Между новым миром и старым

Помимо традиционных, и прежде хорошо развивавшихся направлений — артиллерии, судостроения, металлургии, электротехники, появились и новые, например авиация. В принципе, предпосылки к этому были: все-таки Можайский в 1882 году построил пусть и не летавший, но второй в истории полноразмерный самолет. Плюс ко всему воздухоплавание считалось перспективным военным направлением. Правда, историю в России, как всегда, творили одиночки, противостоящие государственной машине, так что и в авиации все серьезные прорывы были сделаны энтузиастами. Очень показательна история ранцевого парашюта, который на первый порах отвергли, сочтя, что он станет провоцировать летчиков на злоупотребления и они будут прыгать при малейшей опасности, губя дорогие самолеты.

Революция, конечно, оборвала все нити. В каждой личной истории в России после 1917 года вы увидите перелом, причем практически всегда в худшую сторону. Естественно, многие талантливейшие люди, как, скажем, авиастроитель Игорь Сикорский или химик, один из изобретателей противогаза Иосиф Авалов, уехали за границу, где нашли свое призвание в других областях. Иные и вовсе не успели раскрыть свой талант в России, уехав очень молодыми в надежде спастись от ужасов Гражданской войны, как пионер телевидения Владимир Зворыкин (в США, конечно) или изобретатель видеомагнитофона Александр Понятов (сперва в Китай, затем тоже в США). У инженеров не было своего «философского парохода», они массово уезжали поодиночке.

Сложно сказать, как бы развивалось изобретательское искусство, не случись революции. Если бы царская власть удержалась, технический прогресс был бы равномерным, но далеко не факт, что более динамичным. Советский Союз предложил изобретателям совершенно другую схему защиты авторских прав — с одной стороны, достаточно честную, с другой — не приносящую никакого серьезного дохода и успеха. Величайшие советские инженеры и изобретатели независимо от достижений всю жизнь могли получать среднюю зарплату и ютиться в «двушке» на окраине Москвы, потому что других вариантов закон не предусматривал в принципе. Зато было спокойно: никаких «пан или пропал», никаких разорений и многолетних судов за авторские права. Во всем есть свои плюсы и минусы.

Некоторое количество изобретений, сделанных до революции, нашли свое место и в новом мире. Характерный пример — это водонепроницаемая ткань, разработанная инженером и химиком Михаилом Поморцевым и ныне известная как кирза. Перед ним стояла интересная задача: добиться водонепроницаемости без использования каучука, поскольку в России каучуконосных растений было недостаточно для массового производства. И Поморцев пропитал ткань эмульсией яичного желтка, парафина и канифоли, назвав результат керзой (через «е») по аналогу с уже известной каразеей, завезенной на Русь еще в XV веке и пошедшей из деревеньки Керси в Англии. Именно каразею — грубое тканое сукно с косой ниткой — химик использовал для опытов. Несмотря на то что керза пользовалась успехом и даже завоевывала медали на выставках, до промышленного производства дело так и не дошло, а в 1916-м Поморцев умер. Советская же кирза (уже через «и») появилась значительно позже, в середине 1930-х. Ее история началась с исследований Сергея Лебедева и Бориса Бызова, которые разработали метод промышленного производства искусственного бутадиен-натриевого каучука. А новую кирзу — ткань, пропитанную раствором каучука по методу Поморцева, — получили технологи Иван Плотников и Александр Хомутов.

Вообще, о Поморцеве ходит много легенд. Например, говорят, что в 1890-х он изобрел первый нефоскоп — прибор для определения скорости облаков, хотя на самом деле шведский промышленник, изобретатель и метеоролог Карл Готфрид Финеман представил зеркальный нефоскоп еще в 1885 году и к 1890-м такие устройства уже использовались в России. Еще встречается мнение, что Поморцев изобрел первый барометрический высотомер — это при том, что в 1875 году, когда 24-летний Поморцев и не думал о воздухоплавании, на Парижском международном географическом конгрессе золотую медаль получил дифференциальный барометр, он же высотомер… Дмитрия Ивановича Менделеева.

Ну да ладно. Поморцев заслуживает истории, но не в этой книге. Возможно, я расскажу о нем во второй части, где я загляну в советское и постсоветское время. Здесь же я ограничусь последними двумя десятилетиями Российской Империи.

Многие авторы в список русских изобретателей включают великого летчика Петра Николаевича Нестерова, 27 августа 1913 года первым совершившего «мертвую петлю», а годом позже — 26 августа 1914 года — впервые в истории пошедшего на воздушный таран, закончившийся падением обоих самолетов. Я даже написал главу о нем, но не стал включать в книгу (возможно, опубликую отдельной статьей), поскольку Нестерова все-таки нельзя назвать в полной мере изобретателем высшего пилотажа. Создателем и пионером этого искусства был его коллега, французский пилот Адольф Пегу, разработавший множество различных фигур и активно выступавший на авиашоу в Европе и России. Нестеров опередил его всего лишь с одной фигурой, которую Пегу впоследствии серьезно усовершенствовал.

