитом. В 1794 г. Гадолин подверг минерал хими-
ческому анализу и обнаружил наличие в нем новых земель (окислов неизвестных
металлов); после этого минерал получил название гадолинит. Тремя годами позже
Экеберг продолжил исследование гадолинита и установил, что в нем содержится
бериллиевая земля и еще одна неизвестная, которую он назвал иттрия. Более де-
тальному анализу эта земля была подвергнута лишь 50 лет спустя (1843) Мозан-
дером, выделившим из нее еще две новые земли - эрбию и тербию. Результаты,
полученные Мозандером, оспаривались несколько десятилетий. Лишь с помощью
спектрального анализа удалось выяснить, что эрбия и тербия Мозандера пред-
ставляют собой смесь нескольких земель. В 1878 г. Мариньяк выделил, наконец,
из гадолинита индивидуальную землю, которую спектроскопически подтвердил Ле-
кок де Буабодран. Ее назвали иттербия, а соответствующий элемент иттербием.
Однако уже год спустя (1879) Нильсон разделил иттербию Мариньяка на две земли
- иттербию и скандию, а затем оказалось, что и иттербия Нильсона тоже состоит
из двух земель. Разделить их удалось Ауэру фон Вельсбаху в 1907 г., содержа-
щиеся в землях элементы он назвал альдебаранием (Aldebaranium) и кассиопеем
(Cassiopeium). Наконец, в этом же году Урбэн разделил иттербию Нильсона на
две земли с элементами нео-иттербий и лютеций. Неоиттербий был включен в спи-
сок элементов под названием иттербий. Таким образом, начиная с исследований
Мариньяка, именем иттербия ошибочно называли сложные смеси земель, содержащих
этот элемент.
Лютеций, Lutetium, Lu (71)
Открытие лютеция (англ. Lutecium, франц. Lutecium, нем. Lutetium) связано с
исследованием земли иттербии. История открытия сложна и длительна. Мозандер
выделил из иттриевой земли эрбиевую землю (эрбию) , а спустя 25 лет, в 1878
г. , Мариньяк показал, что в гадолините наряду с эрбией существует еще одна
земля, названная им иттербией. В следующем году Нильсон выделил из иттербии
землю скандию, содержащую элемент скандий. Затем исследованиями иттербии не
Занимались до 1905 г. , когда Урбэн, а немного спустя Ауэр фон Вельсбах сооб-
щили, что в иттербии Мариньяка есть еще две новые земли, одна из которых со-
держит элемент лютеций (Lutetium), а другая - элемент неоиттербий
(Neoytterbium).
Ауэр фон Вельсбах назвал эти же элементы соответственно кассиопеем
(Cassiopeium) и альдебаранием (Aldebaranium). Ряд лет в химической литературе
употреблялись и те и другие названия. В 1914 г. Международная комиссия по
атомным весам вынесла решение принять для элемента 71 название лютеций, а для
элемента 70 - иттербий. Слово лютеций Урбэн произвел от лютеция (Lutetia) -
древнее латинское название Парижа (Lutetia Parisorum). В русской литературе
до 1940 г. иногда вместо лютеций писали лутеций.
Гафний, Hafnium, Hf (72)
Долгое время химики подозревали, что в циркониевых минералах содержится
примесь какого-то неизвестного элемента. Еще в 1845 г. шведский химик Сван-
берг сообщил об открытии им в цирконе элемента, который он назвал норием
(Norium). После этого многие исследователи сообщали об открытии этого элемен-
та, но каждый раз это было ошибкой. В 1895 г. Томсен на основании периодиче-
ского закона показал, что между редкими землями и танталом должен существо-
вать элемент, отличающийся от редких земель, но близкий к цирконию. В 1911 г.
Урбэн, занимаясь выделением иттриевой земли из гадолинита, обнаружил, что од-
на фракция последнего маточного рассола дает несколько неизвестных спектраль-
ных линий. Он пришел к выводу о существовании нового элемента, принадлежащего
к группе редких земель, и назвал его кельтием (Celtium). После того как Мозе-
ли открыл рентгеновские спектры элементов, и были установлены их порядковые
номера (1913-1914), оказалось, что новый элемент должен иметь атомный номер
72. Однако линии этого элемента Мозели не обнаружил в кельтии Урбэна. Предпо-
лагая, что в этом виновата несовершенная техника определения рентгеновских
спектров, Урбэн попросил физика Довилье повторить опыт. Довилье удалось обна-
ружить две слабые линии, характерные для элемента 72, в связи с чем, элементу
оставили название кельтий. Но уже в следующем году Костер и Хевеши нашли эти
линии и несколько похожих в различных цирконах. Это послужило доказательст-
вом, что элемент 72 не принадлежит к редким землям, а является аналогом цир-
кония. Выделенный Хевеши вскоре после этого элемент 72 оба исследователя, бу-
дучи датчанами, решили назвать гафнием (Hafnium) от старинного имени г. Ко-
пенгагена (Hafnia, или Kjobn-hafn) , так как их открытие было сделано в этом
городе.
Тантал, Tantalum, Та (73)
Открытие тантала (англ. Tantalum, франц. Tantale, нем. Tantal) тесно связа-
но с открытием ниобия. Год спустя после того как Гатчет (1801) открыл ниобий,
названный сначала колумбием, химик из Упсалы Экеберг занялся исследованием
некоторых минералов из северных стран, в частности из Иттерби и Кимито (Фин-
ляндия) . Он выделил из этих минералов окисел нового элемента, оказавшийся
чрезвычайно устойчивым по отношению к кислотам и растворимым в щелочах. Сле-
дуя принципу Клапрота, Экеберг назвал металл, содержащийся в этом окисле,
танталом, что символизировало невозможность "насытить" его окисел кислотами.
Минералы, в которых был открыт тантал, Экеберг наименовал танталитом и иттро-
танталитом. Но, вероятно, шведский химик имел дело с нечистым танталом, так
как в 1809 г. Волластон, подвергнув минералы колумбит и танталит тщательным
исследованиям, пришел к выводу, что колумбий Гатчета и тантал Экеберга явля-
ются одним и тем же элементом. Это мнение было принято химиками всех стран до
середины 40-х годов XIX в. В 1844 г. Розе вновь изучал колумбиты и танталиты
из различных мест и нашел в них новый металл, близкий по свойствам к танталу.
Это был ниобий. Колумбий же Гатчета, вероятнее всего, тоже был ниобием со
значительной примесью тантала. Несмотря на то, что Розе грубо ошибся (вместе
с ниобием он открыл несуществующий элемент пелопий), его работы стали основой
для строгого различия ниобия (колумбия) и тантала. В первые десятилетия XIX
в. еще существовала большая путаница: тантал нередко называли колумбием, в
русской литературе еще и колумбом. Гесс в своих "Основаниях чистой химии"
вплоть до их шестого издания (1845) говорит только о тантале, не упоминая о
колумбии; у Двигубского (1824) встречается название - танталий.
Вольфрам, Wolfram, W (74)
Вольфрам (англ. Tungsten, франц. Tungstene, нем. Wolfram) был получен впер-
вые испанцами братьями де Эльгуйяр, учениками Бергмана в 1783 г. Название
вольфрам существовало, однако, задолго до открытия элемента. Горняки и метал-
лурги XIV-XVI вв., занимавшиеся добычей олова, заметили, что при прокаливании
одной из оловянных руд значительное количество олова теряется, уходя в шлак.
Эта руда получила название волк (Wolf, или Wolfert), которое с течением вре-
мени изменилось на вольфрам; так стали называть минерал, содержащийся в руде.
Агрикола приводит латинское название этого минерала - Spuma Lupi, или Lupus
spuma, что означает волчья пена, т.е. пена в пасти у разъяренного волка. Гор-
няки XVI в. говорили о вольфраме: "он похищает олово и пожирает его, как волк
овцу". В 1781 г. Шееле получил трехокись вольфрама WO3 из минерала, который
позднее был назван в его честь шеелитом (CaWO4) . Открытие Шееле подтвердил
Бергман, назвавший минерал "тяжеловесным камнем" (лат. Lapis ponderosus); в
переводе на шведский язык - это тунгстен (Tung Sten - тяжелый камень). Немно-
го позднее было предложено называть вновь открытый металл шеелием (Scheelium)
в честь Шееле, но Берцелиус, вначале поддержавший это название, вскоре пред-
почел ему слово тунгстен. По латыни (Syuma lupi) и по-немецки (Wolf Rahm)
вольфрам означает волчью слюну. Название вольфрам встречается у Ломоносова,
Затем у Шерера; Соловьев и Гесс (1824) называют его волчец, Двигубский (1824)
- вольфрамий. Встречаются также названия шеелий, шеелев металл (тунгстеновый
королек).
