Загадки современной химии. Правда и домыслы

Фиаско со сгибанием ложки

У каждого человека свои скелеты в шкафу. Есть такой скелет и у меня. Пару лет назад, во время морского круиза, я украл в столовой ложку. Я сделал это не потому, что у меня дома нет ложек, нет. Дело в том, что я не смог согнуть эту ложку, как ни старался. Я гнул ее обеими руками, пытался согнуть ее, уперев черенок в крышку стола. Я даже наступил на черенок и тянул за саму ложечку – все было безуспешно, она не поддавалась. Мне надо было во что бы то ни стало заполучить эту чудо-ложку!

Фокусами я заинтересовался, еще будучи подростком. Это увлечение как нельзя лучше соответствовало моим научным интересам, так как многочисленные научные принципы, используемые иллюзионистами, создают впечатление, что фокусы противоречат законам природы. Собственно, в этом-то и заключается магия! Когда люди воочию видят левитацию, или наблюдают исчезновение человека в шкафу, или, наоборот, видят, как некто буквально материализуется из воздуха, то им в душу закрадывается сомнение в кажущимихся незыблемыми законах природы. Но это ложное впечатление, потому что в каждом фокусе очень умно и тонко используются как раз железные, научно обоснованные правила законов природы. Главная задача иллюзиониста заключается в том, чтобы публика не поняла, как это работает. Наука тоже подчас выглядит волшебством, но, в этом случае, мы развенчиваем чудо самыми обычными и доходчивыми объяснениями. Подумайте об этом сами. Разве не чудо – летящий по воздуху огромный самолет с сотнями пассажиров на борту? Разве не чудо фотографирование на смартфон и мгновенная отсылка фотографии друзьям по всему миру? Разве не чудо – зерно, вырастающее в растение, или новый организм, возникающий от слияния двух крошечных клеток? Чудо, однако, превращается в науку в результате соответствующего объяснения.

Я обнаружил, что демонстрация фокусов – это великолепный трамплин для начала обсуждения научной методологии и воспитания критического мышления, которое необходимо людям, не желающим быть унесенными потоком лженаучной информации, производимой полчищами современных мошенников и шарлатанов. Если вам удастся показать, что «психическая хирургия», в ходе которой живые ткани раздвигают без разреза, является плодом известной ловкости рук, то, вероятно, вы сможете заставить верующих задуматься. Точно также, демонстрация «ментальных» эффектов, сопровождающаяся объяснением хитроумных способов, какими достигаются эти эффекты, может убедить хотя бы некоторых в том, что за такими психологическими подвигами стоит вполне земная, но невидимая механика.

Один из таких подвигов называют «психокинезом» – способностью силой мысли передвигать физические предметы. Впервые психокинез стал известен широкой публике в середине девятнадцатого века, когда француженка Анжелик Коттен заявила, что продуцируемое ее телом электрическое поле позволяет ей двигать предметы, не прикасаясь к ним. Она сумела убедить многих наблюдателей в своих сверхъестественных способностях, но нашлись и критики, которые смогли объяснить действия Анжелик простым трюком. С тех пор многие физики выступали с утверждениями о своих психокинетических способностях, и, пожалуй, самым известным из них был Ури Геллер. В семидесятые годы он поразил воображение публики (в том числе, и некоторых ученых) своей, казалось бы, очевидной способностью гнуть металлические предметы силой мысли. Именно он начал мысленной энергией гнуть металлические ложки, и именно с этого началась его головокружительная карьера.

Были поражены и иллюзионисты. Причем их не столько удивил сам трюк, который можно было воспроизвести множеством самых разнообразных методов, сколько то, с какой готовностью публика проглотила «паранормальное» объяснение. Многие фокусники начали повторять этот трюк, утверждая, что для этого нужно лишь немного ловкости рук. Это возвращает нас к украденной мною ложке.

Показывая фокус с ложкой, я сначала предлагаю присутствующим попробовать ее согнуть. После того, как люди убеждаются, что согнуть ложку руками невозможно, я приступаю к сгибанию ложки «силой моего разума». Правда, среди присутствующих может найтись сильный мужчина, способный руками согнуть ложку, а это сразу сводит на нет весь фокус. Поэтому я всегда выбираю очень прочные ложки. Могу заверить вас, что круизная компания «Кристалл» располагает такими ложками. Их абсолютно невозможно согнуть, если вы не обладаете «специальными навыками» иллюзиониста.

Но почему я вдруг заговорил об издевательствах над столовыми приборами? Дело в том, что на прошлой неделе, благодаря моему коллеге Тиму Колфилду, профессору законодательства здравоохранения из университета Альберты, я узнал, что на «семинарах по интегративной педиатрии» в его университете состоится обсуждение вопроса о «сгибании ложек и силе разума». Этот семинар должен был проводить некий «энергетический целитель», которого представили как «мастера рейки, сертифицированного практика трилотерапии, гуру метода юэнь и преподавателя сгибания ложек и тантрического секса». Таким образом, это не был семинар по воспитанию критического мышления, что не вызвало бы у меня никакого отторжения. Будущий ведущий семинара объявил, что 75 % присутствующих смогут сами согнуть ложки силой своей мысли!

Научное сообщество очень живо отреагировало на это покушение на критический разум, а множество негативных откликов в прессе заставили организаторов отменить семинар под тем неуклюжим предлогом, что от проведения семинара отказался сам ведущий.

«Ведущей», как выяснилось, должна была стать Анастасия Катт, не какая-нибудь шарлатанка, а человек, который в списке сотрудников университета значится как «ученый ассистент» в области «программ дополнительного и альтернативного образования», отвечающий за «научно-исследовательскую деятельность и организацию мероприятий». Каких мероприятий? Учитывая ее интересы, вероятно, мероприятий, посвященных тантрическому сексу и сгибанию ложек.

Критику этого неудавшегося мероприятия не следует толковать как попытку официальной науки ограничить свободу дискуссий или научных исследований. Это, скорее, было воззвание к разуму и бдительности в отношении шарлатанства, проникающего в программы «интегративной медицины» во все больших масштабах.

Я не знаю, каким образом мисс Катт гнет ложки, но мне хотелось бы слетать в Эдмонтон – пусть даже за свой счет – чтобы на это посмотреть. Если она сможет взглядом согнуть мою заветную ложку, то я съем шляпы всех участников программы интегративного здравоохранения провинции Альберта.

Падение Хоудини

31 октября отмечается Национальный День Магии, в память о Гарри Хоудини, который умер в этот день в 1926 году. Имя этого человека неразрывно связано с мастерством иллюзионистов, но надо помнить и о том, что Хоудини был весьма плодовитым писателем, автором таких классических произведений, как «Правильный способ совершать ошибки», «Фокусник среди спиритов», «Продавцы чуда и их методы». Однако самой любопытной из его книг является «Срывание маски с Робера Удена»,[15] где он свергает с пьедестала своего прежнего кумира, показывая, что иллюзии и фокусы этого прославленного иллюзиониста, которые он выдавал за свое изобретение, были украдены им у других.

Книга заканчивается следующим злобным выпадом против артиста, чьим именем юный Эрих Вейс воспользовался, чтобы стать «Хоудини»: «Этот мастер магии без маски стоит перед нами во всей своей отвратительной наготе исторической правды и выглядит, как принц воровства и мошенничества. Ради того, чтобы наслаждаться лестью и восторгами публики в течение нескольких часов, он воровал идеи давно умерших фокусников и иллюзионистов, выдавая эти идеи за плоды собственного изобретательного гения. Ради того, чтобы потомство запомнило его как короля иллюзионистов, он продал свое первородство, свою честь и свое мужское достоинство за грязную похлебку – свои «Мемуары», написанные не им самим, а другим человеком, который по его наущению унизил его современников и жонглировал фактами и истиной для потворства его эгоистичным и ревнивым амбициям».

