«40 минут он был географом, как и ты»
— Бывало так, что не получается контакта с учениками?
— Есть ребята, которым вообще ничего не интересно, они обычно сидят на задних партах и пуляются бумажками. С ними трудно не только мне, но и математику, например. Другое дело, что в маленьком классе с такими учениками хотя бы удается вступить в диалог и выяснить, что им нравится. Кому-то вдруг интересна политика и как Путин выступил на саммите АТЭС. Ну что же, этот ребенок по крайней мере будет знать, что такое Азиатско-тихоокеанский регион.
Был случай, когда я всем предложил свою географическую настольную игру: карточки с объектами, и надо отгадывать, где что находится. И внезапно мальчик, которому вообще было не до учебы, взял и всех обыграл.
Конечно, если целенаправленно поставить цель контакта с тяжелым учеником, нужно, чтобы детей в классе было мало. Но уже два месяца я преподаю в классах по 20–30 человек. С одной стороны, если у тебя внутри горит, ты хочешь им что-то рассказать, а тебя не слышат, то желание гаснет. Но кто-то всегда будет слушать — хотя бы те, кто ближе к доске.
Да достаточно даже одной первой парты, где сидит человек, ради которого можно постараться. Я не знаю, что из него вырастет, но ведь он тебя слушал, а значит, эти 40 минут он был географом, как и ты.
— Вы преподаете в нескольких школах?
— В трех. Причем одна из них — «Русская классическая школа». Это православная школа, я немного пугался и согласился только потому, что мне на самокате туда близко доехать.
Оказалось, что это отличная школа. Прихожу на первый урок в пятый класс, хочу всех ошарашить. Спрашиваю, кто открыл Америку. Мне всегда говорили, что, конечно же, Колумб. А тут все буквально хором: «Америку открыли викинги». Что чистая правда.
Потом я говорю: «Викинги плавали не только на Запад. Знаете викингов, которые плавали на Восток?» Хотел вторым ходом ошарашить. А они: «Да, знаем, это Рюрики, наши цари».
Дело в том, что в этой школе очень много читают. Причем не в телефоне — они запрещены.
Я как-то говорю им: «Ну, все, урок заканчивается, про путешествие Крузенштерна сами посмотрите в интернете». А они такие: «Нет, нам нельзя». То есть они должны у родителей разрешения спросить.
Дети как дети, так же хулиганят на уроках, мальчики дергают девочек за косички, отвлекаются, но при этом у них есть желание учиться. Я не знаю, как они будут писать ВПР, ЕГЭ и прочее, но с точки зрения учителя, который пришел рассказывать географию, это хорошая школа.
Критика со стороны западных коллег
Не все зарубежные химики сразу оценили значение открытия Менделеева. Уж очень многое оно меняло в мире сложившихся представлений. Так, немецкий физикохимик Вильгельм Оствальд, будущий лауреат Нобелевской премии, утверждал, что открыт не закон, а принцип классификации «чего-то неопределенного»
. Немецкий химик Роберт Бунзен, открывший в 1861 году два новых щелочных элемента, рубидий Rb и цезий Cs, писал, что Менделеев увлекает химиков «в надуманный мир чистых абстракций»
.
Профессор Лейпцигского университета Герман Кольбе в 1870 году назвал открытие Менделеева «спекулятивным».
Кольбе отличался грубостью и неприятием новых теоретических воззрений в химии. В частности, он был противником теории строения органических соединений и в свое время резко обрушился на статью Якоба Вант-Гоффа «Химия в пространстве». Позднее Вант-Гофф за свои исследования стал первым Нобелевским лауреатом. А ведь Кольбе предлагал таких исследователей, как Вант-Гофф, «исключить из рядов настоящих ученых и зачислить их в лагерь спиритов»!
С каждым годом Периодический закон завоевывал все большее число сторонников, а его открыватель — все большее признание. В лаборатории Менделеева стали появляться высокопоставленные посетители, в том числе даже великий князь Константин Николаевич, управляющий морским ведомством.
