В истории человечества наука — вещь сравнительно молодая, возникшая стремительно и усилиями «гигантов, на плечах которых мы стоим». От самих гигантов порой требовались нечеловеческие усилия и одаренность. Безусловно, этими качествами обладал сэр Гемфри Дэви — английский химик, продвинувший эту науку далеко вперед, первооткрыватель ряда элементов, изобретатель, поэт, заслуживший дворянский титул, организатор и, как сейчас бы сказали, популяризатор науки. Как же один человек, который прожил всего пятьдесят лет, столь многого успел добиться, и чего это стоило ему лично?
Детство на берегу
Гемфри Дэви (Humphry Davy) родился 17 декабря 1778 года в небольшом прибрежном городке Пенза́нсе, расположенном в графстве Корнуолл — на юго-западной оконечности Англии, которая вдается далеко в море. Мальчик был старшим из пяти детей в семье со средним достатком, которая имела скромный доход и небольшое родовое имение в небольшом поселении Варфелл рядом с более крупной деревней Ла́джан. Начальное образование Гемфри получил в средней, так называемой грамматической школе близ того же Пензанса, затем перешел в школу города Труро. В 1794 году умирает отец Гемфри, Роберт, и на плечи юноши ложится бремя заботы о семье. На следующий год он идет учиться на аптекаря и одновременно хирурга (такое сочетание специальностей в то время было нормой), нацеливаясь на карьеру врача.
Подвижный, общительный и пользующийся популярностью парень с живым умом и развитым воображением никогда не оставался без дела. Он сочинял стихи и рисовал, ловил рыбу и охотился, коллекционировал минералы и даже сам изготавливал фейерверки. Гемфри любил бродить по округе в одиночку, набив карманы рыболовным снаряжением и образцами камней. С тех пор и до конца своей не слишком долгой жизни он пронес в сердце любовь к природе, в особенности к горам и бегущей воде [1].
Страстная натура заставила Дэви задуматься о сборнике стихов, однако вместо этого в 1797 году он взялся за науку. Современники считали, что он вполне мог стать крупным поэтом [2]. Юноша подружился с Дэйвисом Гидди (Davies Giddy, 1767–1839), инженером, писателем и политиком, который с 1791 года являлся членом Лондонского королевского общества (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge), а с 1827 по 1830 даже был его президентом. С 1804 года Гидди заседал в парламенте Великобритании, а в 1817-м сменил фамилию на Гилберт (Gilbert). Старший коллега предложил Дэви использовать свою личную библиотеку и химическую лабораторию, оборудованную по последнему слову техники.
Погружение в научный мир привело к тому, что молодой человек выработал собственные уникальные взгляды на многие актуальные тогда проблемы: что есть свет? тепло? электричество? Он также критически рассматривал идеи Антуана Лавуазье (Antoine Lavoisier, 1743–1794), основателя совсем юной науки химии. К тому времени Лавуазье уже стал жертвой Великой французской революции — его казнили за то, что он некогда участвовал в сборе королевских податей [3].
По рекомендации Гилберта Гемфри Дэви получил руководящую должность в заведении с довольно странным названием — Пневматический институт (Bristol Pneumatic Institution). Созданный в 1799 году в Бристоле исследовательский и медицинский центр занимался «пневматической химией», то есть химией газов. Она возникла после открытия Лавуазье роли кислорода в дыхании животных. Век Пневматического института был недолог — всего лишь с 1799 по 1802 год, — однако именно там Дэви совершил многие свои прорывные открытия [1, 4].
Пневматические исследования
Молодой ученый взялся за работу опять-таки страстно, показав себя блестящим практиком и экспериментатором. В собственной маленькой лаборатории он получил закись азота (N2O), которую впервые описал английский химик Джозеф Пристли (Joseph Priestley, 1733–1804) еще в 1772-м. Последние достижения пневматической химии того времени предполагали, что это вещество вызывает болезни. Для проверки гипотезы Дэви… сам вдыхает закись азота. Ничего не зная о его возможной токсичности и не опробовав предварительно новый газ на животных [5]. А ведь такая практика уже была заведена: тот же Пристли в 1771 году в опытах, которые привели к открытию кислорода, заморил мышь под стеклянным колпаком [6].
Вышло лучше, чем с мышью: под действием закиси азота химик ощутил эйфорию и начал неудержимо смеяться. Так Дэви открыл физиологический эффект веселящего газа (так в быту называют N2O). Впоследствии газ стал одним из первых средств наркоза и по сей день используется в медицине. При помощи более традиционных химических методов Дэви изучал состав других соединений азота — оксидов, кислот, аммиака. Он также исследовал то, что сегодня называют синтез-газом — смесь водорода H2 и угарного газа CO. Синтез-газ получают газификацией угля и другими способами, а используют как топливо и для синтеза органических соединений. Дэви вновь придерживался своей фирменной методологии — вдыхал синтез-газ, что едва не стоило ему жизни. Также в легких химика побывали очень ядовитый оксид азота (II), водород, азот, углекислый газ и другие вещества. Несомненно, подобные практики Дэви сильно пошатнули его здоровье, которое начало сдавать уже тогда.
