Термин «Химия»

— Вы что, химик?

— А кто сейчас не химик?

М. Кривич, О. Ольгин. «Очки»

Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания — наука, изучающая вещества, также их состав и строение, их свойства и превращения, ведущие к изменению состава — химические реакции, а также законы и закономерности, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается, прежде всего, рассмотрением перечисленных выше задач на атомно-молекулярном уровне, то есть на уровне химических элементов и их соединений. Химия имеет немало связей с физикой и биологией, по сути граница между ними условна.

Развитие химии надолго затормозила теория четырех элементов-стихий, которая была предложена еще в V веке до н.э. Считалось, что именно из этих «кирпичиков», а также их комбинаций и построен весь материальный мир. Более разумная система появилась только в эпоху Возрождения, что вкупе с доказательством Д. Дальтоном существования атомов — и элементов как совокупности существования одинаковых атомов — привело к кульминации: появлению в 1869 году периодической таблицы элементов Д. Менделеева.

В XII-XIII веках были заложены основы для превращения алхимии в химию. Причиной тому стала средневековая «промышленная революция», которая привела к увеличению добычи полезных ископаемых, что вызвало значительный интерес к металлургии. Исследования, проведенные в XVI веке Р. Агриколой, выявили несостоятельность принятой в то время алхимической теории металлов. Этот процесс был дополнен исследованиями, связанными с постепенным развитием наиболее важной ранней химической технологии: производства красителей для использования в текстильной промышленности. В 1661 году Р. Бойль в трактате «Скептический химик» доказал несостоятельность алхимических представлений об элементах как носителях неких качеств и поставил перед химией задачу поиска реальных химических элементов.

Процесс превращения химии в науку завершился открытиями А. Л. Лавуазье. В 1777 году им была создана кислородная теория горения, с которой начался переломный этап в развитии химии, названный «химической революцией». В 1789 году Лавуазье издал свой знаменитый учебник «Элементарный курс химии», целиком основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре. Он привёл первый в истории новой химии список химических элементов (таблицу простых тел). Химическая революция окончательно придала химии вид самостоятельной науки, занимающейся экспериментальным изучением состава тел. Она завершила период становления химии, ознаменовала собой полную рационализацию химии, окончательный отказ от алхимических представлений о природе вещества и его свойств.

Быстрый прогресс экспериментальной химии способствовал открытию атмосферных газов. Одним из основателей электрохимии, открывшим много химических элементов, стал Гемфри Дэви, «ученый-якобинец» и друг поэтов-романтиков, чьи опыты в области электрохимии позволили ему открыть несколько новых элементов. Его учеником был М. Фарадей, чьи исследования в области электромагнетизма вдохновили Мэри Шелли на создание «Франкенштейна».

В XIX веке быстро развивалась органическая химия. Долгое время предполагалось, что живые тела состоят из веществ, которые управляются какой-то жизненной силой, поэтому их невозможно синтезировать обычными способами. В 1828 году это предположение было опровергнуто синтезом мочевины из цианата аммония. Книга Юстуса фон Либиха «Органическая химия в применении к сельскому хозяйству» вызвала бум в производстве искусственных удобрений, а «Химия животных» того же автора положила начало химической теории метаболизма, что привело к рождению биохимии.

Поскольку золотой век химии совпал с быстрым развитием романа, а прогресс в области органической химии подразумевал радикальный пересмотр представлений человека об окружающем мире, писатели XIX века при необходимости изобразить ученого за работой в большинстве своем изображали химика. Точно так же химлаборатория стала идеальным местом для знакомства читателя с научной работой; пробирка, в которой смешивались, встряхивались и нагревались разнородные вещества, чтобы затем подвергнуться какой-нибудь преобразующей реакции, превратилась в культовую иллюстрацию научного эксперимента. Стала появляться научная фантастика про недавно открытые элементы и их соединения, даже такие сказочные, как гидропироген в «Огненном серпе» Ч. Гейнса, кейворит в «Первых людях на Луне» Г. Уэллса и сардиний в «2010» Ф. Карреля.