Спиритизм
Менделеев был убежден: предрассудки одинаково опасны как для веры, так и для науки, поэтому попытался развенчать миф о модном в то время спиритизме. Он разработал специальные столики для спиритических сеансов, к которым присоединил манометры. Итогом разоблачений стала монография «Материалы для суждения о спиритизме». Последовали неоднозначные оценки: многие говорили, что манометру не под силу фиксировать «тонкие материи». Достоевский же отмечал, что спиритизм – явление социальное, и к нему «нельзя подходить с манометром»
Впрочем, важным здесь оказался не метод, который использовал Менделеев, а его желание привлечь внимание к проблеме предрассудков – и это ему удалось
Как химики строят молекулы?
Химики сравнительно давно научились искусственно создавать молекулы, но у них были определенные сложности в их конфигурации. Многие молекулы существуют в двух вариантах, где одна молекула является зеркальным отражением другой, как правая и левая руки у человека. Зачастую конфигурация оказывает совершенно разное воздействие на организм. Например, одна версия молекулы лимонена имеет запах лимона, в то время как ее зеркальное отражение пахнет апельсином.
Как кирпичики в Lego, молекулы служат строительным материалом для чего угодно: из них можно делать синтетические ткани, препараты фармацевтики и батареи, в которых особые молекулы накапливают энергию. В процессе такого строительства используются катализаторы — вещества, которые ускоряют химические реакции, но не становятся частью готового продукта.
Например, катализаторы в автомобилях превращают токсичные вещества из выхлопных газов в безвредные молекулы. Катализаторы есть даже в нашем теле: это более 5000 разных ферментов, которые играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ в организме.
Долгое время основными инструментами химиков при конструировании молекул были два типа катализаторов: металлы и ферменты. Но в 2000 году немецкий ученый Беньямин Лист и уроженец Великобритании Дэвид Макмиллан, работавший в Калифорнийском университете в Беркли, разработали третий тип катализа. Одновременно и независимо друг от друга они опробовали новый метод — асимметричный органокатализ. У него есть одна главная особенность: молекулу можно сконструировать в пространстве так, как нужно, а не так, как получится.
Нобелевский комитет сравнивает с каменным веком тот период, когда химикам не удавалось позаимствовать у природы ее искусство правильно закручивать молекулы — условно говоря, в левую или правую сторону. И подчеркивает, что порой именно это имеет решающее значение и отражается на свойствах полученного продукта.
Если вам кажется, что этот параметр не существенен, то стоит оглянуться на ужасающий исторический пример. До тех пор, пока химики не смогли провести асимметричный катализ, многие фармацевтические препараты содержали оба зеркальных отражения молекулы — одна из них была активной, в то время как другая иногда могла оказывать нежелательные эффекты. Катастрофическим последствием этого был скандал с талидомидом в 1960-х годах, когда одно зеркальное отражение фармацевтического препарата талидомида вызвало серьезные деформации у тысяч развивающихся человеческих эмбрионов. По разным оценкам, от 8000 до 12 000 детей родились с врожденными уродствами из-за того, что матери принимали препараты талидомида как снотворное во время беременности. Органокатализ позволяет не допустить повторения подобных случаев.
За 20 лет существования органокатализ нашел множество применений — этот период Нобелевский комитет сравнивают с золотой лихорадкой. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан показали, что органические катализаторы могут использоваться для запуска множества химических реакций. «Используя эти реакции, исследователи теперь могут более эффективно создавать что угодно, от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые способны улавливать свет в солнечных элементах. Таким образом, органокатализаторы приносят большую пользу человечеству», — говорится о лауреатах в официальном пресс-релизе. Преимуществами органических катализаторов стали их дешевизна в производстве и безвредность для окружающей среды, за счет каскадной реакции удалось значительно сократить отходы в химическом производстве.
Одним из примеров того, как органокатализ привел к более эффективным молекулярным конструкциям, является синтез естественной и поразительно сложной молекулы стрихнина. 200 лет назад этот токсичный алкалоид был впервые выделен из семян чилибухи, или рвотного ореха, как еще называют это тропическое дерево. С тех пор для химиков стрихнин был подобен кубику Рубика: они стремились синтезировать это ядовитое вещество за как можно меньшее количество шагов, но это не удавалось более полувека. Когда стрихнин был впервые синтезирован в 1952 году, для его получения потребовалось 29 различных химических реакций, и при этом лишь 0,0009% исходного материала образовало стрихнин, остальное было потрачено впустую. Зато в 2011 году, благодаря органокатализу, для получения стрихнина понадобилось всего два этапа, и в целом процесс производства оказался в 7000 раз эффективнее.