Рений, Rhenium, Re (75)
Поиски предсказанных Менделевым элементов 43 и 76 (эка-марганца и дви-
марганца) начались в конце XIX в., но были безуспешными до 20-х годов нашего
столетия, когда Ноддаку и Такке удалось определить главные свойства этих не-
достающих в периодической таблице элементов. Эти ученые систематически изуча-
ли руды и минералы, в которых присутствие искомых элементов казалось вероят-
ным. Первым объектом исследований, начатых в 1922 г. , была платиновая руда,
но из-за ее дороговизны вскоре пришлось переключиться на другие объекты, в
частности редкоземельные минералы - колумбит, гадолинит и т.д. Результатом
трехлетних напряженных трудов Ноддака и Такке, а также Берга по концентриро-
ванию отдельных фракций растворов, выделенных из минералов, явилось обнаруже-
ние в рентгеновском спектре одной из фракций серии из пяти новых линий. Как
оказалось, эти линии принадлежали элементу 75. Исследователи назвали его ре-
нием (Rhenium) в честь Рейнской провинции - родины Такке, ставшей к тому вре-
мени супругой Ноддака. Вскоре последовало сообщение о том, что супругам Нод-
дак удалось наблюдать новые линии рентгеновского спектра, принадлежащие эле-
менту 43, названному мазурием (Masurium) в честь Мазурской провинции - родины
Ноддака. Впрочем, некоторые историки химии считают, что оба названия содержат
большую дозу национализма: рейнская область и мазурские болота оказались во
время первой мировой войны местами крупных удачных для германских войск сра-
жений. Открытие мазурия не было подтверждено. Что же касается рения, то в
1926 г. супруги Ноддак выделили его в количестве 2 мг; годом позже в их рас-
поряжении имелось уже около 120 мг рения.
Осмий, Osmium, Os (76)
Осмий был открыт Теннантом в 1804 г. при исследовании им нерастворимой в
царской водке части сырой платины, являющейся, как это было выяснено позднее,
сплавом осмия с иридием - осмиридием (Osmiridium). Предшественником Теннанта
в изучении этого сплава был Колле-Дескотиль, подозревавший существование в
нем нового металла, стойкого по отношению к царской водке и обнаруживающего-
ся, в частности, по черному дыму, образующемуся при растворении сплава в цар-
ской водке.
В 1803-1804 гг. Фуркруа и Воколен, наблюдавшие выделение черного дыма при
растворении платины в царской водке, пришли к заключению, что в нерастворимом
остатке присутствует новый металл. Они дали ему название птен (Ptene) от
греч. - крылатый, окрыленный.
Теннант разделил осмиридий на два металла - осмий (Osmium) и иридий
(Iridium). Название осмий дано в связи с тем, что растворение щелочного спла-
ва осмиридия в воде или кислоте сопровождается стойким запахом, похожим на
запах хлора или редьки, раздражающим горло (греч. - запах). В русской литера-
туре начала XIX в. встречаются названия осма (Захаров, 1810), осмь (Страхов,
1825) и осмий (Двигубский, 1823).
Иридий, Iridium, Ir (77)
В самом начале XIX в. химики-аналитики разных стран заинтересовались сырой
платиной, подозревая, что в ней содержатся новые элементы. Волластон исследо-
вал растворимую в царской водке часть сырой платины и открыл палладий (1803) .
Одновременно Дескотиль, Фуркруа и Вокелен занялись изучением нерастворимой в
царской водке части сырой пластины. Сплавив ее с едким кали, они получили
частично растворимые в воде соединения неизвестных металлов, но идентифициро-
вать их они не смогли. Теннант пошел тем же путем и в 1804 г. ему удалось вы-
делить два новых металла - осмий и иридий. Название иридий произведено от
греч. - радуга и "отливающий цветами радуги", так как соединения нового ме-
талла (хлориды) оказались окрашенными в различные красивые цвета. В русской
химической литературе начала XIX в. иридий фигурирует под названиями ирида
(Захаров, 1810), иридь (Страхов, 1825) и иридий (Двигубский, 1823 и Гесс,
1831) ; последнее название стало общепринятым.
Платина, Platinum, Pt (78)
Платина (англ. Platinum, франц. Platine, нем. Platin), вероятно, была из-
вестна еще в древности. Первое описание платины как металла весьма огнестой-
кого, который можно расплавить лишь с помощью "испанского искусства", сделал
итальянский врач Скалингер в 1557 г. По-видимому, тогда же металл получил и
свое название "платина". Оно отображает пренебрежительное отношение к метал-
лу, как мало к чему пригодному и не поддающемуся обработке. Слово "платина"
произошло от испанского названия серебра - плата (Plata) и представляет собой
уменьшительную форму этого слова, которое по-русски звучит, как серебрецо,
серебришко (по Менделееву - серебрец). Интересно отметить, что слово платина
созвучно русскому "плата" (платить, оплата и пр.) и близко ему по смыслу. В
XVII в. платина называлась Platina del Pinto, так как она добывалась в золо-
тистом песке реки Пинто в Южной Америке; существовало и другое название по-
добного рода - Platina del Tinto от реки Rio del Tinto в Андалузии. Более
подробно платину описал в 1748 г. де Уоллоа - испанский математик, мореплава-
тель и торговец. Начиная со второй половины XVIII в. платиной, ее свойствами,
методами переработки и использования стали интересоваться многие химики-
аналитики и технологи, в том числе и ученые Петербургской академии наук. Наи-
более важные работы в этой области в первой половине XIX в. - это создание
методов получения ковкой платины (Соболевский, Волластон и др.), открытие ее
некоторых соединений (Мусин-Пушкин и др.) и металлов платиновой группы.
Золото, Aurum, Au (79)
Золото (англ. Gold, франц. Or, нем. Gold) - один из семи металлов древно-
сти. Обычно считают, что золото было первым металлом, с которым познакомился
человек еще в эпоху каменного века благодаря его распространению в самородном
состоянии. Особые свойства золота - тяжесть, блеск, неокисляемость, ковкость,
тягучесть - объясняют, почему его стали использовать с самых древнейших вре-
мен главным образом для изготовления украшений и отчасти - оружия. Золотые
предметы различного назначения найдены археологами в культурных слоях, отно-
сящихся к IV и даже V тысячелетию до н.э., т.е. к эпохе неолита. В III и II
тысячелетиях до н.э. Золото уже было широко распространено в Египте, Месопо-
тамии, Индии, Китае, с глубокой древности оно было известно в качестве драго-
ценного металла народам американского и европейского континентов. Золото, из
которого сделаны древнейшие украшения, нечисто, в нем содержатся значительные
примеси серебра, меди и других металлов. Лишь в VI в. до н.э. в Египте появи-
лось практически чистое золото (99,8%). В эпоху Среднего царства началась
разработка нубийских месторождений золота (Нубия, или Эфиопия древности). От-
сюда произошло и древнеегипетское название золота - нуб (Nub). В Месопотамии
добыча золота в широком масштабе велась уже во II тысячелетии до н.э. Вави-
лонское название золота - хурэ-шу (hurasu) имеет отдаленное сходство с древ-
негреческим словом (хризос), которое встречается во всех древнейших литера-
турных памятниках. Возможно, это слово происходит от названия местности, от-
куда могло поступать золото. Древнеиндийское ayas (золото) позднее употребля-
лось на других языках для обозначения меди, что, возможно, служит указанием
на распространение в древности поддельного золота. С древнейших времен золото
сопоставлялось с солнцем, называлось солнечным металлом или просто солнцем
(Sol). В египетской эллинистической литературе и у алхимиков символ золота -
кружок с точкой посредине, т.е. такой же, как и символ солнца. Иногда в гре-
ческой алхимической литературе встречается символ в виде кружка с изображени-
ем связанного с ним луча.
Золото как наиболее драгоценный металл служило издавна меновым эквивалентом
в торговле, в связи с чем, возникли способы изготовления золотоподобных спла-
вов на основе меди. Эти способы получили широкое развитие и распространение и
послужили основой возникновения алхимии. Главной целью алхимиков было найти
способы превращения (трансмутации) неблагородных металлов в золото и серебро.
