Предисловие
Почему семь?
Число семь всегда занимало центральное место в мифологии, музыке и литературе. Мир был создан за семь дней, в диатонической гамме семь нот, а согласно Шекспиру, человек переживает семь возрастов. Когда я задумывал эту книгу, мое внимание также привлекло число семь, и я спрашивал себя: какие семь химических элементов лучше всего помогут понять наш мир? И какие элементы оказали наибольшее влияние на мою жизнь и с какими мне чаще всего приходилось иметь дело?
Разумеется, очевидным кандидатом на включение в семерку стал углерод – ведь в сочетании с водородом он составляет основу сырой нефти. Следующий номер – железо, становой хребет индустрии с начала промышленной революции XIX в. (без него, кстати, нефти не добыть). Следующим на ум пришло серебро, сделавшее возможной фотографию, которой я увлечен всю жизнь. За дальнейшими подсказками я обратился к школьной периодической таблице Менделеева: здесь в соответствии с химическими свойствами сгруппированы все элементы. Просматривая таблицу слева направо, наглядно видишь: каждый следующий содержит в ядре на один протон больше, чем предыдущий [1].
Первым идет водород. В сочетании со многими другими элементами он играет ключевую роль в формировании различных форм жизни, а значит, и в образовании ископаемых видов топлива [2]. Но сам по себе водород не кажется способным изменить мир. Двигаясь дальше, доходишь до кремния, он стоит в таблице как раз под водородом – оба имеют по четыре электрона во внешней оболочке. Я мысленно вернулся к тому времени, когда работал в компании Intel, ставшей пионером в создании полупроводниковых микрочипов на основе кремния. Повсеместное распространение микрочипов и их роль в формировании цифрового мира сделали кремний еще одним очевидным членом семерки.
Одновременно с кремнием начал изменять мир и титан. Когда-то он обещал чудеса, но мечта осуществилась не вполне. Меня самого привлекает малоизвестная способность титана придавать ослепительную белизну всем белым красителям, в которые его добавляют. Я узнал об этом свойстве, сотрудничая с канадской фирмой Quebec Iron and Titanium. Оно удивило меня тогда и продолжает удивлять сейчас.
Двигаюсь дальше по той же строке. О, хорошие знакомые: металлы железо, кобальт, никель, медь и цинк. Все они очень важны, но нельзя с абсолютной уверенностью сказать, какой именно по-настоящему изменил мир. Пусть будет железо, а не медь – электротехнике мы воздадим должное с помощью кремния.
Взгляд еще раз скользнул по серебру и в следующем ряду наткнулся на золото. Оно способно зачаровать, недаром использовалось для чеканки монет, на протяжении веков служивших основной валютой для расчетов международной торговли. Золото – движущая сила глобальной экспансии и имперских амбиций. Его привлекательность толкала людей на невероятную жестокость. Несмотря ни на что, оно притягивает и сегодня.
Итак, я дошел до нижнего ряда периодической системы, выбрав к тому времени шесть элементов.
Уран. Ядро его содержит большое число протонов и нейтронов, и потому он крайне неустойчив. Что и оказало серьезное воздействие на наш мир во время бомбардировки японского города Хиросимы. Поэтому уран был выбран седьмым.
Работая над этой книгой, я раз за разом просматривал периодическую систему, подвергая сомнению выбор – и элементов, и числа семь. И однако каждый раз названная семерка – железо, углерод, золото, серебро, уран, титан, кремний – вновь казалась мне определяющей для человеческой истории. Она связывает важнейшие составляющие нашей общественной, экономической и культурной жизни. Вдобавок эти семь элементов контролируют наши эмоции, как никакие другие.
И никакого восьмого в этот ряд добавить невозможно.
Сущность всего
Химические элементы – источник процветания людей и причина человеческих страданий. Мне довелось наблюдать и то и другое. За 45 лет карьеры в бизнесе, включая 12 лет работы во главе British Petroleum, я видел, на что способны химические элементы.
В детстве я просил отца рассказать какую-нибудь историю. Не помню, чтобы он начинал ее словами: «Давным-давно жили-были…» Но именно так начинается история химических элементов. Если вы наведете на небо мощный радиотелескоп, то обнаружите потоки излучения малой мощности, приходящие к нам отовсюду. Излучение без помех распространяется в космосе с тех пор, как приблизительно 14 миллиардов лет назад образовались первые химические элементы. Оно представляет собой след или эхо Большого взрыва, породившего Вселенную.
Сначала Вселенная была газообразным сгустком чистой энергии. По мере того как она расширялась и остывала, частицы, основные строительные блоки материи – протоны, нейтроны и электроны – выделялись из первичной газообразной среды. Вселенная продолжала остывать, частицы сливались воедино, в результате образовывались гелий и дейтерий (тяжелый водород). Процесс слияния ядер позже привел к возникновению всех других элементов внутри звезд.
Иногда я просил отца рассказать о науке, но он отказывался, так как не любил эту тему. Чтобы удовлетворить мое любопытство, он дал мне сборник рождественских лекций физика сэра Уильяма Брэгга, прочитанных в Королевском институте в 1923 г. В лекциях под общим названием «О природе вещей» Брэгг рассказывал, как атомы различных элементов могли объединяться, усложняя мир [1]. На каком-то этапе возникла жизнь с ее изумительной способностью придавать форму хаосу. Я был поражен тем, что на элементарном уровне наша жизнь и даже мысль – всего-навсего результат взаимодействий атомов. В начале ХХ в. Уильям Брэгг и его сын Лоуренс первыми взялись за исследования в области рентгенокристаллографии. Они использовали рентгеновские лучи для изучения микрочастиц материи [2]. С помощью «новых глаз» отец и сын Брэгги изменили наше понимание химических элементов – точно так же, как ранее теория атомов Джона Дальтона и периодическая система Менделеева в XIX в. [3].
Отрочество я провел на юге Ирана, где служил мой отец, и там непосредственно познакомился с нефтью и с внушающей благоговейный трепет нефтедобывающей промышленностью. Я с волнением наблюдал за работой мощной техники, бурившей нефтяные скважины. Из лекций Брэгга я уже знал, что нефть состоит из водорода и углерода. «В соответствующих условиях и при наличии кислорода, – писал Брэгг, – атомы быстро образуют новые комбинации, выделяя при этом большое количество тепла» [4]. Я был очарован процессом трансформации: ведь благодаря нефтедобыче выделялась энергия, позволявшая преобразовывать общество. Углерод в форме различных соединений дает людям свет, тепло, способность передвигаться по земле и, значит, свободу жить по-новому.
Нигде это не проявилось с такой очевидностью, как в Китае. Во время моей первой поездки в Китай в 1979 г., всего через три года после смерти Мао, страна была бедной, блеклой и унылой. На улицах редко встречались автомобили, кругом – одноцветное море невеселых мужчин и женщин в серо-зеленых костюмах, передвигавшихся пешком или на велосипедах. Сегодня Китай – центр современного мира: небоскребы, автомобили, спешащие по делам люди. Произошла трансформация, и сотни миллионов китайцев обрели материальный достаток. А ведь источником энергии для трансформации оказался углерод, крупнейшим потребителем которого является теперь Китай [5].