Любопытно здесь то, что упоминание о жонглировании фактами и истиной ради эгоистичных амбиций можно отнести и к самому Хоудини. Например, он всегда утверждал, что родился в Эпплтоне (Висконсин), несмотря на то, что на самом деле родился в Венгрии, считая, что рождение в Америке сделает его более привлекательным в глазах публики. Эгоизм самого Хоудини был известен всем; он яростно обвинял других иллюзионистов, которые, как он считал, повторяли его трюки. Отчасти, эта попытка дискредитировать всех, кого он считал своими подражателями, и породила пасквиль на Робера Удена. Еще одним фактором стал отказ вдовы Робера Удена от встречи с ним, когда Хоудини приехал во Францию, чтобы пройти по стопам своего героя и кумира. Он не мог допустить, чтобы с великим Хоудини обращались подобным образом, и с ядовитой яростью обрушился на наследие Робера Удена, который, как считал теперь Хоудини, его вовсе не заслуживал.

Хоудини показал, что самые знаменитые эффекты Робера Удена, такие, как «Апельсиновое дерево» и «Эфирное вознесение», не были оригинальными. Но Робер Уден никогда этого не утверждал; он лишь называл их новыми трюками, и они, на самом деле, были таковыми. Правда заключается в том, что практически все новые магические эффекты являются модификациями старых трюков. Самое главное – зрелищность исполнения, и в этом заключались новшества Робера Удена.

«Эфирное вознесение» было реакцией на введение в практику эфирной анестезии в Бостоне в 1846 году. Иллюзионист якобы погружал своего сына в эфирный сон, а потом мальчик воспарял вверх, параллельно земле, опираясь локтями на шест, как на единственную опору. На самом деле, это отнюдь не новый эффект; уличные циркачи в Индии демонстрировали его еще в тридцатые годы девятнадцатого века. Секрет заключается в том, что шест прикрепляли к подставке, спрятанной под одеждой исполнителя. Этот трюк можно наблюдать на площадях многих городов мира – люди взмывают вверх, а туристы, недоумевая, глазеют на это чудо. Однако Робер Уден, связавший представление с открытием эфирного наркоза, не только сделал что-то новое, он познакомил публику с понятием общей анестезии.

«Апельсиновое дерево» было фирменным трюком Робера Удена, которым он околдовывал зрителей в своем парижском театре. Робер Уден заворачивал кольцо в носовой платок, а затем «терял» его. После этого из ниоткуда вырастало апельсиновое дерево, на котором сначала появлялись листья, потом распускались цветы, а затем возникали плоды. Эти апельсины раздавали публике, за исключением одного апельсина, который раскрывался, и из него вылетали две бабочки, несшие носовой платок с пропавшим кольцом. Это апельсиновое дерево было механическим шедевром, собственноручно изготовленным самим Уденом, который в молодости был часовщиком. При этом все знают, что сложнейшие часовые механизмы к тому времени существовали уже несколько веков. Знаменитые пражские астрономические часы, созданные в пятнадцатом веке, являются автоматом, приводящим в движение фигуры двенадцати апостолов и фигуру смерти в виде скелета, отбивающего часы ударами колокола, напоминая зрителям о скоротечности жизни. Приблизительно в то же время Леонардо да Винчи создал механического рыцаря, который мог вставать, садиться и совершать сложные движения руками под действием системы блоков и приводных ремней. Робер Уден стоял на плечах своих гениальных предшественников, создавая чудесное апельсиновое дерево, копия которого до сих пор удивляет приехавших в Париж туристов.

Хоудини был замечательным артистом и противником лженауки, он заслужил свой день памяти, но попытка возвыситься, принижая достижения знаменитого предшественника, темным пятном лежит на его звездной карьере.

Торнадо, радуга и химия

Моисей, воспользовавшись помощью свыше, смог разделить воды Красного моря, а огненный столп преградил путь войскам фараона, преследовавшим евреев. Это одна из самых запоминающихся сцен классического фильма Сесила ДеМилля, снятого в 1956 году – «Десять заповедей». В этом фильме огненный столп был создан талантливыми аниматорами, но его можно сделать и весьма реалистичным с помощью химии. Я сейчас имею в виду классический эффект, известный под названием «метанолового торнадо». Но, прежде чем перейти к дальнейшему изложению, хочу повторить свою привычную мантру: «Не существует безопасных или опасных веществ, есть безопасные и опасные действия с ними». Метанол – это классический пример такого рода. Этот простой спирт не только очень легко воспламеняется, он, кроме того, очень ядовит при попадании внутрь и даже на кожу. Это, однако, не означает, что им нельзя пользоваться. Просто надо соблюдать меры предосторожности.

Для демонстрации требуется решетчатая металлическая корзина для мусора, вращающаяся платформа, плоская чашка, на дно которой надо налить несколько миллилитров метилового спирта, химикат, окрашивающий пламя и источник огня. Корзину ставят на вращающуюся платформу. На дне корзины находится чашка с метанолом. Вращение платформы после поджигания спирта позволяет получить впечатляющий столб пламени, которое можно, с помощью щепотки нитрата стронция подкрасить в ярко-красный цвет. Думается, что этот фокус лежит в основе множества киношных спецэффектов, но, как гласит старая пословица, играющий с огнем может обжечься. Именно это и случилось с восемью детьми и одним взрослым в музее науки в Рено (штат Невада).

Неизвестно, что там в точности произошло, но главная неприятность заключалась в том, что открытая бутыль с метанолом, откуда несколько миллилитров было вылито в чашку, осталась стоять на демонстрационном столе. Каким-то образом, когда был подожжен метанол в чашке, загорелись пары, выходившие из бутыли. Метанол в бутыли вспыхнул, она опрокинулась, и горящая жидкость хлынула на пол, где сидели дети. Эта демонстрация проводится во всех научных музеях мира с незапамятных времен и без всяких проблем, но здесь было допущено грубейшее нарушение техники безопасности. Бутыль с метанолом ни в коем случае не должна стоять рядом с открытым огнем.

В то время как опыты с метаноловым торнадо практически никогда не сопровождаются подобными происшествиями, другая демонстрация – «Опыт с радужным пламенем» – нередко приводит к ожогам опять-таки из-за того, что учителя по невежеству не соблюдают технику безопасности. Тем не менее, этот эксперимент очень популярен, так как показывает ученикам, как открывать металлы по окраске пламени, которое они вызывают. Чаще всего опыт проводят следующим образом: на стол ставят ряд чашек Петри с небольшим количеством метанола на дне каждой из них. В метаноле растворены соли металлов. Когда спирт поджигают, над столом вспыхивает огненная радуга, потому что соли натрия окрашивают пламя в желтый цвет, меди – в синий, бора – в зеленый, калия в лиловый, лития – в карминовый, а стронция – в красный.

Принцип заключается в том, что жар пламени заставляет электроны металлических ионов переходить на более высокие энергетические уровни, а когда они снова возвращаются на исходные уровни, излучается квант света. Так как разница в энергиях разных уровней является специфической для атомов каждого металла, то каждый металл испускает лучи «своего» определенного цвета, другими словами, по цвету можно определить, какой металл находится в пламени. Яркие цвета фейерверков, интенсивное стронциевое пламя красного аварийного фонаря и желтое свечение натриевых светильников – все это следствие упомянутых электронных переходов.