Европейские алхимики, идя по следам арабских, разработали теорию "совершенно-
го" или даже "сверхсовершенного" золота, добавка которого к неблагородному
металлу превращает последний в золото. В алхимической литературе встречается
множество названий золота, обычно зашифрованных: зарас (zaras), трикор
(tricor), соль (Sol), солнце (Sonir), секур (secur), сениор (senior) и т.д.
Часть из них имеет арабское происхождение, например al-bahag (радость), hiti
(кошачий помет), ras (голова, принцип), su’a (луч), diya (свет), alam (мир).
Латинское (этрусское) название золота аурум (Aurum, древнее ausom) означает
"желтое". Слово это хорошо сопоставляется с древнеримским aurora или ausosa
(утренняя заря, восточная страна, восток). По мнению Шредера, слово золото у
народов Средней Европы тоже означает желтый: на древнегерманском языке -
gulth, gelo, gelva, на литовском - geltas, на славянском - золото, на финском
- kulda. У некоторых сибирских народов золото называется алтун, у древних
персов - zarania (или zar), что сопоставляется с древнеиндийским hyrania (ча-
ще, правда, относящимся к серебру) и древнегреческим (небеса). Особняком сто-
ит армянское название золота - оски. Славянское золото, или злато, употреб-
ляемое с древнейших времен, несомненно, связано (вопреки Шредеру) с древней-
шим индоевропейским Sol (солнце), вероятно, так же как среднеевропейское Gold
(gelb) с греческим (солнце).
Такое разнообразие названий золота свидетельствует о повсеместном знакомст-
ве с ним различных древних народов и племен и о перекрещивании разноплеменных
названий. Производные названия соединений золота, применяемые в настоящее
время, происходят от латинского aurum, русского "золото" и греческого.
Ртуть, Hydrargirum, Hg (80)
Ртуть (англ. Mercury, франц. Mercure, нем. Quecksilber) входит в число семи
металлов древности. Она была известна, по крайней мере, за 1500 лет до н.э.,
уже тогда ее умели получать из киновари. Ртуть употребляли в Египте, Индии,
Месопотамии и Китае; она считалась важнейшим исходным веществом в операциях
священного тайного искусства по изготовлению препаратов, продлевающих жизнь и
именуемых пилюлями бессмертия. В IV-Ш вв. до н.э. о ртути как о жидком сереб-
ре (от греч. вода и серебро) упоминают Аристотель и Теофраст. Позднее Диоско-
рид описал получение ртути из киновари путем нагревания последней с углем.
Ртуть считали основой металлов, близкой к золоту и поэтому называли Меркурием
(Mercurius), по имени ближайшей к солнцу (золоту) планеты Меркурий. С другой
стороны, полагая, что ртуть представляет собой некое состояние серебра, древ-
ние люди именовали ее жидким серебром (откуда произошло лат. Hydrargirum).
Подвижность ртути вызвала к жизни другое название - живое серебро (лат.
Argentum vivum); немецкое слово Quecksilber происходит от нижнесаксонского
Quick (живой) и Silber (серебро). Интересно, что болгарское обозначение ртути
- живак - и азербайджанское - дживя - заимствованы, вероятно, от славян.
В эллинистическом Египте и у греков употреблялось название скифская вода,
что позволяет думать о вывозе ртути в какой-то период времени из Скифии. В
арабский период развития химии возникла ртутно-серная теория состава метал-
лов, согласно которой ртуть почиталась матерью металлов, а сера (сульфур) их
отцом. Сохранилось множество тайных арабских названий ртути, что свидетельст-
вует о ее значении в алхимических тайных операциях. Усилия арабских, а позд-
нее и западноевропейских алхимиков сводились к так называемой фиксации ртути,
т.е. к превращению ее в твердое вещество. По мнению алхимиков, получающееся
при этом чистое серебро (философское) легко превращалось в золото. Легендар-
ный Василий Валентин (XVI в.) основал теорию трех начал алхимиков (Tria
principia) - ртути, серы и соли; эту теорию развил затем Парацельс. В подав-
ляющем большинстве алхимических трактатов, излагающих способы трансмутации
металлов, ртуть стоит на первом месте либо как исходный металл для любых опе-
раций, либо как основа философского камня (философская ртуть). Из тайных ал-
химических (частью арабского происхождения) или мистических названий ртути
приведем названия азот (Azoth, или Azoq), Zaibac, Zeida, Zaibar (Saibar),
Ventus albus, Argentum vivum и др. Алхимики различали множество видов ртути и
сопровождали ее общее название Mercurius различными эпитетами (меркурий ме-
таллов , минералов, меркурий сырой, слабый и т.д.). Происхождение русского и
славянских названий металла (чешек, rtut’, rdut’, словенск. ortut’, польск.
гtec, trtec) неясно. В древнерусской литературе это слово встречается уже в
XII в. Филологи полагают, что оно связано с тюркским utarid, означающим пла-
нету Меркурий. В пользу этого предположения говорит алхимическое название
Tarith - по Руланду: "то же что и Ruscias" (русская?). А.М. Васильев считает,
что связь с тюркским корнем свидетельствует о влиянии на наших предков древ-
нехалдейских воззрений, сопоставлявших металлы с планетами. В свое время ав-
тор этих строк указывал на возможность чисто славянского словообразования на-
звания ртуть от руду, рудру или руда, обозначающих красный цвет, кровь, крас-
ную краску и вообще красное. Это сопоставление основывается на красной окра-
ске киновари - соединения, из которого получали ртуть. Известно, что киноварь
с древних времен добывалась в некоторых районах современного Донбасса. Вопрос
этот требует дополнительных исследований.
Таллий, Thallium, Т1 (81)
После того как с помощью спектроскопа были открыты рубидий и цезий, этот
метод нашел широкое применение в химических исследованиях. Им пользовался и
английский ученый Крукс, открывший в 1863 г. таллий. За 10 лет до своего от-
крытия Крукс проводил работу по извлечению селена из пыли, образующейся в ка-
мерах сернокислотного завода в Тильпероде (Германия). В отходах после опера-
ций по извлечению селена Крукс подозревал наличие теллура, но работа по ка-
ким-то причинам была отложена, и отходы долгое время сохранялись в лаборато-
рии. Когда в 1861 г. в распоряжении Крукса оказался спектроскоп, он решил
воспользоваться им, чтобы сразу же установить, содержится ли в отходах тел-
лур. Внеся пробу в пламя горелки, и ожидая увидеть линии теллура, Крукс с
изумлением увидел ярко-зеленую линию, никогда им не наблюдавшуюся при спек-
троскопических исследованиях. Линия эта, однако, быстро исчезала (из-за лету-
чести соединения), и появлялась вновь с каждой свежей пробой. Многократно по-
вторив опыт, и систематически обследовав спектры элементов, содержащихся в
отходах (сурьмы, мышьяка, осмия, селена и теллура), Крукс убедился, что он
имеет дело с неизвестным еще элементом. Так как Крукс не располагал большим
запасом отходов, ему удалось выделить лишь очень малое количество элемента,
которому он дал название таллий от греч. - молодая зеленая ветвь. Почти одно-
временно с Круксом новый элемент открыл французский химик Лами. Характерно,
что открытие было сделано тем же путем (спектроскопически) и на том же мате-
риале (камерный шламм сернокислотного производства в Лоосе). Лами получил 14
г металлического таллия и подробно описал его свойства, но его сообщение опо-
здало на несколько месяцев и приоритет открытия остался за Круксом.
Свинец, Plumbum, Pb (82)
Свинец (англ. Lead, франц. Plomb, нем. Blei) известен с III-II тысячелетия
до н.э. в Месопотамии, Египте и других древних странах, где из него изготов-
ляли большие кирпичи (чушки), статуи богов и царей, печати и различные пред-
меты быта. Из свинца делали бронзу, а также таблички для письма острым твер-
дым предметом. В более позднее время римляне стали изготовлять из свинца тру-
бы для водопроводов. В древности свинец сопоставлялся с планетой Сатурн и
часто именовался Сатурном. В средние века благодаря своему тяжелому весу сви-
нец играл особую роль в алхимических операциях, ему приписывали способность
легко превращаться в золото. Вплоть до XVII в. свинец нередко путали с оло-
вом. На древнеславянских языках он именовался оловом; это название сохрани-
лось в современном чешском языке (Olovo). Древнегреческое название свинца,
вероятно, связано с какой-либо местностью. Некоторые филологи сопоставляют
греческое название с латинским Plumbum и утверждают, что последнее слово об-
разовалось из mlumbum. Другие указывают, что оба эти названия произошли от
санскритского bahu-mala (очень грязный); в XVII в. различали Plumbum album
(белый свинец, т.е. олово) и Plumbum nigrum (черный свинец). В алхимической
литературе свинец имел множество названий, часть которых принадлежала к тай-
ным. Греческое название алхимики иногда переводили как plumbago - свинцовая
руда. Немецкое Blei обычно производят не от лат. Plumbum, несмотря на явное
созвучие, а от древнегерманского blio (bliw) и связанного с ним литовского
bleivas (свет, ясный), но это мало достоверно. С названием Blei связано англ.
