Свет невидимого

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

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

Получение чистого азота из воздуха — кропотливое дело, но умелый экспериментатор Рэлей с ним справляется легко. Он пропускает воздух над раскаленной медью — она связывает весь кислород. Затем несколько раз пропускает газ через раствор щелочи, которая жадно соединяется с углекислым газом. Небольшое количество водорода, содержащееся в воздухе, отлично поглощает мелкораздробленная платина. Что осталось еще? Пары воды? Их удержит пятиокись фосфора.

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

Вот колба с азотом помещается на весы, сейчас стрелка покажет, как и в прошлые разы, 1,2505. И можно ставить точку в лабораторном журнале.

Однако, как это ни странно, весы показывают на 16 десятитысячных доли грамма больше: 1,2521.

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

— Не отвлекайте меня! — сердито отзывается Рэлей, когда лабораторный служитель напоминает ему, что уже глубокая ночь и не мешало бы, дескать, идти отдыхать.

Но и в третий, и в четвертый раз (истинный экспериментатор — это прежде всего терпение и упорство), и в пятый, и в шестой (и он обязан, если требуется, забывать о времени), и в седьмой, и в восьмой (и об отдыхе тоже), и в девятый, и в двенадцатый (должно же оно, наконец, получиться!) стрелка весов застывает на одной и той же проклятой отметке — 1,2521.

Именно в этой удручающей неизменности результатов — доказательство того, что эксперимент поставлен правильно. Но лучше бы Рэлей где-то ошибся! Ведь такого быть не может! Не может и не должно.

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

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

А разгадки все нет.

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

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

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

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

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

В письме Рамзай просит у Рэлея разрешения присоединиться к исследованиям над заинтересовавшей его загадкой атмосферного азота. Разумеется, Рэлей отвечает согласием. Он рад союзу с одним из наиболее видных ученых Англии. Конечно, он немедленно попытается проверить интересное предположение Рамзая и надеется, что его коллега не замедлит заняться тем же.

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

Но тут нельзя не подивиться причудливой игре случая.

Рэлей долго размышлял над тем, каким образом ему связать атмосферный азот и в конце концов решил, что лучшего пути, чем тот, по которому шел в свое время Кэвендиш, ему не выбрать. Пропуская через воздух электрические разряды, Рэлей связывал образующиеся при этом окислы азота щелочами. Попутно решалась и вторая проблема: вместе с азотом уходил из воздуха и кислород.

Выбор Рэлея был тем более знаменателен, что лаборатория, в которой он работал, носила имя Кэвендиша. Впрочем, это обстоятельство давало богатую пищу любителям-острословам. Но Рэлей на них не обижался.

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

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

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

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

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

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