Несчастные случаи при демонстрации огненной радуги происходят, когда воспламеняется сосуд с метанолом, который ни в коем случае не должен находиться вблизи открытого огня. Как правило, несчастье случается, когда экспериментатор пытается оживить огонь, подлив немного спирта в чашки. Пламя поднимается по струе спирта и воспламеняет содержимое бутылки. Приблизительно то же самое происходит, когда пытаются подлить жидкость для розжига в горящие угли барбекю. Человек, который это делает, рискует получить тяжелые ожоги.

Пугающее число несчастных случаев с огненной радугой привело к фактическому запрещению этой демонстрации в школах и университетах. Я бы, конечно, предпочел, чтобы преподаватели были лучше знакомы с техникой безопасности и неустанно повторяли ученикам и студентам, что бутыль с метанолом надо тщательно закрыть и убрать в шкаф после того, как спирт будет разлит по чашкам. Конечно, этот принцип можно продемонстрировать и без метанола. Для этого надо соль исследуемого металла положить на платиновую, золотую или серебряную проволочку, а затем провести ее сквозь пламя горелки Бунзена. Платина, золото и серебро не окрашивают пламя, поэтому окрашивание возникает только благодаря исследуемым образцам.

Есть и еще одна основательная причина проводить опыт с горелкой Бунзена. Студентам можно рассказать интересную историю о том, как Роберт Бунзен изобрел свою горелку для того, чтобы исследовать цвета, продуцируемые металлами, помещенными в пламя. Задолго до этого Исаак Ньютон показал, как можно использовать призму для разложения белого света в радужный спектр, а Бунзен приложил этот принцип для разделения цветов пламени на их индивидуальные компоненты. Вместе с физиком Густавом Кирхгофом он разработал спектроскоп, инструмент, который до сих пор используют для обнаружения неизвестных веществ по цветам, которые они испускают при нагревании. Состав звезд, например, исследуют при помощи спектроскопического анализа их света. Поистине, спектроскоп – это небесное изобретение.

Захватывающая химия

Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Живая демонстрация опыта стоит сотни картинок. Это особенно верно, когда речь идет о химии. Я и сегодня живо помню эпический момент на вводном занятии по физической химии, когда наш преподаватель смешал два бесцветных раствора, и в течение нескольких секунд жидкость окрасилась в темно-синий цвет. Аудитория дружно ахнула! Увы, это была единственная демонстрация, какую я наблюдал за все время пребывания в колледже. Позже я узнал, что меня потрясла классическая реакция «йодные часы», названная так, потому что реагенты можно подобрать так, что оказывается возможным точно предсказать время протекания реакции.

Суть реакции – в соединении йода с крахмалом, которое приводит к появлению темно-синего окрашивания. Многих студентов впечатляло разрезание картофелины пополам и опрыскивание разреза настойкой йода, отчего срез немедленно синел. Действительно, йод почти всегда используют для выявления в каком-либо образце вещества крахмала. Например, при созревании яблока сладость плода возрастает по мере того, как крахмал превращается в простые сахара. Благодаря этому фермеры могут проверять степень зрелости плодов, опрыскивая поверхность разреза йодом. Если это приводит к появлению интенсивного синего окрашивания, значит, плоды еще не созрели. В этом случае окраска появляется практически мгновенно. Для того чтобы оттянуть этот момент, надо использовать более тонкую химию.

Реакцию йодных часов начинают с добавления ионизированной формы йода – йодидом, который не дает никакого окрашивания при смешивании с крахмалом. Однако йодид реагирует с перекисью водорода, и в ходе этой реакции окисления превращается в йод. Здесь вступает в игру химическая изобретательность: витамин С является общеизвестным антиоксидантом, и поэтому снова превращает йод в йодид. Если смешать йодид с витамином С и добавить в раствор крахмала и перекиси водорода, то витамин немедленно среагирует с образующимся йодом и немедленно превратит его в йодид, не допуская реакции с крахмалом. Однако по мере истощения витамина С весь новообразованный йод будет уступать в реакцию с крахмалом, отчего появится синее окрашивание.

Меня так сильно заинтриговала эта реакция, что я бросился в библиотеку в поисках книг о демонстрациях химических опытов, и там наткнулся на «Проверенные демонстрационные химические опыты» Хьюберта Алайя. Эта книга перевернула всю мою жизнь. Книга оказалась полна описаний демонстраций опытов, которые я затем повторял в аудитории. Алайя, как я узнал, был профессором химии в Принстоне, и прославился своими лекциями, сопровождавшимися огненными и взрывными фейерверками, а также основательными научными объяснениями и сумасбродными комментариями. Своими лекциями Алайя заслужил прозвище «доктор Бум», став прототипом для режиссера Фреда МакМарри в диснеевском мультфильме «Рассеянный профессор». МакМарри даже встречался с Алайей, чтобы поближе познакомиться с его манерой поведения.

Можете себе представить, что я испытал, узнав, что Алайя собирается выступить с лекцией в Монреале. Я не шел, я бежал туда, и я не был разочарован. Газета «Нью-Йорк Таймс» очень точно описала это выступление: «Среди взрывов и клубов диоксида углерода Алайя объясняет тайны химии с заразительным энтузиазмом… по ходу настоящего театрализованного и очень живого представления со световыми и шумовыми эффектами». Он показал и реакцию йодных часов, с которой я уже был знаком! Но и эту реакцию он усовершенствовал. В его руках раствор не только становился из бесцветного синим, нет, он снова терял цвет, а потом цикл повторялся сначала. Я был совершенно очарован этой циклической реакцией, и много лет спустя положил ее в основу «Химической магии» – шоу, с которым я и мои коллеги путешествовали по всей Северной Америке. Думаю, учитывая страстность и неподдельную любовь к химии, доктор Алайя бы одобрил наши выступления.

Думаю, однако, что он не удержался бы от едких замечаний по поводу жульнического использования реакции йода с крахмалом в Китае. Помните изречение: «Клянусь всем китайским чаем!»? Неудивительно поэтому, что во время всех туристических туров в Китай автобусы с туристами непременно завозят на какую-нибудь чайную плантацию, где рассказывают всякие чудеса о пользе чая, а потом загоняют в магазин, где туристы могут оставить свои запасы твердой валюты. Здесь рассказ о пользе чая дополняют милым химическим экспериментом. В большую миску засыпают рис и растирают его пестиком. Добавляют воду, а потом раствор, содержащий йод (хотя об этом не говорят ни слова). Рис, как и картофель, содержит крахмал, и в миске очень быстро происходит характерное синее окрашивание.

Здесь наступает кульминация. К синему рису добавляют свежезаваренный чай, и смесь мгновенно обесцвечивается. После этого группу туристов угощают рассказом об антиоксидантах и об их свойствах связывать свободные радикалы – соединения, вызывающие болезни и преждевременное старение. Дальше следует описание антиоксидантов чая, с намеком на то, что их действие было только что продемонстрировано исчезновением синей окраски. Смысл всей этой лекции заключается в том, что чай очищает наши внутренности так же, как он только что, на наших глазах, очистил блюдо с рисом.