Lead и датское Lood. Неясно происхождение русского слова свинец (литовск.
scwinas). Автор этих строк в свое время предложил связывать это название со
словом вино, так как у древних римлян (и на Кавказе) вино хранили в свинцовых
сосудах, придававших ему своеобразный вкус; этот вкус ценили столь высоко,
что не обращали внимания на возможность отравления ядовитыми веществами.
Висмут, Bismuthum, Bi (83)
История висмута (англ. Bismuth, франц. Bismuth, нем. Wismut) сложна, так
как вплоть до XVIII в. этот металл путали со свинцом, оловом и сурьмой. Как
своеобразный металл, а также в виде солей, висмут был известен в Центральной
Европе с XV в. под разными названиями. Он упоминается у многих авторов книг
XV-XVII вв., в частности, у Валентина и Парацельса; его производство описано
Агриколой. Липпман в своей книге "Geschichte des Wismuts zwischen 1460 und
1800" (1930) приводит 21 название металла, встречающееся в литературе XV-XVII
вв. В "Алхимическом словаре" Руланда (1612) висмут (Bisematum) объясняется
как "всякий легчайший, бледнейший и дешевейший свинец", в другом месте "Сло-
варя" говорится о белом висмуте, как синониме альбедо (albe do - белое), бе-
лом марказите (под которым, однако, понимали не минерал ЕеЗг некоторые метал-
лические руды), свинцовой золе (Plumbum cinereum) и др. В XVI и XVII вв. вис-
мут широко применялся в сплавах (в частности, в типографском сплаве), а его
соли - в медицине и косметике, но лишь в XVIII в. Потт и Бергман установили
его различия от других металлов и предложили считать висмут простым телом.
Происхождение названия висмута неясно. По мнению Липпмана, наиболее вероятно,
что оно произошло от горняцких слов wis и mat (искаженно weisse masse и
weisse materia), т.е. белая масса, белая материя. В русской научной литерату-
ре сведения о висмуте имеются у Ломоносова в его "Первых основаниях металлур-
гии". В "Словаре химическом" Кадета, изданном Севергиным в 1810 г., висмут и
некоторые его соединения описаны довольно подробно и приведены многие синони-
мы названия: демогоргон (Demogorgon), глаура (Glaure), нимфа (Nimphe), стек-
ловатое (хрупкое) олово (Etain de glace), серое олово (Etain gris). В начале
XIX в. висмут в России называли иногда визмутом и бисмутом.
Полоний, Polonium, Ро (84)
В 1898 г., исследуя урановую смолку из Богемии, содержащую до 75% урана,
Кюри-Склодовская заметила, что смолка обладает значительно более высокой ра-
диоактивностью, чем чистые препараты урана, выделенные из той же смолки. Это
позволило предположить, что в минерале содержится один или несколько новых
элементов высокой радиоактивности. В июле того же года Кюри-Склодовская сде-
лала полный анализ урановой смолки, тщательно контролируя радиоактивность ка-
ждого выделенного из нее продукта. Анализ оказался очень сложным, так как в
минерале содержалось несколько элементов. Повышенную радиоактивность имели
две фракции; одна из них содержала соли висмута, другая - соли бария. Из вис-
мутовой фракции был выделен продукт, активность которого в 400 раз превышала
активность урана. Кюри-Склодовская пришла к естественному выводу, что столь
высокая активность обусловлена присутствием солей какого-то доселе неизвест-
ного металла. Она назвала его полонием (Polonium) в честь своей родины Польши
(лат. Polonia - Польша). Однако несколько лет после этого открытия существо-
вание полония считалось спорным. В 1902 г. Марквальд проверил анализ урановой
смолки на большом количестве минерала (около 2 тонн). Он выделил висмутовую
фракцию, обнаружил в ней "новый" элемент и назвал его радиотеллуром
(Radiotellurium), так как, будучи сильно радиоактивным, по другим свойствам
металл был похож на теллур. Как определил Марквальд, выделенная им соль ра-
диотеллура в миллион раз активнее урана и в 1000 раз активнее полония. Эле-
мент имеет атомный вес 212 и плотность 9,3. Менделеев в свое время предсказал
существование элемента с такими свойствами и по его предполагаемому положению
в периодической системе назвал элемент дви-теллуром. Кроме того, выводы Мар-
квальда были подтверждены несколькими исследователями. Однако вскоре Резер-
форд установил, что радиотеллур является одним из продуктов радиоактивного
распада ряда урана, и назвал элемент Ra-F (Radium-F). Только через несколько
лет стало очевидным, что полоний, радиотеллур и радий-F представляют собой
один и тот же элемент, обладающий alfa- и gamma-излучением и периодом полу-
распада около 140 дней. В результате этого было признано, что приоритет от-
крытия нового элемента принадлежит польской ученой, и оставлено название,
предложенное ею.
Астат, Astatium, At (85)
Астат (франц. Astate англ. Astatine, нем. As tat) - элемент подгруппы гало-
генов VII группы периодической системы. До своего открытия он был известен
под именем, данным Менделеевым, - эка-иод (Eka-Iodum). Было очевидно, что
элемент 85 должен обладать интересными промежуточными свойствами: с одной
стороны, активностью галогенов, с другой - металлическими свойствами. Поэтому
с конца XIX в. велись интенсивные поиски этого элемента в различных минера-
лах. Несколько раз появлялись сообщения об его открытии, но эти сообщения не
подтверждались. Авторы мнимых открытий давали элементу 85 разные названия:
дакин (Dacinum - от названия древней страны даков, соплеменников готов, в
средней Европе), гельвеций (Helvetium - от старинного названия Швейцарии,
Гельвеция), англогельвеций (Anglohelvetium), лептин (от греч. - слабый, шат-
кий, обездоленный) и др.
В 1931 г. Аллисон с сотрудниками Политехнического института штата Алабама в
США сообщил, что ему удалось обнаружить в растворе, извлеченном из монацитно-
го песка с помощью магнетооптических методов, следы элемента 85, которому он
дал название алабамий (Alaba mium); под этим названием элемент 85 фигурировал
в учебниках и справочниках до 1947 г.
Реально, однако, один из изотопов элемента 85 (астат-211) был получен лишь
в 1940 г. Корсоном, Маккензи и Сегре в циклотроне, где производилась бомбар-
дировка висмута быстрыми alfa-частицами. Период полураспада этого изотопа
оказался всего 7,2 часа. Вскоре (1942-1943) было установлено, что изотопы
элемента 85 образуются во всех трех рядах радиоактивного распада. Элемент 85
получил свое название астат (Astatium) в 1947 г. в статье авторов открытия
(Nature, 159, 24, 1947). Название произведено от греч. означающего "неустой-
чивый, шаткий", так как все изотопы астата оказались короткоживущими. До не-
давнего времени в русской литературе элемент 85 называли астатин, что нельзя
признать правильным, имея в виду слово, от которого образовано название.
Радон, Radon, Rn (86)
Изучая ионизацию воздуха радиоактивными веществами, супруги Кюри заметили,
что различные тела, находящиеся вблизи радиоактивного источника, приобретают
радиоактивные свойства, которые сохраняются некоторое время после удаления
радиоактивного препарата. Мария Кюри-Склодовская назвала это явление индуци-
рованной активностью. Другие исследователи и, прежде всего Резерфорд, пыта-
лись в 1899/1900 гг. объяснить это явление тем, что радиоактивное тело обра-
зует некоторое радиоактивное истечение, или эманацию (от лат. emanare - исте-
кать и emanatio - истечение), пропитывающие окружающие тела. Однако, как ока-
залось , это явление свойственно не только препаратам радия, но и препаратам
тория и актиния, хотя период индуцированной активности в последних случаях
меньше, чем в случае радия. Обнаружилось также, что эманация способна вызы-
вать фосфоресценцию некоторых веществ, например осадка сернистого цинка. Мен-
делеев описал этот опыт, продемонстрированный ему супругами Кюри, весной 1902
г.