По результатам этой бурной активности Гемфри Дэви опубликовал в 1800 году книгу «Исследования, включая химические и философские, затрагивающие главным образом закись азота, или дефлогистированный азотный воздух, а также его вдыхание» (“Researches, Chemical and Philosophical, Chiefly Concerning Nitrous Oxide, or Dephlogisticated Nitrous Air, and Its Respiration”). Термин «дефлогистированный азотный воздух» — пережиток гипотезы флогистона, якобы неуловимого флюида, покидающего вещества при горении. К рубежу XVIII и XIX веков ее сменила концепция кислородного горения [7].
Дэви, которому тогда было всего 22 года, сразу приобрел высокую репутацию в научном сообществе. Его пригласили выступить с лекцией в только что основанном в Лондоне Королевском институте Великобритании (Royal Institution of Great Britain), задачей которого стали практические исследования, а также просвещение и образование населения. Вскоре Дэви прославился как блестящий лектор и получил приглашение прочесть в Лондонском королевском обществе почетные Бейкеровские лекции (Bakerian Lecture). Он был удостоен такой чести целых семь раз — в 1806, 1807, 1808, 1809, 1810, 1811 и 1826 годах [8].
Охота на элементы
Дэви переехал в столицу, где в работе ему стали помогать коллеги: знаменитый химик и физик Генри Кавендиш (Henry Cavendish, 1731–1810), шотландский врач, химик и ботаник Даниэль Резерфорд (Daniel Rutherford, 1749–1819) и другие. Инструментом его исследований стал вольтов столб — одно из первых устройств для получения электричества. Изобретение вольтова столба было революционным событием, которое стало основой электротехники. Создал его Алессандро Вольта (Alessandro Volta, 1745–1827) — итальянский физик, химик и физиолог. По сути это первый гальванический элемент; он имеет форму цилиндра из чередующихся пластин из цинка, меди и сукна, пропитанного кислотой. Изобретение сильно сказалось на науке и технике, в том числе открыв для химии возможность электролиза — разложения растворенных веществ под действием тока. Вскоре на основе вольтова столба Дэви создал примитивный электрический осветитель — дуговую лампу, которая светилась благодаря разряду между угольными электродами.
Дэви догадался, что с помощью вольтова столба можно выделять чистые химические элементы. Свои взгляды он изложил в 1806 году в лекции «О некоторых химических эффектах электричества» (“On Some Chemical Agencies of Electricity”), за что удостоился Наполеоновской премии и крупного денежного приза Французского института (Institut de France) в 1807 году. И это несмотря на продолжающуюся войну между Англией и Францией! Дэви энергично взялся за пополнение списка известных химических элементов, который полвека спустя будет систематизирован в виде периодической таблицы Менделеева. Один за другим в 1807 и 1808 годах он открыл натрий, калий, магний, кальций, стронций и барий. Путем нагревания буры (тетраборат натрия, Na2B4O7) в смеси с калием неутомимый химик выделил бор (правда, недостаточно чистый). В 1808 году он также предвосхитил открытие полученного только спустя 17 лет алюминия и предложил ему название, правда, звучавшее чуть иначе — alumium.
Дэви также первым получил теллуроводород H2Te и изучал фосфин PH3. Следом ученый выяснил истинную связь между хлором и соляной кислотой HCl. Тем самым он доказал, что открытый ранее хлор — тоже чистый химический элемент, а не «дефлогистированная» соляная (как тогда говорили, муриевая) кислота. А заодно — что кисло́ты вопреки представлениям Лавуазье не обязательно содержат кислород — эти архаичные представления законсервировались в русском названии химического элемента. Затем Дэви объяснил отбеливающий эффект хлора и получил его оксиды.
Более прикладные и практические дела у Дэви также шли прекрасно. Его тщательно подготовленные и удачно поданные лекции пользовались огромной популярностью, слушатели вдохновлялись харизматичным рассказчиком, а заодно влюблялись в науку. В 1802 году еще совсем юный Дэви стал профессором химии, в обязанности которого входили исследования технологии дубления кожи. Традиционно для этого использовали экстракты дуба, откуда и взялись названия «дубильные вещества» и «дубление». Гемфри Дэви же обратил внимание на акацию катеху (Acacia catechu), возделываемую в Индии и Пакистане. Катеху оказалась дешевой альтернативой дубу и легла в основу новой технологии выделки кожи [1, 8].
