Все на своем месте

Однако к 1806 году, признанный самым блестящим лектором и практическим химиком в Англии – ВСЕГО в 27 лет, – Дэви почувствовал необходимость отказаться от исследовательских работ в Королевском обществе и вернуться к фундаментальным проблемам бристольского периода. Его давно интересовало: может ли электрический ток дать новый способ выделения химических элементов; он начал эксперименты с электролизом, с помощью электрического тока разделяя воду на водород и кислород и демонстрируя, что они соединяются в определенной пропорции.

В следующем году он провел знаменитые эксперименты по выделению металлического калия и натрия с помощью электрического тока. При включении тока, как писал Дэви, «у отрицательного провода возник очень яркий свет, и столб пламени… появился в точке контакта». Образовывались сияющие металлические шарики, неотличимые по виду от ртути, – шарики двух новых элементов, калия и натрия. «Шарики часто вспыхивали в момент появления, – писал Дэви, – а иногда взрывались и делились на шарики поменьше, которые носились по воздуху, горя и напоминая яркие ракеты». Тогда Дэви, как записал его кузен Эдмунд, плясал от восторга по лаборатории[5].

В детстве мне доставляло особую радость повторять эксперименты Дэви по производству натрия и калия – наблюдать, как блестящие шарики вспыхивают на воздухе, горят ярким желтым – или бледно-фиолетовым – пламенем; получать металлический рубидий (который горит восхитительным рубиновым пламенем) – этот элемент был неизвестен Дэви, но наверняка понравился бы ему. Я так погружался в оригинальные эксперименты Дэви, что представлял себе, как сам открываю эти элементы.

Затем Дэви обратился к редкоземельным металлам и за несколько недель выделил их металлические элементы: кальций, магний, стронций и барий. Это очень активные металлы, особенно стронций и барий, способные гореть, подобно щелочным металлам, ярко окрашенным пламенем. В следующем году Дэви выделил еще один элемент – бор.

Элементарные натрий и калий не встречаются в природе: слишком активные, они немедленно образуют соединения с другими элементами и существуют только в солях – например, хлорид натрия (обыкновенная поваренная соль) – в соединениях, химически инертных и электрически нейтральных. Но если пропустить через них мощный электрический ток, нейтральная соль распадется: электрически заряженные частицы (положительный натрий и отрицательный хлор) устремятся к разным электродам (позже Фарадей назвал эти частицы «ионами»).

Для Дэви электролиз был не только «новым путем открытия», который требовал все более мощных батарей. Электролиз также показал, что материя не инертна, как считали Ньютон и остальные, а состоит из заряженных частиц, удерживаемых вместе электрическими силами.

Химическое сродство и электрическая сила, понял Дэви, определяют друг друга; с точки зрения строения материи – они суть одно и то же. Бойль и его последователи, включая Лавуазье, не имели точного представления о глубинной природе химических связей, полагая их гравитационными. Дэви теперь представил новую универсальную силу, электрическую по природе, удерживающую молекулы материи. Более того, он, хотя и смутно, представлял, что весь космос пронизан электрическими силами, как и гравитацией.

В 1810 году Дэви заново исследовал тяжелый зеленый газ Шееле, который и сам Шееле, и Лавуазье считали химическим соединением, – и смог показать, что это элемент. За цвет Дэви назвал его хлором (от греческого слова chloros – зелено-желтый). Он понял, что обнаружил не просто новый элемент, а целую группу элементов, которые, подобно щелочным металлам, слишком активны и не встречаются в природе. Дэви считал, что должны существовать более тяжелые и более легкие аналоги хлора, входящие в эту же группу.

Годы с 1806 по 1810-й оказались самыми продуктивными в жизни Дэви – как в практических открытиях, так и в полученных на их основе теоретических выкладках. Он открыл восемь новых элементов, окончательно похоронив теорию флогистона и представления Лавуазье о том, что атомы – всего лишь метафизические сущности. Ему удалось показать электрическую природу химических реакций. За эти пять интенсивных лет он преобразовал химию.

Дэви не только снискал высшую оценку своих коллег, завоевав множество научных наград; его также привечала образованная публика – за популяризацию науки. Он любил проводить эксперименты публично; его знаменитые лекции-демонстрации были увлекательными, яркими, драматичными и порой буквально взрывными. Дэви поднялся на гребне новой научно-технической волны, которая сулила – или угрожала – преобразовать мир. Какой монетой могла страна отплатить такому человеку? Только одной, хотя и беспрецедентной: 8 апреля 1812 года принц-регент посвятил Дэви в рыцари – такой чести ученый добился впервые после Ньютона, ставшего рыцарем в 1705 году[6].