Петру Николаевичу просто не хватило времени, как, впрочем, и Пегу: француз погиб 31 августа 1915 года в воздушном бою с немецким капралом Отто Кандульски, — очередь из пулемета перебила ему аорту. По иронии судьбы, Кандульски до войны был одним из учеников Пегу. Неделю спустя немец вернулся на место сражения и сбросил на землю венок с надписью: «Пегу, геройски погибшему за свою Родину, от противника».

Еще добавлю, что второй в истории воздушный таран — и первый, после которого пилот остался в живых, — также совершил наш соотечественник. Это был лучший русский ас Первой мировой войны Александр Александрович Казаков, 18 марта 1915 года сбивший на своем «Ньюпоре» почти такой же самолет, что унес жизнь Нестерова, только нового поколения — Albatros B. II. Он успешно повторил задумку Нестерова, повредив крыло противника своим шасси, а затем успешно приземлился на брюхо.

Простите, я отвлекся. Давайте перейдем к делу.

Глава 24

Цвет цвета

Метод хроматографии

Для этой истории нет человека с более подходящей, более говорящей фамилией, чем Михаил Цвет. Сперва можно подумать, что он просто взял псевдоним в соответствии с профессией, но нет, это просто совпадение. Так вышло, что человек по фамилии Цвет работал именно с цветом, занимался исследованием растительных пигментов и в итоге изобрел совершенно новый, революционный способ анализа и разделения химических веществ — хроматографию.

Когда говоришь «изобретатель автомобиля» или «изобретатель ледокола», всё сразу понятно. Тут же другое дело: большинство людей никогда в жизни не слышали слова «хроматография» (и это совершенно нормально).

В химии есть такой важнейший процесс как разделение смесей. Дело в том, что чистые вещества в природе практически отсутствуют, и для вычленения из чего-либо чистого элемента (или нескольких) нужно разделить исходник. Ну, скажем, из водного раствора можно выпарить воду и получить сухой остаток. Или, пользуясь тем, что одно вещество кристаллизуется раньше другого, можно заморозить раствор и собрать кристаллики.

Хроматография — более сложный метод. Он основан на том, что разные вещества имеют разную сорбируемость, или, если говорить нехимическим языком, способность впитываться и впитывать.

Упрощенно метод выглядит так. Берется некое твердое вещество — сорбент (Михаил Цвет использовал мел) — и через него пропускается смесь, требующая разделения или исследования, — элюент. Разные части смеси по-разному впитываются сорбентом, точнее, с разной скоростью, раньше или позже. Таким образом, после окончания эксперимента разные зоны сорбента оказываются пропитанными разными веществами! Есть методы, усугубляющие разделение, например пропитывание сорбента растворителем. Но суть состоит в том, что это не химический, а чисто физический подход, то есть на разделяемое вещество не влияют никакие химические факторы, и оно не меняет химических свойств.

Итальянское детство

По правде говоря, швейцарцы и итальянцы считают Цвета своим ученым. Он родился в 1872 году в Пьемонте, в городе Асти в семье русского и итальянки, причем отец, Семен Николаевич, большую часть времени проводил в России, а Мишу воспитывала мать. Поскольку вокруг мальчика говорили в основном на итальянском, с русским языком у Цвета были проблемы вплоть до взрослого возраста (и он до конца жизни говорил по-русски с легким акцентом).

Он учился в школе в Лозанне, затем в университетском колледже в Женеве, а после и в самом университете на факультете естествознания. Его курсовая работа по стеблям пасленовых, написанная в 1893 году, впоследствии получила премию в области ботаники и была напечатана в серьезных научных изданиях. По сути, Цвет оказался, как говорится, ботаником от бога. Во время работы над диссертацией в 1896 году он вплотную столкнулся с проблемой исследования хлорофилла и обнаружил с некоторым удивлением, что толковых публикаций по этой теме нет, а вещество, являющееся одной из основ земной жизни, исследовано катастрофически плохо. Работы ученых того времени по хлорофиллу напоминали по уровню понимания предмета трактаты средневековых врачей, рекомендующих кровопускание как средство от всех болезней.

Хлорофилл и другие растительные пигменты стали для Цвета исследовательской темой всей жизни.