В зените славы
В 1803 году Дэви становится членом Лондонского королевского общества, одного из старейших в мире и главного в Великобритании. Он также избран почетным членом Дублинского общества (Dublin Society) в Ирландии. Там для местного Совета по сельскому хозяйству Дэви прочел лекцию, в которой изложил свои знания в этой практической области. В 1813 году лекция переросла в труд под названием «Элементы сельскохозяйственной химии» (“Elements of Agricultural Chemistry”) — он оставался единственным в своем роде на протяжении многих лет.
Признание ученого росло: в 1805 году Дэви за свои разнообразные заслуги получил главную награду Лондонского королевского общества — медаль Копли (Copley Medal), а в 1807-м стал секретарем этой организации. В 1810–1811 годах он хорошо заработал, читая лекции по химии, агрохимии и геологии для широкой аудитории в Дублине. Расположенный там же Тринити-колледж наградил Дэви почетным званием доктора права (Legum Doctor). А в 1812 году ученый был посвящен в рыцари. Выступив с прощальной лекцией для Королевского института, новоиспеченный сэр Гемфри Дэви женился на Джейн Эйприс (Jane Apreece), широко известной в интеллектуальных кругах богатой вдове. В том же 1812-м химик опубликовал первую часть «Элементов химической философии» (“Elements of Chemical Philosophy”), описав значительную часть своих научных достижений. План продолжить этот труд оказался слишком грандиозным даже для Дэви — первая часть так и осталась единственной… [1, 8]
Последнее важное дело, которое Гемфри Дэви совершил в Королевском институте перед уходом на «удаленный формат» почетного профессора — дал старт карьере совсем еще молодого Майкла Фарадея (Michael Faraday, 1791–1867). Это было также в 1812 году. Тогда английский физик, будущий отец современного учения об электромагнетизме и электрохимии, оказался в числе слушателей лекций Дэви, сделал их 300-страничный конспект, переплел (сшивание книг было его работой) и отправил «звездному» химику. Ответ был «незамедлительный, теплый и благожелательный», ученые встретились, и вскоре Фарадей стал помощником Гемфри Дэви. Весной 1813 года стараниями своего патрона он получил должность химического ассистента в Королевском институте. Следует отметить, что потребность в помощнике у Дэви появилась из-за травмы — при взрыве трихлорида азота он серьезно повредил глаз [1, 9].
Как сжигают алмазы
Вскоре Фарадей вместе с четой Дэви отправился в европейскую поездку (1813–1815 годы). Стоит отметить: в качестве не только ассистента и коллеги, но и слуги. К тому времени супруга, которая и без того отвлекала Дэви от исследований, стала вносить разлад в его отношения с даровитым учеником — относилась к Фарадею свысока, как к слуге, а не к коллеге своего мужа, что сильно его задевало. Так или иначе, но с разрешения Наполеона эта необычная компания посетила Францию, где Гемфри Дэви виделся с Жоржем Кювье (1769–1832), Александром Гумбольдтом (1769–1859) и Андре-Мари Ампером (1775–1836). Затем Дэви и Фарадей перебрались в Италию, повидав в Милане Алессандро Вольта, чье изобретение оказалось так важно для Гемфри. С помощью небольшой переносной лаборатории и при содействии европейских ученых химик исследовал очередное новое вещество, открытый в 1811 году Бернаром Куртуа. Тот выяснил, что оно поразительно схоже с хлором, и установил, что это самостоятельный химический элемент — иод. Дэви также анализировал множество образцов используемых в Европе веками красителей (пигментов) [1, 8].
Широкую известность получил зрелищный и дорогостоящий эксперимент, который Дэви и Фарадей устроили во Флоренции. При помощи «большого зажигательного стекла герцога Тосканского» (то есть мощной линзы) и солнечного света они полностью сожгли алмаз. Самый твердый, сияющий и драгоценный камень «испарился», не оставив после себя ничего — только чувство свершившегося чуда. Так ученые доказали, что алмаз с точки зрения химии — чистый углерод, который при окислении превращается в углекислый газ [10].
В 1815 году уже не слишком молодой Дэви вернулся в Лондон. Там его попросили решить проблему со взрывами на угольных шахтах. Уголь тогда был основным топливом, и его добыча имела огромное значение для экономики страны. Взрывы происходили из-за воспламенения шахтного горючего газа (главным образом метана), смешивающегося с воздухом. Дэви показал себя первоклассным инженером и разработал безопасную лампу, названную его именем: пламя в ней окружено очень мелкой металлической решеткой, которая останавливает распространение огня в случае возгорания газа. В награду он получил медаль Румфорда (Rumford medal) от Лондонского королевского общества и серебряный сервиз — от зажиточных владельцев шахт. Впоследствии дорогостоящий сервиз унаследовал брат и завещал его Лондонскому королевскому обществу, чтобы учредить медаль памяти Гемфри (Davy Medal). Так и сделали — сервиз переплавили и продали, и с 1877 года стали вручать новую награду «за самые важные открытия в области химии». Так увешанный титулами и наградами Гемфри Дэви и сам «стал медалью».