Демонстрация, как правило, оказывается убедительной, и туристы радостно опустошают полки магазина. Правда, если бы туристы с таким же рвением бросились читать книжки по химии, то они нашли бы другое объяснение изменению окраски раствора. Чай действительно содержит полифенолы из класса катехинов, а эти катехины, на самом деле, являются антиоксидантами. Но изменение цвета в ходе данной реакции не имеет ничего общего с их антиоксидантными свойствами. Такие реакции в органической химии называют реакциями «электрофильного ароматического замещения».[16] В данном случае йод замещает атом водорода в молекулах полифенолов. Истощение запаса йода в растворе приводит к тому, что реагировать с крахмалом становится нечему. Благодаря этому исчезает и синяя окраска. Я не хочу сказать, что пить чай вредно, и, наверное, содержащиеся в нем антиоксиданты, на самом деле, оказывают благотворное действие, но это свойство не подтверждается реакцией обесцвечивания смеси риса с йодом. Это просто похищение моей любимой реакции!

Ядовитое очищение

Представьте себе следующую картину. Вы глотаете маленькую таблетку, дожидаетесь момента, когда она настолько раздражит ваш кишечник, что у вас начнется сильный понос, а потом вы разыщете в каловых массах эту таблетку, отмоете ее, и она будет готова к следующему применению для того, чтобы избавиться от накопившихся в организме вредных шлаков. Но как может таблетка, не изменившись, пройти по всему желудочно-кишечному тракту? Может, если она сделана из металла, в данном случае, из сурьмы. Я умоляю вас, не идите в аптеку и не требуйте таблетированную сурьму. В настоящее время такое лечение не практикуют; сурьму прописывали больным в средние века, когда лечение было всегда направлено на удаление «болезнетворных соков» из организма. В принципе, такой подход мало чем отличается от современного безумного увлечения изгнания из организме неведомых токсинов разнообразными способами «очищения», многие из которых обладают слабительными свойствами.

Надо надеяться, что в наши дни найдется мало глупцов, готовых принимать сурьму или ее соединения, потому что они, на самом деле, ядовиты. Конечно, этого не знали в средние века; тогда лишь прекрасно видели, что сурьма помогает облегчить кишечник. Причем не только как слабительное. Один из методов очищения заключался в питье вина, которое ночь простояло в посуде из сурьмы. Сурьма реагировала с винной кислотой с образованием виннокаменной сурьмы (тартрата сурьмы), соединения, вызывавшего рвоту. Идея очищения организма для лечения болезней господствовала в медицине вплоть до конца восемнадцатого века. Когда Моцарт заболел какой-то загадочной болезнью, ему назначили лечение «рвотным камнем», как называли тогда тартрат сурьмы. Какой именно болезнью страдал Моцарт, неизвестно, но через две недели он умер. Врачи наблюдали у него сильную рвоту, лихорадку, отеки живота и конечностей. Все эти симптомы укладываются в клиническую картину отравления сурьмой. Конечно, мы не можем доказать, что Моцарт умер именно из-за такого отравления; он болел, кроме того, ревматизмом, который едва не свел его в могилу в детстве.

Моцарт всю жизнь отличался хрупким здоровьем, и известно, что врачи лечили его препаратами сурьмы, и даже он сам принимал ее, когда плохо себя чувствовал. Интересно, что сам Моцарт действительно считал, что его отравили, и обвинял в этой попытке своего музыкального соперника Антонио Сальери. Вопреки известному фильму «Амадей», в котором есть намек на такую возможность, исторические факты свидетельствуют против этой версии. Вопреки распространенной легенде, Сальери на исповеди перед смертью не признавался в том, что пытался отравить Моцарта.

В девяностые годы летучее соединение сурьмы, известное под названием стибина (SbH₃), было заподозрено в том, что оно является причиной внезапной детской смерти. Идея заключалась в том, что это вещество образуется из оксида сурьмы, который добавляют в поливинилхлорид для уменьшения его горючести. Грибок, обнаруженный в матрасах, способствует такому превращению – во всяком случае, в лабораторных условиях. В настоящее время эта теория оставлена, потому что ни присутствие грибка, ни концентрации сурьмы в крови детей не проявляют корреляцию с частотой внезапной детской смерти.

Недавно «Гринпис» всколыхнул общественное мнение брошюрой «Маленький рассказ о чудовищах в вашем шкафу». Что же это за «чудовища»? Подзаголовок извлекает их на свет. «Исследования показывают, что в детской одежде содержатся опасные вещества». Вот оно что, оказывается, эти чудовища – химические соединения. Одно из них, по мнению «Гринпис» – это триоксид сурьмы, который присутствует во всех тканях, содержащих полиэстер. В этом нет ничего удивительного, потому что триоксид сурьмы применяют в качестве катализатора при производстве полиэстера, а, кроме того, добавляют его в этот материал для повышения огнестойкости. Кроме того, верно, что триоксид сурьмы может представлять опасность для здоровья. Но опасность – это не то же самое, что риск.

Опасность – это внутреннее свойство вещества, его способность причинять вред, если не учитывать тип и время экспозиции. Вдыхание соединений сурьмы на производстве действительно очень опасно; триоксид сурьмы относится к веществам, которые в результате систематического вдыхания могут стать причиной рака легких. Но это не относится к следовым количествам триоксида сурьмы, содержащимся в ткани. Здесь степень вредности определяется способностью соединения выделяться из ткани и поглощаться организмом человека. Этот вопрос тщательно изучали и пришли к выводу, что количество выделяющегося из ткани опасного соединения находится намного ниже границы значимого риска. То же самое относится к следовым количествам сурьмы, содержащимся в полиэстере, из которого изготовляют бутылки для воды и прочих напитков. Концентрация меньше пяти частиц на миллиард не представляет никакой угрозы здоровью.

Сурьма в природе не встречается в виде самородного металла, так откуда же ее брали средневековые врачи? Подобно большинству металлов, сурьму выплавляют из руды, в данном случае, из сульфида сурьмы, стибнита, вещества, известного людям на протяжении тысячелетий. Библейская соблазнительница Иезавель, как утверждает Писание, красила брови стибнитом, а, кроме того, это же соединение было главной составной частью угля, которым красавицы древнего Египта красили ресницы. Неизвестно, кто первым понял, что нагревание сульфида сурьмы превращает его в оксид сурьмы, а дальнейшее нагревание его в присутствии углерода позволяет получить металлическую сурьму, но, если вы посетите Лувр, то увидете там изготовленный пять тысяч лет назад сосуд из почти чистой сурьмы.

В наши дни ни металлическая сурьма, ни ее соединения не применяются в медицине, хотя еще в семидесятые годы соединения сурьмы применялись как противопаразитарные средства, в частности, при лечение шистосомоза. Эти препараты действительно уничтожали паразитов, но иногда убивали и больных. До начала двадцатого века рвотный камень использовали как средство лечения алкогольной зависимости, хотя и без особого успеха. В «Медицинском журнале Новой Англии» была когда-то опубликована статья о человеке, которого его жена пыталась вылечить от алкоголизма, тайно добавляя в апельсиновый сок рвотный камень. В результате этот человек попал в больницу с болями в груди и с печеночной недостаточностью. Известно, что следующие два года этот человек не брал в рот спиртного. Видно урок приема сурьмы не прошел для него даром.

Реальные Флинтстоуны[17]

Я, можно сказать, вырос на сериале «Флинтстоуны», первой мультипликационной комедии положений. Было очень забавно наблюдать за жизнью современных людей, перенесенных в каменный век, но лишь только после начала уроков химии в школе я задумался о значении фамилии Флинтстоун. Мистер Кук показал нам, как с помощью кремня (flintstone) зажечь горелку Бунзена, попутно рассказав, что именно так люди впервые начали добывать огонь. Именно это слово послужило фамилией семьи героев фильма, но история о том, что именно с помощью кремня древние люди впервые научились добывать огонь, неверна.