Нансен спас тысячи голодающих в России
Другим делом Нансена на посту Верховного комиссара Лиги Наций стала борьба с голодом в Советском Союзе. Революционные потрясения, Гражданская война и две засухи 1920 и 1921 года подряд привели к страшному голоду в русском Поволжье и на Украине. Катастрофа затронула около 30 миллионов человек, ежедневно от истощения погибали тысячи людей – требовалось немедленно их спасать. И в то же время большевики настороженно относились к предложениям помощи от иностранцев, вполне справедливо видя за ними недружелюбные политические мотивы. И тут всех снова выручил всемирный авторитет Нансена. Знаменитый полярник, учёный, представитель нейтральной Норвегии внушал доверие подозрительным большевикам и уже показал себя как беспристрастного и эффективного помощника, решив вопрос с репатриацией военнопленных. В 1921 году Нансен встретился с народным комиссаром по иностранным делам РСФСР Георгием Чичериным и тот дал «разрешение» на поставки гуманитарной помощи. Следующие два года были наполнены непрестанным поиском финансирования и каналов поставки продовольствия в Россию. Нансен горячо выступал в Лиге Наций, обращался напрямую к главам многих государств и привлекал частные благотворительные фонды.
К работе подключились американское общество квакеров, Международный Альянс «Спасем Детей», Красный крест и Международная рабочая помощь. По условиям договора с «советами» эта помощь распределялась самими большевиками, что не совсем устраивало Нансена и давало основания подозревать советские власти в коррупции и расхищении продовольствия.
Параллельно с Нансеном в России на совсем иных условиях работала «Американская администрация помощи» — американцы смогли договориться об участии своих людей в организации благотворительных столовых и смогли наладить прозрачную систему распределения. В итоге американцы обеспечивали ежедневным питанием около 11 миллионов человек в Поволжье, Украине, Крыму и Грузии, тогда как «команда» Нансена в лучшие периоды кормила только около 500 тысяч человек. Тем не менее, советская пропаганда превозносила успехи Нансена, а о работе американцев предпочитала умалчивать, что, однако, нисколько не умаляет его заслуг.
Сон в подземелье под музыку капель
— И эта мечта, кажется, сбылась.
— Да. Сначала с родителями, которые у меня увлекались туризмом и брали меня в турпоходы. Потом, на втором курсе, я начал ходить сам в Крым, на Кавказ. По молодости это были именно походы, а сейчас это скорее поездки. При этом все равно нет-нет иногда срываешься в настоящий турпоход в дикую область, где нет никого, кроме тебя.
Последний раз так было в Абхазии. Мы семь дней ходили по горам, где не было связи и лет десять нога человека не ступала. Это в каком-то смысле была уже игра на выживание в дикой местности: у нас был компас, GPS-карты, кусок плексигласа на розжиг костра.
Это очень хорошо отключает мозг от того, что происходит в стране и в мире.
Когда застреваешь в лесу на горном хребте, где нет воды, то все мысли только о том, как ее добыть.
Вечером пошел дождь, мы решили просто подставить ведерко. Воды набралось на два миллиметра. Тогда решили растянуть тент, который соберет все потоки воды в одно место, чтобы потом вычерпать. И действительно, вода собралась и замерзла за ночь. А утром из ледышек приготовили завтрак. То есть это было небанальное решение, пришлось применить кое-какие знания и смекалку.
— Бывали путешествия, когда вам грозила реальная, физическая опасность?
— Множество раз. Я занимаюсь альпинизмом, а там периодически подходишь к таким граням. Ходил на пик Ленина, и у меня было полное истощение. Мы были вдвоем с товарищем, он здорово помогал, поддерживал, шел в связке рядом, страховал. Если бы понадобилось, он на спине бы понес. Это придавало мне последние морально-волевые силы, хотя я давно вышел за границы своих физических возможностей. Мы благополучно спустились.