О жизни растений

Хлорофилл — зеленый пигмент, участвующий в фотосинтезе, — был выделен французскими химиками Пьером Жозефом Пеллетье и Жозефом Бьенеме Каванту еще в 1817 году. Но вплоть до конца XIX века он воспринимался как единое вещество, не разделяемое на компоненты. В растениях хлорофилл ответственен за поглощение света, который затем преобразуется в энергию химических связей. Проще говоря, накопленную энергию растение использует, например, для поглощения углекислого газа и выработки кислорода. Кстати, кислород в данном случае — побочный продукт, нечто вроде отходов производства.

Но я не об этом. Я о том, что в конце XIX века наука была в почете, ботаника наряду с другими дисциплинами двигалась вперед семимильными шагами, а методы выделения хлорофилла для исследований по-прежнему находились на уровне Пеллетье и Каванту: растения кипятили в соляных растворах и подвергали другим жестким воздействиям. Гарантии того, что пигмент при этом не менял свои свойства, не было никакой.

В 1896 году Михаил Цвет приехал в Россию, на родину отца. Что интересно, сам Семен Цвет к тому времени давно перебрался в Швейцарию с двумя другими детьми. Но в России у него остались связи и родственники, так что Михаил ехал не на пустое место.

Русский хлорофилл

Первый год работу найти не удавалось. А затем талантливый молодой человек поступил в лабораторию Петра Францевича Лесгафта, знаменитого петербургского врача, биолога и антрополога. Лесгафт был очень разносторонним человеком. Основные его интересы лежали в области изучения человека. В частности, он заложил основы современной физкультуры, спортивного обучения и здорового образа жизни, — недаром памятник ему стоит в Питере у Национального государственного университета физической культуры и спорта, да и сам университет носит имя Лесгафта.

Но параллельно Петр Францевич увлекался и другими направлениями биологии, в частности, содержал биохимическую лабораторию, взяв туда на первое время одного-единственного сотрудника — Цвета. Работая у Лесгафта, Михаил Семенович опубликовал свою первую крупную работу по хлорофиллу — «Гемоглобин и хлорофилл. В каком направлении желательно изучение последнего тела» (1898).

В течение следующих трех лет Цвет защитил магистерскую диссертацию (ему пришлось делать это повторно, поскольку его женевские документы в России не признали и потребовали подтверждения), опубликовал ряд работ как по хлорофиллу, так и по другим темам, начал вести занятия по ботанике на основанных Лесгафтом курсах и стал членом Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей, создав себе блестящую репутацию в научных кругах. В результате в 1902-м он получил приглашение в Варшавский университет, поначалу на должность лаборанта.

А 8 марта 1903 года он прочел в университете доклад о применении адсорбционных методов в разделении смесей.

Кому и зачем?

Впрочем, впервые о своем методе Цвет рассказывал еще в 1901 году на XI съезде естествоиспытателей и врачей в Санкт-Петербурге.

Основной задачей было найти сорбент, абсолютно химически индифферентный ко всем составляющим смеси — впитывающий, но не реагирующий. Таким сорбентом стал высушенный порошкообразный кальций — что-то вроде мела. Цвет поместил сорбент в стеклянную трубочку и пропустил через нее выделенный хлорофилл. Входящие в его состав пигменты осели в разных слоях мела — получалось нечто вроде зеленоватой радуги.

Именно поэтому Цвет назвал свой метод хроматографией. Сейчас метод широко используется и для разделения бесцветных веществ, так что термин — не более чем дань истории.

С помощью хроматографии Цвет исследовал различные вещества, и в частности пигменты. Он доказал, что хлорофилл содержит множество компонентов, причем компоненты эти разных цветов. Так, Цвет выделил хлорофиллин α и хлорофиллин β. Одновременно с ним аналогичные исследования проводил Рихард Вильштеттер, получивший такие же результаты, но к нему мы вернемся несколько позже.

Надо сказать, что упорство и труд — это одно, а везение — совсем другое. Цвету откровенно не везло. В 1905 году он опубликовал наконец научную работу с описанием своего метода — «О новой категории адсорбционных явлений и о применении их к биохимическому анализу», годом позже ввел понятие «хроматография», затем успешно продемонстрировал технологию в разных университетах. Но научное сообщество приняло идею Цвета с серьезными сомнениями. Противником метода был Климент Аркадьевич Тимирязев, из какой-то необъяснимой ревности отказавший Цвету в должности заведующего кафедрой ботаники в Новороссийском университете; впрочем, это случилось позже, в 1916 году.

Но с работой у Цвета и в самом деле была беда, причем во все времена. Его имя знали по всей Европе, но при этом он постоянно менял университеты: одно время преподавал в Варшавском ветеринарном институте, затем — Варшавском политехническом, поскольку Варшавский университет на какое-то время закрыли из-за студенческих волнений 1905–1907 годов. Мыкаться между разными учебными заведениями, нигде не имея постоянного и надежного места, Цвету предстояло до конца жизни.