В науке давно идут споры о том, когда именно человечество овладело огнем. Оценки разнятся от 400 тысяч лет до двух миллионов. Сначала, по всей видимости, огонь добывали из тлеющих углей – при лесных пожарах, возникавших от ударов молний, или при извержениях вулканов. К тлеющим углям прикладывали дерево или куски животного жира, а затем раздували пламя. Скорее всего, первым способом добывания огня стало трение друг об друга кусков дерева. Во время трения образовывалась мелкая древесная крошка, которая и воспламенялась при повышении температуры, вызванном трением.

Потом, когда наши предки начали изготовлять орудия из камня, они заметили, что при ударе определенными камнями друг об друга начинают сыпаться искры. Кремень – это разновидность кварца, по сути, это двуокись кремния. Кремень может быть довольно разнообразно окрашен из-за присутствия примесей. По твердости этот камень почти не уступает алмазу. При ударе куском кремня по куску камня, содержащего железо (например, пирита) из камней буквально вылетает сноп искр! Эти искры представляют собой светящиеся кусочки раскаленного железа, которые могут поджечь легко воспламеняющиеся материалы.

Технология добывания огня была значительно усовершенствована с наступлением железного века, после того, как человек смог нагреванием железной руды получить железо, которое затем превращали в сталь, добавляя в расплав углерод. При ударе сталью о кремень возникает огромное число искр. До изобретения в девятнадцатом веке спичек, использование кремня было самым распространенным способом добывания огня. Люди носили с собой трутницы – коробочки, в которых лежал кремень, кусок стали и сухой горючий материал – высушенный гриб, обожженная ткань и деревянная палочка, пропитанная серой. При небольшом навыке, ударом кремнем о сталь можно было получить искры, воспламенявшие трут, от которого поджигали палочку, а уже с ее помощью зажигали свечу или керосиновую лампу.

В ранних образцах огнестрельного оружия запал поджигали с помощью «кремниевого замка», механизма, сделанного из кремня, прикрепленного к снабженному пружиной молоточку, который срабатывал после нажатия на спусковой крючок. Кремень ударял по куску стали, возникал сноп искр, поджигавший немного пороха на полке, откуда огонь распространялся на основной пороховой заряд, находившийся в стволе, после чего следовал выстрел.

Несмотря на то, что спички вытеснили трутницы, кремни до сих пор не исчезли из употребления. Они до сих пор используются в карманных зажигалках, для поджигания газовой смеси при автогенной сварке. А также – да, да – для поджигания газа в горелке Бунзена. Но то, что мы сейчас называем кремнем, на самом деле кремнем не является. Это искусственный материал – «ферроцерий», состоящий из железа, церия, лантана и магния. Этот материал играет роль не кремня, а стали. В традиционных зажигалках газ воспламеняют частички стали, высекаемые при ударе о кремень. В данном же случае, благодаря низкой температуре воспламенения церия, воспламеняются частицы ферроцериевого кремня при ударе о твердый металл.

В наши дни такие «кремневые» зажигалки входят в состав наборов для выживания в экстремальных условиях. Полоску ферроцерия приклеивают к небольшому куску магния, мягкого металла, который при сгорании дает высокую температуру. Техника добывания огня заключается в следующем: ножом нарезают небольшое количество магниевой стружки, а потом трением лезвия ножа о ферроцериевую полоску производят искры. Преимущество этой системы состоит в том, что в отличие от спичек, магний горит даже в мокром виде. Яркое пламя магния использовали на заре фотографии, когда пленка отличалась низкой чувствительностью. При фотографировании использовали лампы, в которых сгорали полоски магния.

Большой кусок магния поджечь очень трудно, поэтому набор безопасен, так как кусок магния не вспыхивает. Однако уже горящий магний невозможно потушить, так как магний горит даже в отсутствие кислорода – он взаимодействует с азотом с образованием нитрида магния. Заливание водой лишь усугубляет положение, потому что магний реагирует с водой, образуя горючий газ – водород. Именно поэтому магний применяют для изготовления зажигательных бомб. Во время Второй Мировой войны немецкие города превращались в море огня двухкилограммовыми магниевыми бомбами в результате термитной реакции внутри их корпуса. Алюминиевый порошок при соединении с оксидом железа выделяет огромное количество тепла и плавит железо, в результате чего воспламеняется магниевый корпус. Вспыхнувшая таким образом бомба поджигает все на своем пути.

Откуда берется магний? Это широкораспространенный в природе элемент, хотя в чистом виде он никогда не встречается. Атом магния находится в молекуле хлорофилла, вещества, благодаря которому углекислый газ и вода, улавливая энергию солнечного света, используют ее для синтеза глюкозы, из которой затем растение синтезирует множество самых разнообразных веществ – от ДНК до крахмала. Растения добывают магний из почвы, где он находится в форме разнообразных солей, таких, как карбонат магния. Это вещество является самым распространенным сырьем для производства металлического магния. Сначала карбонат магния нагревают и получают из него оксид магния, который затем восстанавливают до металлического магния реакцией с кремнием. В морской воде тоже содержится большое количество солей, из которых можно добыть металлический магний. В основном, это хлорид магния. При пропускании электрического тока через расплав хлорида магния на катоде получают магний, а на аноде – ионы хлора. Именно так Хэмфри Дэви в 1808 году впервые получил чистый магний.

Подумайте об этом, когда будете в следующий раз смотреть «Флинтстоунов», и не обращайте внимания на странное сосуществование людей и динозавров; авторы имеют право на художественный вымысел.

Тесла: искра гения

Не стану утверждать, что это было научное социологическое исследование, но результаты получились, тем не менее, довольно интересными. Я, по собственной инициативе, провел опрос на тему: «Кто такой Никола Тесла?» Некоторые респонденты говорили, что это изобретатель электромобиля, некоторые – по большей части студенты – вспомнили, что так называется единица плотности магнитного потока, и связали имя Теслы с магнетизмом. Но большинство опрошенных не имело ни малейшего представления о том, что все наши современные технические удобства, так или иначе, связаны с именем блестящего сербского ученого, переехавшего в США в 1884 году. Наши ярко освещенные дома, пылесосы, холодильники, стиральные машины – все это результаты изобретений Теслы, сделавших возможной передачу электрической энергии на большие расстояния и экономичной работу электромоторов.

Переменный ток Теслы можно было легко передавать по проводу на большие расстояния, в то время как постоянный ток его соперника Эдисона при передаче требовал установки через каждые несколько миль подпитывающего силового устройства. «Битва токов» была жестокой, отмеченной многими, подчас, весьма причудливыми демонстрациями. Электрические игрушечные звери Эдисона показывали, насколько опасным может быть переменный ток, а Тесла в ответ подставлял себя удару переменного тока напряжением двадцать пять тысяч вольт, чтобы доказать его безопасность.

Приехав в Америку, Тесла некоторое время работал у Эдисона и взял на себя решение некоторых проблем великого изобретателя, связанных с постоянным током. Эдисон обещал за их решение 50.000 долларов. Тесла решил их и потребовал вознаграждение. Эдисон ответил знаменитой фразой: «Тесла, вы не понимаете американского юмора». Но хорошо смеется тот, кто смеется последним, а последнее слово осталось за Теслой, ибо его переменный ток завоевал мир.

Как Тесла заинтересовался электричеством? Это произошло благодаря любимой кошке, Макаке, утверждал сам изобретатель. Когда он в детстве гладил кошку по шерсти, с нее сыпались искры, напоминавшие миниатюрные молнии. «Не является ли природа гигантской кошкой?» – задумался Тесла. Любопытство, порожденное кошкой, в конечном счете привело к изобретению катушки Теслы, прибора, способного генерировать высокое напряжение и производить самую мощную в те времена искусственную молнию.