Выдумывание самых разных химических веществ с невероятными и даже волшебными свойствами прослеживается во всей литературе XX века, во всех жанрах — от твердой научной фантастики до бульварного чтива. За эти годы писатели чего только не изобрели! Собирающий свет люциум в «Бесконечном виденье» Ч. Уинна, прозрачный металл «люкс» и зеркальный «релюкс» в «Островах в космосе» Д. Кэмпбелла; прочнейший металл «космий», состоящий из сгущенного света в его же «Захватчиках из бесконечности» и таинственный металл «элемент-7», тонкий слой которого служит эффективным противорадиационным экраном в «Космических тварях» К. Саймака. В начале ХХ века наука установила, что многие химические элементы имеют изотопы. Фантасты тут же взяли это открытие на вооружение. Применение аллотропов железа в промышленности преображает мир в романе С. Уэйтса «Современный Прометей», а в рассказе Н. Шахнера «Изотопные люди» показано изотопическое раздвоение личности.

Прикладное использование химии прошло через те же этапы, что и сама наука. С появлением органической химии производство усложнилось. Например, основанная в 1802 году корпорация «Дюпон» вначале выпускала порох, в 1880 году освоила производство динамита, а вначале ХХ века резко диверсифицировала производство и стала выпускать красители, пластмассы и лакокрасочные материалы. Компания своевременно вложилась в исследования в области «чистой науки», что принесло ей большие дивиденды в эпоху внедрения полимеров. Открытие нейлона стало ярким примером фундаментальных исследований как источника технологических инноваций, что привело в конечном итоге к патентованию компанией «Дюпон» лайкры, кевлара и тефлона. Однако в то же время положительный образ промышленной химии и ее исследовательских программ был сильно подпорчен ролью, которую сыграло в Первой мировой войне применение химического оружия, особенно отравляющих газов.

Промышленное производство органической химии и его последствия отражены в замаскированном под научный отчет рассказе А. Азимова «Удивительные свойства тиотимолина», в котором говорится о неком веществе, орбитали которого ориентированы не в пространстве, а во времени: одна в прошлое, а вторая — в будущее. Подобное строение позволяет тиотимолину растворяться прежде, чем к нему будет добавлена вода. Впоследствии Азимов написал еще два рассказа про тиотимолин, в которых открыл дополнительные свойства и потенциальные области применения этого замечательного вещества. Один из немногих фантастических фильмов, где показано применение химии в текстильной промышленности — «Человек в белом костюме».

Итальянец Примо Леви спокойно проработал бы всю жизнь химиком, но в его планы вмешалась Вторая мировая война. Опыт, полученный в концлагере Освенцим, превратил его в одного из самых значительных литераторов ХХ века, его книги приобрели мировую известность. Леви всегда утверждал, что стиль его повествования был предопределен тем фактом, что он был химиком — он дал рассказам, вошедшим в сборник «Периодическая система», названия элементов из таблицы Менделеева. Леви вспоминает семейные предания, студенческие годы, первые шаги в профессии химика и страшные дни, проведённые в Освенциме. Это история молодого человека, трагическую судьбу которого определили чудовищные события минувшего века. Очевидно, что эта книга повлияла на появление сборника коротких рассказов М. Суэнвика «Периодическая таблица научной фантастики», в которых он решил перенести таблицу Менделеева и каждый ее элемент в отдельности в фантастический антураж.

Когда спала тревога возможного применения химического оружия, ей на смену пришли опасения по поводу загрязнения окружающей среды промышленными стоками и отходами. Роль, которую заняла органическая химия в производстве продуктов питания, также породила сомнения о допустимости применения красителей, заменителей, консервантов и прочих «добавок». В совокупности, эти факторы привели к тому, что в общественном сознании эпоха химиков-героев сменилась эпохой химиков-злодеев. Например, в романе С. Лема «Футурологический конгресс» правящие круги с помощью химических препаратов погрузили все человечество в иллюзорный мир почти полного изобилия и благополучия.

Один из химических терминов, прочно вошедший в литературу, стал катализ — избирательное ускорение химической реакции под действием катализаторов. В научной фантастике встречаются «Катализаторный яд» М. Джемисона, «Катализ» П. Андерсона, «Запуск катализатора» Д. Миллера и «Катализ» Ч. Харнесса. Другой термин — индикатор. Почти в каждой мыльной опере зрителю покажут тест-индикатор беременности. Такие же тест-полоски нашли применение в детективах: когда следователи-криминалисты находят следы биологического происхождения, похожие на кровь, к ним прикладывают специальную тест-полоску. Если она меняет цвет — значит, это следы крови.

© Б. Стэблфорд. «Научный факт и научная фантастика», с изменениями