Вскоре Резерфорду и Содди удалось доказать, что эманация - это газообразное
вещество, которое подчиняется закону Бойля и при охлаждении переходит в жид-
кое состояние, а исследование ее химических свойств показало, что эманация
представляет собой инертный газ с атомным весом 222 (установленным позднее).
Название эманация (Emanation) предложено Резерфордом, обнаружившим, что ее
образование из радия сопровождается выделением гелия. Позднее это название
было изменено на "эманация радия (Radium Emanation - Ra Em)" с тем, чтобы от-
личать ее от эманаций тория и актиния, которые в дальнейшем оказались изото-
пами эманации радия. В 1911 г. Рамзай, определивший атомный вес эманации ра-
дия, дал ей новое название "нитон (Niton)" от лат. nitens (блестящий, светя-
щийся) ; этим названием он, очевидно, желал подчеркнуть свойство газа вызывать
фосфоресценцию некоторых веществ. Позже, однако, было принято более точное
название радон (Radon) - производное от слова "радий". Эманации тория и акти-
ния (изотопы радона) стали именовать тороном (Thoron) и актиноном (Actinon).
Франций, Francium, Fr (87)
Франций - один из четырех элементов периодической системы элементов Менде-
леева, которые были открыты "в последнюю очередь". Действительно, к 1925 г.
заполнились все клетки таблицы элементов, за исключением 43, 61, 85 и 87.
Многочисленные попытки открыть эти недостающие элементы долгое время остава-
лись безуспешными. Элемент 87 (эка-цезий Менделеева) искали главным образом в
цезиевых минералах, надеясь обнаружить его в качестве спутника цезия. В 1929
г. Аллисон и Мэрфи сообщили об открытии ими эка-цезия в минерале лепидолит;
они назвали новый элемент виргинием в честь штата США - родины Аллисона. В
1939 г. Хулубей обнаружил элемент 87 в поллуксе и наименовал его молдавий.
Другие авторы также выступали с сообщениями об открытии эка-цезия 87, и кол-
лекция его названий обогатилась алкалинием и руссием. Однако все эти открытия
были ошибочными. В 1939 г. Перей из института Кюри в Париже занималась очист-
кой препарата актиния (Ас-227) от разнообразных продуктов радиоактивного рас-
пада. Проводя тщательно контролируемые операции, она обнаружила beta-
излучение , которое не могло принадлежать ни одному из известных в то время
изотопов актиниевого ряда распада. Однако более глубокое изучение распада ак-
тиния показало, что распад происходит не только по основной цепи Ac-RaAc-
АсХ, но и по боковой Ас-АсК-АсХ с образованием неизвестного изотопа с перио-
дом полураспада 21 мин. Изотоп получил временное обозначение АсК. Когда его
подвергли химическому исследованию, оказалось, что его свойства соответствуют
свойствам эка-цезия. После второй мировой войны, прервавшей работу Перей, ее
выводы были полностью подтверждены. В 1946 г. Перей предложила назвать эле-
мент 87 францием в честь ее родины, а обозначение АсК осталось за соответст-
вующим изотопом в ряду радиоактивного распада актиния. Некоторое время счита-
лось, что франций образуется только при alfa-распаде актиния. Однако после
того как был открыт нептуний и изучен ряд его радиоактивного распада, было
доказано образование изотопа франция-221 с периодом полураспада 5 мин. при
alfa-распаде изотопа актиния-225. Франций, как и астат, весьма редкий эле-
мент ; первоначально он имел символ не Fr, a Fa.
Радий, Radium, Ra (88)
Вскоре после открытия Беккерелем урановых лучей (1896) супруги Кюри начали
исследования воздуха, ионизированного солями урана. Первым результатом их ра-
боты явилось установление того факта, что интенсивность уранового излучения
пропорциональна количеству урана и не зависит ни от природы его соединения,
ни от температуры, ни от освещенности. Иными словами, урановое излучение яв-
ляется свойством атомов урана. Вскоре нашли, что подобно урану воздух ионизи-
руют и соединения тория. Супруги Кюри назвали излучающие свойства атомов не-
которых элементов радиоактивностью. Несколько позже супруги Кюри обнаружили,
что некоторые образцы урановых минералов, например урановая смолка, имеют
значительно большую радиоактивность, чем это можно было ожидать, судя по ко-
личеству содержащегося в них урана. В апреле 1898 г. они сообщили Парижской
академии наук о своем объяснении этой аномалии: в подобных минералах содер-
жатся очень небольшие количества особого элемента высокой радиоактивности. В
связи с этим предположением была начата работа по химическому разделению ура-
новой смолки. Повышенную радиоактивность обнаружили, как упоминалось раньше,
фракции, содержащие соли висмута или соли бария, и, таким образом, речь шла
не об одном, а о двух неизвестных элементах. После открытия полония супруги
Кюри продолжали исследования бариевой фракции и 26 декабря 1898 г. сообщили,
что различные основания заставляют их "уверенно говорить, что радиоактивное
вещество содержит новый элемент, которому мы желаем дать название радий
(Radium)". Слово радий происходит от лат. radius (луч). Чтобы выделить чистый
препарат нового элемента, супругам Кюри пришлось провести огромную работу по
переработке около 1000 кг остатков урановой смолки, полученной из Богемии. В
1902 г. они выделили 0,1 г чистого препарата радия и определили его атомный
вес - 225; по химическим свойствам радий оказался аналогом бария. В 1910 г.
Мария Кюри-Склодовская и Добьерн получили металлический радий.
Актиний, Actinium, Ас (89)
Актиний (англ, и франц. - Actinium, нем. - Aktinium) был открыт в остатках
смоляной обманки сотрудником супругов Кюри Добьерном в 1899 г. Название этому
радиоактивному элементу присвоено по аналогии с названием радия (radius-луч);
слово актиний (излучающий) происходит от греческого - излучение, свет. Исто-
рия дальнейшего изучения актиния такова: в 1901 г. Гизель, исследуя выделен-
ную из смоляной обманки фракцию, содержащую редкоземельные элементы, обнару-
жил сильную радиоактивность раствора и выделил из него препарат неизвестного
радиоактивного элемента, названного им эманием (Emanium). Название это тоже
подчеркивало радиоактивные свойства элемента (от лат. emanare - истекать, вы-
текать). В 1904 г. была установлена идентичность эмания с актинием, и для
элемента оставили старое название.
Актиний - один из продуктов актиниевого ряда радиоактивного распада. Назва-
ния ряда изотопов - продуктов распада этого ряда - произведены от слова акти-
ний. По названию актиния трансурановые элементы именуют актиноидами.
Торий, Thorium, Th (90)
Торий получил название За 15 лет до того, как был открыт. В 1815 г. Берце-
лиус, анализируя один редкий минерал из округа Фалюн в Швеции, пришел к за-
ключению, что в нем содержится новый металл, который Берцелиус поспешил на-
именовать торием. И хотя это заключение было совершенно ошибочным, в те вре-
мена мало кто мог оспаривать результаты анализа, сделанного столь авторитет-
ным ученым. Ошибку обнаружил 10 лет спустя сам Берцелиус. Оказалось то, что
он принял за окисел нового металла, было основным фосфатом иттрия. Однако на-
звание торий оказалось весьма живучим. В 1828 г. Берцелиус получил из Норве-
гии образец минерала, найденного в сиенитах на острове Левен. Черный тяжелый
мягкий минерал (он легко резался ножом) был похож на гадолинит, и в нем можно
было подозревать присутствие тантала. По просьбе норвежских ученых отца и сы-
на Эсмарк Берцелиус сделал анализ минерала и обнаружил, что он состоит из
кремнезема и окисла неизвестного металла, который вновь получил название то-
рий (Thorium) от имени древнескандинавского божества Тора. Эсмарки предложили
назвать новый минерал в честь Берцелиуса берцелитом, но сам Берцелиус дал ему
общепринятое название торит (силикат тория). Попытки Берцелиуса выделить то-
рий в металлическом виде не увенчались успехом. Это сделал Нильсон в 1882 г.
Долгое время торий не привлекал к себе особого внимания химиков и лишь после
открытия радиоактивности началась новая страница истории тория. После 1898
г. , когда Кюри-Склодовская и Шмидт (Мюнстер) обнаружили независимо друг от
друга радиоактивность тория, начались многочисленные исследования, приведшие
к открытию ряда продуктов радиоактивного распада тория. В 1902 г. Резерфорд и
Содди выделили из раствора ториевой соли продукт, названный ими торием-Х; в
1905 г. Ган, работавший у Рамзая, открыл радиоторий в минерале торините из
Цейлона; в 1907 г. он же открыл один из продуктов распада тория - мезоторий
(мезоторий-I и мезоторий-11); позже были открыты и другие члены ториевого ря-
да . В русской литературе первых десятилетий XIX в. название торий встречается
еще до открытия этого металла. Так, у Двигубского (1822) говорится о торино-
вой земле, у Соловьева (1824) - о торинии, у Страхова (1825) - о торине,
встречаются также названия тор, торинум. Начиная с Щеглова (1830) в русской
химической литературе обычно употребляется название торий.