Изобретатель был одержим идеей беспроводной передачи электрической энергии с помощью соответствующих частот колебаний электрического тока. В конце концов, ведь даже звуковые колебания, если правильно подобрать их частоты, способны разбивать стекло! В своей нью-йоркской лаборатории Тесла построил вибрирующую платформу, приводимую в действие сжатым воздухом для того, чтобы изучать реакцию разных предметов на колебания различной частоты. Однажды, встав на платформу, когда она работала, Тесла отметил «странное, но приятное ощущение». Потом возник еще один эффект. Оказалось, что Тесла изобрел механическое слабительное! Очень скоро этим эффектом, можно сказать, воспользовался Марк Твен.

Тесла с детства был поклонником этого американского писателя. В детстве Тесла заразился холерой и был долго прикован к постели. Однажды няня принесла ему сербский перевод Твена. Мальчик был поражен картинами американского Юга, описанными Марком Твеном, и был счастлив лично познакомиться с ним, когда они оба жили в Нью-Йорке.

Однажды, во время посещения лаборатории Теслы, Твен в разговоре пожаловался на мучивший его запор. Изобретатель предложил писателю встать на вибрирующую платформу, чтобы «оживить кишечник». Твен был большим поклонником науки и техники и согласился стать подопытным кроликом. Тесла включил машину и предупредил, что по первому же знаку надо будет с нее сойти. Писателю настолько понравилось ощущение вибрации, что он проигнорировал совет Теслы сойти с платформы, и очень скоро лаборатория огласилась паническим воплем: «Тесла, где у вас туалет?» Твен, однако, спохватился слишком поздно, и белый костюм великого юмориста был безнадежно испорчен.

Однако, как говорил сам Тесла, его осциллятор был способен и на большее, нежели на изгнание содержимого человеческого кишечника. Этот аппарат мог улучшать цвет лица представительниц прекрасной половины человечества, так как Тесла верил в то, что женская красота напрямую зависит от работы желудочно-кишечного тракта. Мало этого, его устройство могло вызывать резонансные колебания зданий. Тесла даже утверждал, что одна из его установок спровоцировала происшедшее в городе землетрясение. Это конечно спорно, но не подлежит никакому сомнению, что все электрические лампочки в его лаборатории в Колорадо-Спрингс горели без всяких проводов. До сих пор точно неизвестно, как Тесла этого добился, потому что изобретатель был скрытен и не отличался аккуратностью в ведении лабораторных журналов. На Лонг-Айленде, в своей лаборатории Уорденклифф, он воздвиг передающую башню высотой 185 футов, увенчанную гигантским медным куполом. Он планировал бесплатно передавать электричество по всему миру без проводов, но его спонсор Дж. Пьерпонт Морган не поверил в этот проект и не стал его финансировать. Сегодня беспроводная передача электроэнергии, впервые продемонстрированная Теслой, стала явью, воплотившись в зарядных устройствах для зубных щеток и сотовых телефонов.

Но и это еще не все. Концепцию радиопередатчика Тесла сформулировал за два года до Гульельмо Маркони, получившего за изобретение Нобелевскую премию. Тесла прокомментировал это событие так: «Маркони – хороший парень, пусть продолжает и дальше в том же духе, но он воспользовался семнадцатью моими патентами». Тесла построил первую в мире гидроэлектростанцию на Ниагарском водопаде, и эта ГЭС освещала его лабораторию. Первые снимки с использованием икс-лучей Тесла выполнил раньше, чем Вильгельм Рентген, и предвидел радар за несколько десятилетий до его реального изобретения.

Как и многие гениальные люди, Тесла отличался изрядной эксцентричностью. Он не терпел, когда прикасались к его волосам, и не выносил вида жемчуга. На склоне лет он пристрастился кормить голубей, а в отношении одной из птиц говорил, что любит ее, «как мужчина любит женщину». Однако, если отбросить все эти несущественные пустяки, можно сказать, что ни один другой ученый не оказал столь сильного влияния на нашу жизнь, как Тесла. Странно устроен наш мир, в котором такие, ничего в своей жизни не сделавшие люди, как Кардашьян, известны всем, а такие гении, как Тесла, неизвестны никому (если брать в расчет широкую публику), несмотря на то, что именно этот человек является архитектором электронной эры.

Красочное прошлое серы

Глядя на гавань Ванкувера, невозможно пропустить огромные горы серы, ждущие погрузки на суда, отправляющиеся отсюда в порты всего мира. Эта сера, по большей части, превратится в серную кислоту, одно из важнейших промышленных химических соединений.

В Канаде нет природных залежей серы, но зато есть крупные месторождения природного газа и развитая нефтяная промышленность. Природный газ на 95 процентов состоит из метана, но часто он бывает загрязнен сульфидом водорода (сероводородом), который, как всем известно, пахнет тухлыми яйцами (на самом деле, конечно, наоборот). В ходе очистки природного газа сероводород отделяют, а затем обрабатывают кислородом. Продуктом реакции сероводорода с кислородом является сера. Серу можно получать также и из сырой нефти. Нефть – это смесь углеводородов, но и в ней есть примесь сероводорода и около 4000 других соединений серы. Эти соединения можно выделить из нефти, превратить в сероводород, а затем в атомарную серу. Заводы по получению серы из сернистого газа находятся в провинциях Альберта и Британская Колумбия. Серу получают также из битумных песков Альберты и на нефтеперерабатывающих заводах Восточной Канады.

Есть и другая причина для удаления соединений серы из сернистого газа и нефти, помимо получения сырья для производства серной кислоты. При сжигании топлива, содержащего соединения серы, образуется двуокись серы. В результате реакции с атмосферной влагой образуется сернистая и серная кислоты, что и приводит к выпадению кислотных дождей.

Коммерческое производство серной кислоты из серы было начато в 1763 году Джошуа Уордом, английским врачом с сомнительной репутацией. Он в промышленном масштабе воспользовался реакцией, открытой Иоганном Глаубером, немецко-голландским химиком, который показал, что нагревание серы в атмосфере водяного пара в присутствии нитрата калия, известного под названием калийной селитры, позволяет получить серную кислоту. Селитра высвобождает кислород, который окисляет серу в ее триоксид, а тот, в свою очередь, присоединяет воду с образованием серной кислоты.

Уорд был интересной фигурой своего времени. Сам он называл себя «восстановителем здоровья и отцом бедняков», но его коллеги придерживались иного мнения. Они высмеивали «капли Уорда», лекарство, которое по уверениям самого изобретателя, излечивало все мыслимые болезни, и которое он скромно назвал своим именем. Кроме того, Уорд изобрел «Монашеский бальзам», отвар, созданный на основе древесной смолы, который, как утверждал Уорд, облегчал дыхание, смягчал кашель, лечил ларингит, а также потертости и ссадины кожи. Этот бальзам продают в аптеках и сегодня. Можно спорить о достоинствах Уорда как врача, но химиком он оказался отменным. Современное производство серной кислоты до сих пор основано на превращении серы в ее триоксид, который затем заставляют вступать в реакцию с водой.