Из недавних приключений — мы полезли в гору Большой Чимган в Узбекистане. Казалось бы, домашняя гора, простая. Но горы никогда простыми не бывают. Надо брать фонарик, снежные перчатки, даже если на весенних маршрутах выходишь в 6 утра, возвращаешься в 12 дня, температура на вершине +20. Но тут разразилась гроза, нашу группу засыпало снегом и градом, мы заблудились, потом вернулись, поднявшись повторно на вершину, а возвратились уже в час ночи.
Мой ледоруб в какой-то момент начал жужжать — раньше я про такое только в книжках читал. Воздух очень наэлектризованный, и внутри ледоруба начинает ходить ток. Я боялся брать его в руки, и он волочился на страховочном усе позади меня.
Еще я немного занимался спелеологией. Мы проходили сложную перестежку с товарищами, нужно было подниматься на руках, без опоры на ноги — и у меня кончились силы.
Товарищи выстегнули меня, причем героически, развязывая затянувшиеся узлы зубами. Я остался ночевать в пещере один.
Благо не холодно, диких зверей нет. Это было совсем не критично, но товарищи переживали, конечно, что я не вышел, и отправились за мной. Я проспал почти сутки и к их приходу полностью восстановил силы.
Сон в пещере, в полном одиночестве, в сотнях метров под землей, в полной темноте, под звуки капель, напоминающие симфонический оркестр… Странно было, конечно, хоть и романтично.
Нансен придумал паспорт для беженцев
В 1921 году, оценив успехи Нансена по возвращению военнопленных Первой Мировой и борьбе с голодом в России, Лига Наций нагрузила его ещё одним поручением. Нансену предложили должность Верховного комиссара по делам русских беженцев, считая, что эта тема будет логичным продолжением всей его работы и никто не справится с ней лучше него. Нансен охотно согласился.
Ситуация и правда была катастрофической – Европа была буквально наводнена русскими, бежавшими от большевистского режима. По самым скромным подсчётам количество эмигрантов достигало полутора миллионов человек, все эти люди находились в очень сложном положении – у них не было ни денег, ни жилья, ни легальных возможностей получить работу. Юридический казус «людей без гражданства» превратился в настоящий тупик – эмигранты не имели права пребывать в чужой стране, но в то же время никаким способом не могли получить нужные легализующие документы. На фоне послевоенного кризиса и высокой безработицы в Европе мигранты были никому не нужны и власти просто перекидывали их из страны в страну, как теннисные мячики, не давая закрепиться на одном месте.
Решение, выработанное Нансеном, поражало своей простотой – он предложил создать единый документ для всех вынужденных переселенцев – «паспорт вынужденного беженца», который позволил бы легализовать их статус и дать возможность начать новую жизнь. Для получения паспорта требовалось предоставить любые документы о своём старом гражданстве, быть чистым перед законом (то есть не подвергаться преследованию за уголовные преступления), предоставить фото и оплатить взнос в 5 франков. Деньги с этих сборов поступали в специальный фонд помощи беженцам.
По всей Европе открылись представительства верховного комиссара по делам беженцев, они играли роль своеобразных посольств для эмигрантов. К середине 1920-х годов в программе «Нансеновских паспортов» участвовало 43 страны, к 1942 году их количество увеличилось до 52.
Ф«Нансеновский паспорт» удостоверял личность беженца и легализовывал его статус, позволяя официально подавать прошения в различные государственные органы, получать вид на жительство и разрешение на работу. Это в буквальном смысле спасло жизнь сотням тысяч эмигрантов – сначала русских, а затем и беженцев других национальностей, в том числе огромному количеству армян, бежавших в Европу от турецкого геноцида.