Протактиний, Protactinium, Ра (91)
В результате расширения исследований радиоактивных превращений урана стано-
вилось все очевиднее, что актиний является продуктом одного из таких превра-
щений. В частности, это подтверждалось постоянством отношения актиний/уран в
урановых минералах. Однако установить последовательность превращений и найти
звенья цепи образования актиния удалось не сразу. Содди, Руссель и Фаянс не-
зависимо друг от друга предсказали существование радиоактивного элемента -
члена уранового ряда, который как аналог тантала (эка-тантал) должен занять
пустующую клетку ниже ванадия. И действительно, в 1917 г. Мейтнер, а год
спустя Содди, Крэнстон и Флэкк открыли элемент 91, который оказался первым в
ряду актиния, образуя актиний в результате alfa-излучения. Элемент наименова-
ли протактинием от греч. первый, исходный, начальный и актиний. Название это
фиксирует тот факт, что протактиний является исходным элементом в ряду обра-
зования актиния. В 1927 г. Гроссе впервые выделил несколько миллиграмм чистой
пятиокиси протактиния (РагОь)
Уран, Uranum, U (92)
В Богемии (Чехословакия) с давних пор производилась добыча полиметалличе-
ских руд. Среди руд и минералов горняки часто обнаруживали черный тяжелый ми-
нерал, так называемую смоляную обманку (Pechblende). В XVIII в. полагали, что
этот минерал содержит цинк и железо, однако точных данных о его составе не
было. Первым исследованием смоляной обманки занялся в 1789 г. немецкий химик-
аналитик Клапрот. Он начал со сплавления минерала с едким кали в серебряном
тигле; этот способ Клапрот разработал незадолго до этого, чтобы переводить в
раствор силикаты и другие нерастворимые вещества. Однако продукт сплавления
минерала растворялся не полностью. Отсюда Клапрот пришел к выводу, что в ми-
нерале нет ни молибдена, ни вольфрама, есть какая-то неизвестная субстанция,
содержащая новый металл. Клапрот попробовал растворить минерал в азотной ки-
слоте и царской водке. В остатке от растворения он обнаружил кремниевую ки-
слоту и немного серы, а из раствора через некоторое время выпали красивые
светлые зеленовато-желтые кристаллы в виде шестигранных пластинок. Под дейст-
вием желтой кровяной соли из раствора этих кристаллов выпадал коричнево-
красный осадок, легко отличимый от подобных осадков меди и молибдена. Клапро-
ту пришлось много потрудиться, прежде чем ему удалось выделить чистый металл.
Он восстанавливал окисел бурой, углем и льняным маслом, но во всех случаях
при нагревании смеси образовывался черный порошок. Только в результате вто-
ричной обработки этого порошка (нагревание в смеси с бурой и углем) получи-
лась спекшаяся масса с вкрапленными в нее маленькими зернами металла. Клапрот
назвал новый металл ураном (Uranium) в ознаменование того, что исследование
этого металла почти совпало по времени с открытием планеты Уран (1781) . По
поводу этого названия Клапрот пишет: "ранее признавалось существование лишь
семи планет, соответствовавших семи металлам, которые и обозначались знаками
планет. В связи с этим целесообразно, следуя традиции, назвать новый металл
именем вновь открытой планеты. Слово уран происходит от греч. - небо и, таким
образом, может означать "небесный металл". Смоляную обманку Клапрот переиме-
новал в "урановую смолку". Чистый металлический уран получил впервые Пелиго в
1840 г. Долгое время химики располагали солями урана в очень небольших коли-
чествах; их использовали для получения красок и в фотографии. Исследования
урана хотя и велись, но мало что прибавляли к тому, что установил Клапрот.
Атомный вес урана принимали равным 120 до тех пор, пока Менделеев предложил
удвоить эту величину. После 1896 г., когда Беккерель открыл явление радиоак-
тивности, уран вызвал глубочайший интерес и химиков и физиков. Беккерель об-
наружил, что двойная соль калий уранилсульфат оказывает действие на фотогра-
фическую пластинку, завернутую в черную бумагу, т.е. испускает какие-то лучи.
Супруги Кюри, а затем и другие ученые продолжили исследования Беккереля, в
результате чего были открыты радиоактивные элементы (радий, полоний и акти-
ний) и множество радиоактивных изотопов тяжелых элементов. В 1900 г. Крукс
открыл первый изотоп урана - уран-Х, затем были открыты другие изотопы, на-
званные уран-1 и уран-11. В 1913 г. Фаянс и Геринг показали, что в результате
beta-излучения, уран-Х1 превращается в новый элемент (изотоп), названный ими
бревием; позже его стали именовать ураном-Х2. К нашему времени открыты все
члены ураново-радиевого ряда радиоактивного распада.
Нептуний, Neptunium, Np (93)
Открытый в 1940 г. нептуний был первым искусственно полученным трансурано-
вым элементом. В 30-х годах велись интенсивные исследования искусственных ра-
диоактивных веществ, в частности, продуктов бомбардировки нейтронами урана.
Химический анализ этих продуктов приводил к выводу о существовании элементов
тяжелее урана. В 1939 г. Мак-Миллан в продуктах облучения урана нейтронами
открыл радиоактивный изотоп с периодом полураспада 2,3 суток. Затем изотоп
исследовал Сегрэ, который установил, что его свойства подобны свойствам ред-
коземельных элементов. В мае 1940 г. Мак-Миллан и Абельсон изучили реакцию
образования изотопа: уран-238 путем захвата нейтрона превращается в уран-239
(период полураспада 23 мин.), который в свою очередь превращается в нептуний-
239. Название "нептуний" дано новому элементу потому, что он следует за ура-
ном в соответствии с расположением планет в солнечной системе. В 1942 г. был
открыт другой изотоп - нептуний-237 (Сиборг и Валь), распадающийся с alfa-
излучением (период полураспада 2,25 млн. лет). Символ Np предложен в 1948 г.
Плутоний, Plutonium, Pu (94)
Плутоний был открыт в конце 1940 г. в Калифорнийском университете. Его син-
тезировали Мак-Миллан, Кеннеди и Валь, бомбардируя окись урана (UgOg) сильно
ускоренными в циклотроне ядрами дейтерия (дейтронами). Позднее было установ-
лено, что при этой ядерной реакции сначала получается короткоживущий изотоп
нептуний-238, а из него уже плутоний-238 с периодом полураспада около 50 лет.
Годом позже Кеннеди, Сиборг, Сегрэ и Валь синтезировали более важный изотоп -
плутоний-239 посредством облучения урана сильно ускоренными в циклотроне ней-
тронами. Плутоний-239 образуется при распаде нептуния-239; он испускает alfa-
лучи и имеет период полураспада 24 000 лет. Чистое соединение плутония впер-
вые получено в 1942 г. Затем стало известно, что существует природный плуто-
ний, обнаруженный в урановых рудах, в частности в рудах, залегающих в Конго.
Название элемента было предложено в 1948 г.: Мак-Миллан назвал первый
трансурановый элемент нептунием в связи с тем, что планета Нептун - первая за
Ураном. По аналогии элемент 94 решили назвать плутонием, так как планета Плу-
тон является второй за Ураном. Плутон, открытый в 1930 г. , получил свое на-
звание от имени бога Плутона - властителя подземного царства по греческой ми-
фологии . В начале XIX в. Кларк предлагал наименовать плутонием элемент барий,
производя это название непосредственно от имени бога Плутона, но его предло-
жение не было принято.
Америций, Americium, Am (95)
Этот элемент получен искусственно путем облучения плутония нейтронами в
конце 1944 г. в Металлургической лаборатории Чикагского университета Сибор-
гом, Джеймсом и Морганом. С открытием америция стало очевидно, что тяжелые
трансурановые элементы образуют семейство, подобное семейству редкоземельных
элементов - лантаноидов. При этом от элемента к элементу постепенно заполня-
ется электронная 5Г-оболочка, точно так же, как у лантаноидов заполняется 4f-
оболочка. Америций содержит шесть 5f-электронов, и в этом отношении он подо-
бен европию, тоже содержащему шесть 4f-электронов. На этом основании и было
предложено название америций в честь Америки, так же как европий был назван в
честь Европы.