Серную кислоту используют в основном для производства наших кормильцев – фосфатных удобрений. Различные типы фосфатов (например, флуороапатиты) обрабатывают серной кислотой для получения фосфорной кислоты, которая затем вступает в реакцию с аммонием, в результате которой образуется фосфат аммония, распространенное удобрение. Серную кислоту также применяют в производстве моющих средств, пластмасс, красителей, инсектицидов, электрических батарей, чернил, смазочных материалов, текстиля и взрывчатых веществ. Именно поэтому говорят, что объем производства серной кислоты говорит о промышленном развитии страны.

Первыми веществами, ставшими известными человечеству в своем элементарном состоянии, были золото и сера. Библия говорит об огне и сере, а в папирусе Эберса, датированном 1550 годом до н. э., описывается глазная мазь, содержащая серу. Древние знали серу как «горящий камень» и были, несомненно, зачарованы синеватым пламенем и едким запахом его горения. Греки жгли серу для очищения храмов, и это привело к нескольким полезным открытиям. Грызуны погибали от воздействия паров двуокиси серы! Этот факт привел к мысли о сжигании серы для получения дыма, убивающего заразу. В «Одиссее» Гомера говорится о сжигании серы для предохранений трупов от разложения на жарком солнце.

Древние римляне открыли способность диоксида серы, образующимся в результате сгорания серы, отбеливать шерсть. Согласно некоторым сведениям, это же соединение обладало способностью убивать вредные микробы в винных бочках, хотя в этом можно и усомниться. Мы, однако, точно знаем, что вплоть до пятнадцатого века в бочках, прежде чем наполнить их вином, жгли серные свечи. Греческий философ Теофраст описал, как с помощью растирания киновари в уксусе в медной чаше можно получить чистую ртуть. Вероятно, это сведения о первой в истории искусственно выполненной химической реакции. Вероятно, получение блестящего жидкого металла из красного порошка казалось подлинным чудом! Именно такие реакции воспламенили воображение алхимиков, решивших научиться получать золото из других веществ с помощью химических процессов. Желтоватый блеск серы и металлическое сияние ртути сделало эти два элемента краеугольным камнем безнадежных поисков алхимии.

К тринадцатому веку ведущую роль, однако, стала играть горючесть серы. Было обнаружено, что смесь селитры, порошкообразного древесного угля и серы очень легко воспламеняется. Эта смесь и стала порохом, ибо газы, образующиеся при его сгорании, как оказалось, можно было использовать для метания самых различных снарядов. Порох изменил облик мира! Из эзотерической субстанции, востребованной только алхимиками, сера превратилась в необходимый элемент военного дела, а поскольку войны велись, как правило, с «неверными», то церковь постановила держать порох в секрете от врагов. В 1527 году римский папа Климент VII обнародовал эдикт, грозивший отлучением любому, кто продает серу «сарацинам, туркам и иным врагам христианской веры».

Венесуэльский президент Уго Чавес высказал свой, очень оригинальный, взгляд на серу. В 2006 году, выступая в Организации Объединенных Наций после президента США Джорджа Буша, он заметил: «Вчера с этой трибуны выступал дьявол, и я до сих пор отчетливо слышу запах серы, исходящий от этой трибуны!» Действительно, соединения серы могут обладать отвратительным запахом – вспомним хотя бы тухлые яйца, кишечные газы или секрет желез скунса. Однако сера как чистый химический элемент – это твердое желтое вещество, лишенное запаха. Вероятно, Чавес занялся политикой, потому что в школе не преуспел в химии.

Видеть сквозь дым

Изображение керосиновой лампы, присланное мне другом на «фейсбук», сильно меня заинтриговало. От всей картинки веяло викторианским духом, но самым интересным ее элементом была металлическая чаша, подвешенная над отверстием стеклянного цилиндра, окружающего фитиль лампы. «Зачем нужна эта чашка?» – спрашивал меня друг. Этот вопрос живо вернул меня во времена моей юности.

В детстве я болел бронхиальной астмой, а в те времена еще не было спасительных ингаляторов, и приступы лечили вдыханием дыма порошка, сгоравшего в чашке, подвешенной над керосиновой лампой. Я тогда был слишком мал, чтобы понимать, что происходит, и просто делал то, что мне говорили. И знаете, лечение действовало! Конечно, после изобретения портативных ингаляторов с изопротеренолом эти громоздкие приспособления ушли в прошлое. Честно говоря, я уже забыл и думать о них, и вспомнил только после того, как посмотрел на картинку. Действительно, это устройство выглядело как приспособление для испарения какого-то вещества, положенного в металлическую чашку, подвешенную над огнем.

Благодаря «гуглу» я быстро узнал, что эта лампа представляет собой ингалятор «вапокрезолин». Впервые такой ингалятор был сделан в 1879 году для производства паров и дыма с целью лечения таких дыхательных поражений, как бронхиальная астма или коклюш. Кроме того, устройство рекламировали как «превосходное средство уничтожения болезнетворных микробов».

Недавние открытия Луи Пастером болезнетворных «зародышей» сделало их героями множества газетных статей, так же как внедрение британским хирургом Джозефом Листером карболовой кислоты (фенола) для обеззараживания операционных. Листер заметил, что хирургические раны часто «загнивали» и начинали производить неприятный запах, бывший предвестником надвигавшейся катастрофы. Заметив, что крестьяне опрыскивают карболкой посевы для уничтожения неприятного запаха от навоза и нечистот, которыми удобряли поля, и что скот, пасшийся на этих опрысканных полях, не заболевал, Листер начал обрабатывать раны карболовой кислотой. Кроме того, Листер изобрел разбрызгиватель для распыления карболовой кислоты в операционных, после чего снискал себе славу «отца современной хирургии».

«Вапокрезоловая лампа» стала результатом попытки использовать работы Пастера и Листера. В те времена химики были заняты извлечением самых разнообразных веществ из каменноугольной смолы. Среди таких веществ есть и креозот. Именно из креозота получали использованную Листером карболовую кислоту, а также ряд родственных фенолу веществ, названных собирательным наименованием крезолов. Таковы были лечебные вещества, получавшиеся с помощью «вапокрезоловых ламп». Реклама утверждала, что эти лампы благотворно действуют на астматиков, так как лечат их во время ночного сна. Однако никакого лечения, на самом деле, не было. Причина бронхиальной астмы не связана с микробами. Вапокрезоловая лампа была похожа на приспособление, с помощью которого лечили меня, но я вдыхал точно не крезол. Так чем же, спрашивается, я дышал?

Я принялся листать старые медицинские тексты и наткнулся на упоминание об «Астмадоре доктора Шифмана». В тексте была иллюстрация с изображением зеленоватого порошка. Этот порошок я хорошо помнил. Этот порошок продавали в аптеках до шестидесятых годов прошлого века. Астмадор надо было сжигать, как табак или свечи, и вдыхать дым для лечения астмы. Активным ингредиентом астмадора был атропин, соединение, обнаруживаемое в растениях семейства пасленовых, в частности, в дурмане (Datura stramonium) и красавке (Atropa belladonna). Еще в 3400 году до нашей эры египетские врачи рекомендовали укладывать листья этих растений на раскаленные кирпичи и вдыхать дым при заболеваниях органов дыхания. Знали древние египтяне и о том, что сок пасленовых растений, закапанный в глаза, расширяет зрачок. Этим пользовались римские матроны, считавшие, что расширенные зрачки делают их красивее. Отсюда и название – «белладонна» (красивая женщина).