Всего с 1922 года по 1951 год, когда ООН ратифицировала конвенцию о новом «Проездном документа беженца», по всей Европе было выдано около 600 000 «Нансеновских паспортов». Обладателями этого документа были такие русские эмигранты, как генерал Деникин, балерина Анна Павлова, композитор Сергей Рахманинов, писатель Владимир Набоков. Большинство со временем получили гражданство стран пребывания и сменили свои «Нансеновские паспорта» на национальные документы, однако некоторые жили по временным паспортам долгие годы. Анастасия Ширинская-Манштейн, осевшая в Тунисе ещё в начале 1920-х годов, прожила с «Нансеновским паспортом» больше 70 лет, сменив его на новое российское гражданство только в 1997 году.
Манхэттенский проект
8 декабря 1941 года, на следующий день после нападения японцев на Перл-Харбор, в результате которого Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну , Либби добровольно предложил свои услуги лауреату Нобелевской премии Гарольду Юри . Юри договорился о том, чтобы Либби получил отпуск из Калифорнийского университета в Беркли и присоединился к нему в Колумбийском университете для работы над Манхэттенским проектом , проектом военного времени по разработке атомных бомб , в том, что стало его лабораторией по замене сплавов (SAM). Во время своего пребывания в районе Нью-Йорка Либби был жителем Леонии, штат Нью-Джерси .
В течение следующих трех лет Либби работала над процессом газовой диффузии для обогащения урана . Атомная бомба требовала делящегося материала, а делящийся уран-235 составлял лишь 0,7 процента природного урана. Поэтому лаборатории SAM должны были найти способ отделить килограммы этого урана от более распространенного урана-238 . Газовая диффузия работает по принципу, согласно которому более легкий газ диффундирует через барьер быстрее, чем более тяжелый, со скоростью, обратно пропорциональной его молекулярной массе. Но единственным известным газом, содержащим уран, был высококоррозионный гексафторид урана , и было трудно найти подходящий барьер.
В течение 1942 года Либби и его команда изучали различные барьеры и средства защиты их от коррозии, вызванной гексафторидом урана. Самым многообещающим типом был барьер из порошкового никеля, разработанный Эдвардом О. Норрисом из Jelliff Manufacturing Corporation и Эдвардом Адлером из Городского колледжа Нью-Йорка , который к концу 1942 года стал известен как барьер «Норрис-Адлер».
Помимо разработки подходящего барьера, SAM Laboratories также должна была помочь в проектировании газоразделительной установки, которая стала известна как К-25 . Либби вместе с инженерами Kellex помогла разработать работоспособную конструкцию пилотной установки. Либби провел серию тестов, которые показали, что барьер Норриса-Адлера будет работать, и он был уверен, что приложив все усилия, оставшиеся проблемы с ним могут быть решены. Хотя сомнения оставались, строительство серийного завода К-25 началось в сентябре 1943 года.
Когда 1943 год уступил место 1944 году, многие проблемы остались. Испытания машины начались на К-25 в апреле 1944 г. без заграждения
Внимание обратилось на новый процесс, разработанный Kellex. Наконец, в июле 1944 года на К-25 начали устанавливать заграждения Kellex
К-25 был введен в эксплуатацию в феврале 1945 года, и по мере того, как каскад за каскадом вводился в эксплуатацию, качество продукции повышалось. К апрелю 1945 года обогащение К-25 достигло 1,1%. Уран, частично обогащенный К-25, подавался в калютроны на Y-12 для завершения процесса обогащения.
Строительство верхних ступеней завода К-25 было отменено, и Kellex поручили вместо этого спроектировать и построить 540-ступенчатую установку с боковой подачей, которая стала известна как К-27. Последняя из 2892 ступеней К-25 была введена в эксплуатацию в августе 1945 года. 5 августа К-25 начал производить сырье с обогащением до 23 процентов урана-235. К-25 и К-27 полностью раскрыли свой потенциал только в начале послевоенного периода, когда затмили другие производственные предприятия и стали прототипами установок нового поколения. Обогащенный уран использовался в бомбе « Маленький мальчик», использованной при бомбардировке Хиросимы 6 августа 1945 года. Либби принес домой пачку газет и сказал жене: «Это то, что я делал».
История открытия датирования углерода-14
1930-е годы в Беркли
Научные и технические ресурсы, необходимые для проведения датирования углерода-14, исходят от Калифорнийского университета в Беркли. В 1930-х годах радиохимия и радиобиология процветали вокруг Радиационной лаборатории , возглавляемой Эрнестом Орландо Лоуренсом , и ее циклотрона, объединявшего исследователей из разных дисциплин.