Утешения в странствиях
В 1818 году Дэви за свои научные достижения (и в особенности за шахтную лампу) получает титул баронета, т. е. становится дворянином. Он вновь отплывает в Италию, на сей раз чтобы изучать вулканы и найти способ развернуть папирусы Геркуланума, обожженные извержением Везувия. Как мы уже знаем, безуспешно. В 1820 году Дэви — уже президент Лондонского королевского общества: он пробудет на этом посту до 1827 года. Фокус его научного интереса переместился на магнитные явления, вызванные электричеством, а также электрохимические методы защиты металла от коррозии. Медная обшивка судов сильно страдала от соленой морской воды, и Дэви боролся с этим, дополняя корпуса железными и цинковыми пластинами. Они должны были стать так называемым жертвенным металлом, который окисляется, чтобы сохранить основу обшивки. Идея была верная, медь больше не корродировала, но она перестала выделять токсичные соединения, и корпуса стали быстро обрастать ракушками. Метод оказался неприменим, и это сильно подкосило именитого химика. Гемфри Дэви, по собственному признанию, чувствовал себя выгоревшим.
В 1826 году с Дэви случился инсульт (как тогда говорили — апоплексический удар). Он покинул пост президента Лондонского королевского общества и отправился на лечение на юг Европы. В конце 1827 года ученый вернулся в Англию, но вскоре вновь уехал на континент. Жена не смогла сопровождать почти парализованного мужа — с ним вместе поехал брат Джон, автор биографии и издатель трудов химика. 20 февраля 1829 года в древнем и торжественном Риме Дэви настиг второй инсульт. Это означало, что его время на исходе — он собрался на родину, но не успел доехать и умер 29 мая 1829 года в Женеве. Поскольку Дэви завещал похоронить себя там, где застанет смерть, его последним прибежищем стало женевское кладбище Пленпале. Студенты местного университета высказали желание пронести гроб Дэви до кладбища на руках, однако власти отказали в столь необычной просьбе.
Уже после смерти Дэви, в 1830 году, было опубликовано его последнее сочинение в форме диалогов — «Утешения в странствиях, или Последние дни философа» [1, 8]. Разбитый параличом ученый уже не мог писать — текст записывали под его диктовку.
* * *
Вскоре после похорон Гемфри Дэви его жена организовала установку мемориальной доски в его честь в Вестминстерском аббатстве стоимостью 142 фунта стерлингов. В 1872 году перед зданием Рыночного здания в Пензансе была поставлена статуя Дэви. Его имя носят кратер на Луне, одно из зданий Плимутского университета, школа в родном Пензасе и местный паб. А в родовой усадьбе Варфелл сейчас располагается крупнейший в мире производитель луковиц нарциссов.
Михаил Орлов
1. Sir Humphry Davy: Inventions, Biography, & Facts // Encyclopædia Britannica.
2. Davy, Sir Humphry // 1911 Encyclopædia Britannica. — Wikisource, the free online library.
3. Маршалл М. Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле. — М.: АСТ, 2023.
4. Cartwright F. F. Humphry Davy’s Contribution to Anæsthesia // Proceedings of the Royal Society of Medicine. — 1950. — Vol. 43, No. 7. — P. 571–578.
5. Орлов М. Опасный эксперимент Гемфри Дэви // Научно-популярные задачи на «Элементах»: Химия.
6. Martin D., Thompson A., Stewart I. [et al.] A paradigm of fragile Earth in Priestley’s bell jar // Extreme Physiology & Medicine. — 2012. — Vol. 1, No. 4.
7. Трефил Дж. Флогистон // Энциклопедия «Двести законов мироздания».
8. Иностранные члены Российской академии наук XVIII–XXI вв.: Геология и горные науки / И. Г. Малахова, З. А. Бессуднова, Г. П. Хомизури, Е. А. Мишина; отв. ред. И. Г. Малахова; Гос. геол. музей им. В. И. Вернадского ОНЗ РАН. — Москва: ГЦ РАН, 2012.
9. Faraday, Michael / J. C. Maxwell // 1911 Encyclopædia Britannica. — Wikisource, the free online library.
10. Олдерси-Уильямс Х. Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка. — Л.: Ридли, 2026.