К 100 г. н. э. в Индии начали изготовлять специальные трубки для курения листьев дурмана. Вдыхание паров и дыма атропина может вызывать галлюцинации, и поэтому неизвестно, были ли эти трубки изобретены для лечения болезней органов дыхания, или для просветления и расширения сознания. Однако мы точно знаем, что в 1802 году британский врач Джеймс Андерсон, сам страдавший бронхиальной астмой, посетил Индию, где ощутил облегчение, покурив дурман. Вернувшись в Британию, он поделился своими впечатлениями с коллегами, один из которых, доктор Смит, опубликовал статью о пользе курения дурмана в «Эдинбургском медицинском и хирургическом журнале».

Очень скоро порошок стали курить в трубках, а, кроме того, было налажено производство сигарет с крошкой листьев дурмана или белладонны. Вероятно, я тоже получал пользу от какого-то подобного лечения. Оказалось, что атропин блокирует рецепторы ацетилхолина на гладких мышцах, а эта блокада приводит к расширению мелких бронхов и, естественно, облегчает симптомы астмы, которая и вызывается сужением именно мелких бронхов. Как и в отношении остальных химических соединений, сила воздействия зависит от дозы. Появилось много сообщений о передозировках, а также о злоупотреблениях со стороны людей, которые искали не лечения от астмы, а ярких галлюцинаций. Сам доктор Смит умер от передозировки белладонны, которая недаром называется по-английски «смертоносным пасленом» (русское название – «сонная одурь», или «бешеница»).

Совсем недавно смертоносные свойства красавки снова запестрели в заголовках газет в связи с встревоженностью «Управления по пищевым продуктам и лекарствам». В США общественность забила тревогу в связи с появлением на рынке таблеток, облегчающих боль при прорезывании зубов. Это гомеопатические таблетки. Есть подозрение, что у некоторых детей эти таблетки вызывали судорожные припадки, и даже стали причиной нескольких летальных случаев. Странно, что эти случаи связывают с белладонной. Согласно гомеопатическому учению, если средство в гомеопатических дозах облегчает боль, то оно должно в больших дозах боль вызывать. У атропина множество побочных эффектов, но он не вызывает боль.

Более того, согласно гомеопатическим правилам, доза бывает так низка, что в препаратах может не оказаться даже следов действующего начала, и как может причинять вред то, чего нет? Вероятно, некоторые гомеопатические компании не вполне соблюдают собственные каноны, и была все же допущена передозировка белладонны. В любом случае, вероятность того, что гомеопатические средства облегчат боль от прорезывания зубов, приблизительно равна вероятности эффективности вдыхания дыма вапокрезоловой лампы при бронхиальной астме.

Бактерии – не всегда зло

Одним из величайших достижений науки девятнадцатого века стало создание бактериальной теории возникновения болезней. Двадцать первый век может, наоборот, стать эпохой бактериальной теории здоровья.

В данном случае имеются в виду бактерии, обитающие в нашем организме. Они живут у нас на коже, в носу и во рту, но вольготнее всего они себя чувствуют в кишечнике. Сотни видов микроорганизмов пируют на остатках нашей еды и выделяют соединения, которые могут всосаться в нашу кровь. Эти соединения могут влиять на состояние нашего здоровья так сильно, как мы не могли даже представить себе раньше.

В утробе матери дети благоденствуют в стерильной среде. В их организмах нет ни единой бактерии. Однако, появляясь на свет, первые живые существа, с которыми они сталкиваются – это бактерии, населяющие родовые пути матери. Эти микробы переходят от матери к ребенку, а потом за ними следуют другие – из материнского молока, пищи, воды, из почвы, с шерсти домашних животных, от других людей, и, в конечном итоге, бактерии заселяют, колонизируют организм ребенка, в особенности, его кишечник. Все вместе эти бактерии, именуемые «микробиомом», размножаются до тех пор, пока численность их клеток не начинает превосходить число клеток человеческого организма в десять раз. Если считать по клеточному составу, то мы – люди только на 10 процентов, а на 90 процентов – бактерии.

Публикуется все больше исследований, говорящих о том, что микробиом может играть выдающуюся роль в защите человеческого организма от самых разнообразных заболеваний. Например, дети, рожденные путем кесарева сечения и, следовательно, не столкнувшиеся с микрофлорой материнского родового канала, становятся легкой мишенью для множества «плохих» бактерий, которые предрасполагают к возникновению таких болезней, как целиакия,[18] сахарный диабет I типа, а, возможно, даже и ожирение.

Пока неясно, как именно это происходит, но ответ может быть получен при исследовании химических соединений, продуцируемых некоторыми бактериями, и проникающими в кровоток. Например, у мышей, страдающих симптомами заболевания, напоминающим аутизм, состав микрофлоры кишечника иной, нежели у здоровых мышей. Возможно, соединения, продуцируемые этими бактериями, проникают в головной мозг. Интересно отметить, что, если этим мышам вводить взвеси Bacteroides fragilis, то эти полезные бактерии вытесняют вредные, и состояние больных мышей улучшается. Может быть, и у людей симптомы аутизма отступят после нормализации кишечной флоры.

Есть и еще один аспект ранней экспозиции к микробам. Мы все воспитывались в убеждении, что грязь – это плохо. Если ребенок роняет еду на пол, ему запрещают подбирать ее с пола и есть. Надо мыть кухню и ванную «бактерицидными» моющими средствами. Воду надо фильтровать. Воздух – очищать. Бутылочки с детским питанием надо стерилизовать. Возможно, однако, что это стремление к безукоризненной чистоте может сослужить нам дурную службу. Может быть, наша иммунная система нуждается в тренировке для оттачивания своего мастерства.

Поборники «гигиенической гипотезы» утверждают, что, если наша иммунная система лишена целей, для борьбы с которыми она возникла, а именно, лишена микробов, то она может обратить свое оружие на любую доступную цель, даже если эта цель не представляет для организма ни малейшей опасности. Такой целью может стать белок арахисового масла или ингредиент духов. Иммунная реакция часто сопровождается воспалением, так как организм направляет орды лейкоцитов (белых клеток крови) к месту вторжения нежеланного гостя. Иногда такое воспаление становится хроническим и трансформируется в сахарный диабет, ишемическую болезнь сердца или инсульт. Действительно, одно проведенное на Филиппинах исследование, где санитарно-эпидемиологическая обстановка сильно отличается от той, к какой мы привыкли, показало, что чем чаще дети соприкасаются с болезнетворными микробами, тем ниже в их крови уровень С-реактивного белка, показателя воспаления, по достижению двадцатилетнего возраста. Например, жизнь ребенка в условиях, где возможен контакт с испражнениями животных, значительно снижает уровень С-реактивного белка у этого ребенка, когда он становится взрослым. Похоже, что ранний контакт с болезнетворными микробами снижает риск хронического воспаления. Мало того, такой контакт может предупреждать позднейшее развитие онкологических заболеваний.

В самом деле, еще в конце девятнадцатого века Вильям Коули, нью-йоркский хирург, сделал одно замечательное наблюдение. Просматривая старые истории болезней, он обнаружил, что после операций по поводу онкологических заболеваний дольше выживали люди, которых оперировали до введения в практику методов асептики и антисептиков. В особенности удивила его история болезни одного пациента, который поправился от рака горла после того, как заразился бактериальной инфекцией. Коули решил, что такая инфекция может мобилизовать организм на борьбу со злокачественной опухолью. Для того, чтобы проверить свою гипотезу, Коули вводил своим больным взвеси пиогенных стрептококков, бактерий, которые, скорее всего, спасли жизнь тому больному с раком гортани. Инъекции работали, и Коули отмечал успех даже в тех случаях, когда рак уже дал отдаленные метастазы. Коули отмечал, что в ответ на инъекции у больных повышалась температура, и чем сильнее был этот подъем, тем лучше работало лечение.