Именно там в 1930 году Либби произвела первый счетчик Гейгера-Мюллера, построенный в Соединенных Штатах. В 1934 году он усовершенствовал счетчик сетки для измерения низкой радиоактивности, метод, который он будет использовать во время первого датирования углерода-14 десять лет спустя.
В 1940 году Мартин Камен из Радиационной лаборатории и Сэмюэль Рубен из химического факультета Беркли (бывший студент Либби) открыли углерод-14, о существовании которого предположил еще в 1934 году Франц Кури . Это открытие произошло в контексте их работы по использованию радиоэлементов в качестве биологических индикаторов (см. Статью углерод 14 ).
Проект держится в секрете (1939-1947)
По словам Либби, идея датирования по углероду-14 пришла ему в голову в 1939 году, когда он прочитал статью Сержа А. Корфа (en) : «Как только я прочитал статью Корфа, он узнал о его открытии нейтронов в космических лучах. углеродное датирование » .
В этой статье С.А. Корфф и В.Е. Данфорт описывают, как они отправили счетчик нейтронов на воздушном шаре в стратосферу . Этот эксперимент показывает, что поток нейтронов увеличивается с высотой быстрее, чем полное излучение. Это позволяет представить себе получение природного углерода-14 реакцией медленных нейтронов и атмосферного азота (даже если в статье эта гипотеза не упоминается).
Либби держала в секрете свой план датирования углерода-14 до 1946 года и не раскрывала его широкой публике до 1947 года.
В июне 1946 года в Physical Review появилось письмо Либби об атмосферном тритии и радиоуглероде из космических лучей. Либби предсказывает постоянную удельную активность биосферы благодаря постоянному общему соотношению 14 C / C. Этот прогноз основан на построении теоретической модели распределения природного радиоуглерода, то есть модели системы с тремя резервуарами (атмосфера, океаны и биосфера), обмены которых балансируются s ‘.
В этом письме он не упоминает датировку углерода-14.
В мае 1947 года статья в журнале Science описывает эксперимент по проверке теоретической модели распределения природного радиоуглерода, построенной Либби. После восьми лет молчания он раскрывает общественности проект датирования углерода-14 в следующих выражениях:
Экспериментальная работа и первые знакомства (1945-1949)
В 1945 году Либби была назначена профессором радиохимии в Чикагском университете, где находится новый Институт ядерных исследований. Это начало экспериментальной фазы работы по разработке углеродного датирования 14. В лаборатории Либби, Лаборатория 217 Джонса, два молодых исследователя, Эрнест С. Андерсон и Джеймс Р. Арнольд (in) , активно участвуют в этой работе. который включает тестирование теоретической модели равномерного и постоянного распределения природного радиоуглерода, методы очистки для измерения низкой радиоактивности и точное определение периода полураспада углерода-14.
В 1947 году команда Либби с помощью Аристида фон Гроссе (in) измерила удельную активность современного органического вещества за счет природного радиоуглерода (в образцах метана из сточных вод Балтимора). Это первая экспериментальная проверка теоретической модели распределения природного радиоуглерода.
В 1949 году было проведено первое датирование углеродом-14 двух образцов древесины из египетских гробниц, возраст которых, как точно установили археологи, составляет около 4600 лет.
Углерод-14 датирование и археология
Роль посредников между радиохимией и археологией играют Юри, известность которого выходит за рамки дисциплинарных границ, и Арнольд, унаследовавший страсть к археологии от отца.
Наиболее ощутимыми последствиями связей между командой Либби и американским археологическим сообществом стали грант в размере 13000 долларов США от Фонда антропологических исследований « Викинг» и создание в 1948 году Комитета углерода 14, в состав которого вошли три археолога и один человек. геолог, ответственный за отбор археологических образцов для датировки углеродом 14.
Энтузиазм археологов в открытии этого нового метода датирования показывает наличие скрытой потребности и, следовательно, потенциального выхода. Но для того, чтобы он стал широко использоваться, сначала необходимо разработать достаточно экономичный метод.