Кюрий, Curium, Cm (96)
Кюрий, принадлежащий к группе актиноидов, был открыт (синтезирован) в 1944
г. в Металлургической лаборатории Чикагского университета Сиборгом и др. пу-
тем бомбардировки плутония ионами гелия. Через три года было получено чистое
химическое соединение - гидроксид кюрия. Название новому элементу дано в
честь супругов Кюри по аналогии с названием редкоземельного элемента гадоли-
ния, имеющего похожее строение электронных оболочек. В символе Ст начальная
буква обозначает фамилию Кюри, а вторая - имя Марии Кюри-Склодовской.
Беркелий, Berkelium, Bk (97)
Открыт в декабре 1949 г. Томпсоном, Гиорсо и Сиборгом в Калифорнийском уни-
верситете в Беркли. При облучении 241Am alfa-частицами они получили изотоп
беркелия 243Вк. Поскольку Bk обладает структурным сходством с тербием, полу-
чившим свое название от имени г. Иттерби в Швеции, и американские ученые на-
звали свой элемент по имени г. Беркли. В русской литературе часто встречается
название берклий.
Калифорний, Californium, Cf (98)
Этот трансурановый элемент впервые был получен в феврале 1950 г. бомбарди-
ровкой микрограммовых количеств кюрия alfa-частицами. Честь его открытия при-
надлежит Томпсону, Стриту, Гиорсо и Сиборгу. Элемент, идентифицированный на
ничтожном количестве исследуемого материала (около 5000 атомов), назван по
имени штата Калифорния, в университете которого он был открыт. Кроме того, во
внимание принято соответствие между свойствами калифорния и редкоземельного
элемента диспрозия. Авторы открытия сообщили, что "диспрозий назван на основе
греческого слова, означающего труднодоступный; открытие другого (соответст-
вующего) элемента столетие спустя оказалось также труднодоступным в Калифор-
нии" .
Эйнштейний, Einsteinium, Es (99)
Открытие эйнштейния почти одновременно с фермием является результатом ис-
следований продуктов взрыва термоядерного устройства, произведенного амери-
канцами в Тихом океане в ноябре 1952 г. (операция "Майк"). Было установлено,
что в продуктах взрыва содержатся особенно тяжелые ядра урана и плутония, в
том числе 224Ри и 246Ри. Образование таких ядер могло быть лишь результатом
мгновенного захвата ядрами 238U нескольких нейтронов (от 6 до 17!). Это давало
основание предположить, что одновременно с тяжелыми изотопами урана и плуто-
ния могли образоваться ядра элементов с атомным номером больше 98. Действи-
тельно, при разделении продуктов взрыва обнаружилось присутствие нового тяже-
лого элемента, и после переработки большого количества коралловых отложений и
грязи, привезенных с места взрыва, удалось выделить два изотопа (253 и 255)
нового элемента. Ему было присвоено название "эйнштейний" в честь крупнейшего
математика и физика XX в. Альберта Эйнштейна. Позже элемент 99 был получен
искусственно другими методами, главным образом путем продолжительного облуче-
ния плутония нейтронами высоких энергий. Этим методом за 2-3 года можно полу-
чить несколько граммов эйнштейния; при термоядерной реакции он образуется за
несколько тысячных долей секунды. Наиболее устойчивый изотоп эйнштейний-254
обладает периодом полураспада около 270 дней.
Фермий, Fermium, Fm (100)
Этот трансурановый элемент открыт в 1953 г. почти неожиданно. В ноябре 1952
г. на одном из островов Тихого океана ученые США произвели термоядерный взрыв
большой силы (операция "Майк"). Часть продуктов этого взрыва была уловлена
бумажными фильтрами, установленными на пролетавших сквозь облако взрыва бес-
пилотных самолетах, а другая часть выпала в осадок неподалеку от места взры-
ва. Те и другие продукты подвергли анализу в ряде лабораторий США. В осадке
были обнаружены атомы урана весьма высокого молекулярного веса, так как уран
во время взрыва мгновенно захватывает до 17 нейтронов. В продуктах термоядер-
ного взрыва были найдены также тяжелые изотопы плутония 244Ри и 246Ри, которые
образовались или при захвате ураном-238 6-8 нейтронов или при распаде сверх-
тяжелых атомов урана. Сотрудники лаборатории в Беркли (Сиборг, Гиорсо, Томп-
сон, Хиггинс) предположили, что при взрыве могли образоваться и элементы с
атомными номерами более 98, и действительно, при разделении продуктов взрыва
в ионнообменнике обнаружились следы нового тяжелого элемента. Но чтобы под-
твердить этот факт и иметь возможность идентифицировать новый элемент, мате-
риала оказалось недостаточно. Тогда на месте взрыва были собраны в больших
количествах отложения кораллов и доставлены в лабораторию. Извлечения из этой
"дорогой грязи" исследовали в лабораториях Беркли, Лос-Аламоса и Аргонны и
нашли в них изотопы двух новых элементов - 99 (эйнштейний) и 100 (фермий) .
Удалось извлечь лишь 200 атомов элемента 100, и на столь ничтожном количестве
материала его идентифицировали. Название "фермий" (Fermium) придумано группой
ученых, принимавших участие в исследованиях; оно дано в честь Ферми - знаме-
нитого итальянского физика, лауреата Нобелевской премии, считающегося "отцом
атомного века".
Менделевий, Mendelevium, Md (101)
Менделевий получен искусственно в 1955 г. Сиборгом с группой сотрудников
при бомбардировке эйнштейния-253 ядрами гелия. Сначала было синтезировано
всего несколько атомов (к 1958 г. их число достигло 100), которые идентифици-
ровали как атомы нового элемента. При радиоактивном распаде менделевия с вы-
делением электронов образуется фермий-256; последний распадается спонтанно с
расщеплением ядра. Период полураспада Md равен 30 мин. Сиборг и его сотрудни-
ки предложили назвать новый элемент менделевием "в знак признания пионерской
роли великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал
периодическую систему элементов для предсказания химических свойств еще не
открытых элементов - принцип, который послужил ключом для открытия последних
семи трансурановых элементов".
Нобелий, Nobelium, No (102)
В 1967 г. из Нобелевского физического института в Стокгольме поступило со-
общение о том, что группе исследователей в результате бомбардировки ядер кю-
рия-244 сильно ускоренными ионами углерода-13 удалось получить новый транс-
урановый элемент 102. Элемент, испускающий alfa-лучи, имеет период полураспа-
да 10-12 мин.; массовое число 253. Было предложено назвать элемент нобелием в
честь института, в котором велось исследование. Однако убедительно подтвер-
дить свое открытие шведские ученые не смогли. Не удалось сделать это и амери-
канским ученым Гиорсо и Сиборгу, сообщив, что при бомбардировке ядер кюрия-
246 ионами углерода (С-12 и С-13) они получили изотоп элемента 102 с массовым
числом 254 и периодом полураспада около 3 сек., они не смогли его идентифици-
ровать химическим путем. Наиболее убедительные исследования сделаны в Объеди-
ненном институте ядерных исследований в Дубне под руководством Г.Н. Флерова.
Здесь был избран другой путь синтеза элемента-102, временно обозначенного ин-
дексом "X": бомбардировкой ядер урана-238 ионами неона.
тт238 , хт„22 _ v260 „„„ v256 , л „1
92U + ioNe — 102Х или 102Х + 4оП
Установлено, что период полураспада изотопа югХ256 (спонтанного деления на
два приблизительно одинаковых осколка) превышает 1000 сек. В настоящее время
во многих лаборатория продолжаются исследования с целью изыскания методов по-
лучения и определения времени жизни изотопов элемента 102.
Лоуренсий, Lawrencium, Lr (103)
В 1961 г. сотрудники Калифорнийского университета (Гиорсо и др.), бомбарди-
руя калифорний быстрыми ионами бора, установили, что при этом образуется но-
вый трансурановый элемент, принадлежащий к семейству актиноидов. Элемент на-
именовали лоуренсием в честь американского физика Лоуренса - одного из созда-
телей первых ускорителей и циклотронов для получения частиц высокой энергии.
Резерфордий, Rutherfordium Rf (104)
Согласно теории Сиборга о сходстве строения электронных оболочек лантанои-
дов и трансурановых элементов, элемент 104, являясь аналогом гафния, должен
принадлежать не к группе актионоидов, а к подгруппе титана, циркония и гаф-
ния. Элемент 104, подобно элементу 102, можно получать, по-видимому, лишь
синтетическим путем по реакции
94Pu242 + ioNe22 = i04Ku260 + 40П1
Над проблемой синтеза элемента 104 с начала 60-х годов работала группа со-
ветских исследователей под руководством Г.Н. Флерова. В 1964 г. в специальном
ускорителе многозарядных ионов им удалось зарегистрировать образование не-
скольких атомов нового элемента. Изучение свойств нового элемента еще продол-
жается. Он был назван курчатовием в честь крупнейшего советского ученого в
области ядерной физики И.В. Курчатова.
Добавление: Элемент открыт в 1969 году. Ранее носил имя "Курчатовий" (Ku),
но позже был переименован на Генеральной ассамблее международного Союза чис-
той и прикладной химии в "Резерфордий", в честь Эрнеста Резерфорда.
Дубний, Dubnium, Db (105)
Элемент открыт в 1967 году. Первооткрыватель Г.Н. Флеров с сотрудниками.
Сиборгий, Siborgovium, Sg (106)
Элемент открыт в 1974 году, в лаборатории имени Лоренса Калифорнийского
университета. Первооткрыватель Г.Н. Флеров с сотрудниками.
Назван в честь физика из Беркли Гленна Сиборга.
Период полураспада изотопов сиборгия очень мал (менее секунды).
Борий, Bohrium, Bh (107)
Элемент открыт в 1981 году.
Назван в честь физика Нильса Бора.
Хассий, Hassium, Hs (108)
Элемент открыт в 1984 году, в исследовательской лаборатории тяжелых ионов в
Германии Армбрустерем и Мюнценбером.
Название происходит от названия немецкой земли Гессен.
Мейтнерий, Meitnerium, Mt (109)
Элемент открыт в 1982 году, в исследовательской лаборатории тяжелых ионов в
Германии.
Назван в честь австрийского физика Лизы Мейтнер.
Дармштадтий, Darmstadium, Ds (110)
Элемент открыт в 1994 году, в исследовательской лаборатории тяжелых ионов в
Германии.
Рентгений, Roentgenium, Rg (111)
Элемент открыт в 1994 году, в исследовательской лаборатории тяжелых ионов в
Германии.
Разное
ПРОВАЛ
Василий Щепетнёв
Школы для умственно отсталых и трудно-воспитуемых де-
тей объявили школами обыкновенными - и они тотчас
превратились в обыкновенные.
Создать нового государственного человека мечтает всякая новая власть. Да и
старая тоже. Только старая власть мечтает вполголоса, а лучше молча: выйдет -
хорошо, не выйдет - так никто особенно и не хотел. А новая власть границ воз-
можного ещё не Знает, планы стоит грандиозные: Третий рейх, пятый Рим - и го-
ворит, говорит, говорит... Порой и лишнее скажет. Керенский, Троцкий, Муссо-
лини, Гитлер, Кастро - все они в лучшие свои годы были ораторами, доводящими
толпу до умопомрачения.
Новый государственный человек, способный воплотить грандиозные замыслы ге-
ниальных вождей, сам по себе не заведётся. Сами по себе заводятся мещане,
мелкие собственники, мечтающие о покое, сытости, достатке сегодня и требующие
заверений, что завтра будет то же самое, только больше.
А новый государственный человек... Новый государственный человек должен с ра-
достью сначала разрушать до основания, а затем строить не своё, а наше. Если
понадобится - наоборот. В чистом поле, в тайге, за Полярным кругом - там, ку-
да его пошлют. На энтузиазме. Проявляя повседневный героизм. Очищая планету
Земля от вредных и враждебных элементов, освобождая место для собратьев по
классу и/или по расе.
Потому первое социалистическое государство должно было принять меры для то-
го, чтобы вместо мещан в мир приходили новые советские люди. Следовало изме-
нить всю систему воспитания и образования подрастающего поколения. Но изме-
нить не по наитию, не наобум лазаря, а строго по науке, имя которой - педоло-
гия. Она должна была изучить ребёнка во всех его проявлениях. Разумеется, пе-
дология основывалась на идеях материализма и всему предпочитала опыт.
В тысяча девятьсот двадцать восьмом году было создано Всесоюзное педологи-
ческое общество. Самое время: подрастало поколение революции. Затем последо-
вало Постановление СНК РСФСР от 7 марта 1931 года "Об организации педологиче-
ской работы в республике", которое закрепило за педологами право управлять
судьбами детей.
В школы и дошкольные учреждения пришли люди в белых халатах. Они проводили
самые разнообразные тесты, составляя картину физических, психологических и
интеллектуальных качеств испытуемых. На основе полученных данных предполага-
лось строить всю дальнейшую жизнь ребёнка: кого учить музыке, кого - матема-
тике, а кого двум действиям арифметики и умению читать по слогам. Формировать
учебные классы, более того, целые школы из интеллектуально схожих учеников:
умных к умным, дураков к дуракам. И умных учить умно: никаких сказочек, ника-
ких басен. Всё рационально и научно с самого первого класса.
Предполагалось, что за счёт этого лет через десять страна получит взамен
старых буржуазных специалистов, капризных и требовательных, специалистов но-
вых, более талантливых и совершенно преданных советской власти. Готовых тру-
диться за миску похлёбки и койку в общежитии, в рабочие дни - в лабораториях
и КБ, а в выходные - на полях, овощных базах и вообще где прикажут.
И всё бы хорошо, да что-то нехорошо: тесты показывали, что число учащихся,
способных полноценно усваивать курс школьной программы, не радует. Слишком
многие попадали в категорию трудновоспитуемых и умственно отсталых. И доля
трудновоспитуемых и умственно отсталых среди рабоче-крестьянских детей была
намного выше, чем среди детей служащих, особенно имевших дворянские корни.
Дальше - хуже. По мере роста социализма, после победы коллективизации вы-
росло и число дефективных детей (политкорректность тогда не практиковалась, и
определения давались простые и ясные). Дефицит массы тела часто сопровождался
и дебильностью лёгкой и умеренной степени. Вместо двух-трёх школ для дефек-
тивных детей, планируемых поначалу, приходилось открывать десятки, а затем и
сотни.
Точное число подобных школ неизвестно, так как они маскировались различными
вывесками: "с трудовым уклоном", "народных ремёсел" - и поди разбери, где
действительно народные ремёсла, а где врождённый сифилис, которым, по разным
данным, страдали сотни тысяч или даже миллионы детей, рождённых в годы рево-
люции и гражданской войны.
Как водится, всё это - и умственно отсталые дети, и дефицит массы тела -
оказалось следствием вредительства педологов, попавших под влияние буржуазных
кругов. Вредительства, процветающего при попустительстве и головотяпстве Нар-
компроса РСФСР и других республик.
Неправильные вредители-педологи проводили неправильные вредительские тесты,
завышая долю дефективных детей рабоче-крестьянского происхождения и занижая
её же для детей служащих.
Четвёртого июля тысяча девятьсот тридцать шестого года вышло Постановление
ЦК ВКП(б) "О педологических извращениях в системе Наркомпросов", в котором ЦК
ВКП(б) осудил "теорию и практику современной так называемой педологии" и за-
крыл последнюю за ненадобностью, вернув педагогам главенствующую роль в шко-
ле .
Теперь уже учителя отвечали и за рост сознательности, и за рост успеваемо-
сти. Вредительские тесты были отменены, оценки учащимся (или собственной ра-
боте?) ставили учителя на основании каждодневного контроля поведения и успе-
ваемости конкретного Вани, Пети или Шурочки. Почему-то в итоге выходило так,
как планировали в верхах. Если требовалось повысить успеваемость, то она по-
вышалась. Если городу выделялось сорок медалей, то среди выпускников оказыва-
лось ровно сорок медалистов.
Большую часть школ для умственно отсталых и трудновоспитуемых детей объяви-
ли школами обыкновенными - и они тотчас превратились в обыкновенные.
Широкомасштабная попытка оценить интеллектуальное и физическое состояние
российского населения на основе объективных научных данных провалилась.
Разное
ФОТОГАЛЕРЕЯ
Разное
ПОЗДРАВЛЯЕМ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ
с наступающим Годом Дракона
7520 годом от Сотворения Мира
5772 годом от Сотворения евреев,
2012 годом от Сотворения Иисуса Христа
6 годом от Сотворения журнала «Домашняя лаборатория»
ОСТАВАЙТЕСЬ С НАМИ