Семь элементов, которые изменили мир
Шрифт:
После Второй мировой войны мы были склонны думать: раз для трех чудесных веществ найдено новое применение, то они продолжат изменять мир. Но мы ошибались. После бомбардировки Хиросимы возникла серьезная озабоченность в отношении урана и его будущего практически во всем: от лечения рака до управления климатом. Сегодня мы смотрим на уран со страхом и неуверенностью; светлое атомное будущее, рисовавшееся в 1940-е гг., так никогда и не осуществилось. Титан, когда-то казавшийся превосходным конструкционным материалом, стал использоваться в таких прозаических товарах, как российские наборы кухонных ножей, и теперь применяется главным образом для производства белых красок, то есть совсем не так, как это представлялось 60 лет назад [23]. Но зато из всех послевоенных «чудесных элементов» наибольшее влияние на нашу цивилизацию оказал кремний, сделавший возможным создание небольших, быстродействующих и недорогих компьютеров. Они предоставили нам огромные возможности для обработки информации и осуществления коммуникаций. Так мы изменили отношение к материалу, который многие тысячелетия считался бесполезным и не имеющим никакой ценности песком.
Кремний
Недалеко от древнего города Акко на территории современного Израиля река Нааман, воды которой несут много ила, впадает в Средиземное море. Когда начинается отлив, обнажается чистый белый песок, богатый кварцем. Однажды здесь, как рассказывает Ванноччо Бирингуччо, средневековый мастер по выплавке металлов, группа купцов, «заброшенная сюда по прихоти моря», остановилась, чтобы перекусить [1]. Не найдя на берегу никаких камней, команда принесла с корабля несколько кусков самородной соды, чтобы установить на них котлы. «Готовя пищу, они увидели, что порода в этом месте превратилась в текучее, блестящее вещество. Этот случай дал начало производству стекла» [2].
Совершенно случайно купцы превратили зерна кварца, состоящего только из атомов кремния и кислорода, в предмет всеобщего восхищения. После этого открытия придумали много способов использования стекла: бусы в Древнем Египте, вазы на Ближнем Востоке и зеркала в Венеции [3]. «Благодаря многочисленным экспериментам, добавлению и изъятию различных ингредиентов, – пишет Бирингуччо, – сделано так много, что можно усомниться в возможности продвинуться дальше в этом искусстве. Ибо из стекла изготавливается бесчисленное множество красивых вещей» [4].
Истории стекла 5000 лет. Его уникальные свойства позволяли создавать оригинальные изделия высокой художественной ценности. Способность принимать требуемую форму – не результат использования каких-то особых инструментов, которые много столетий остаются теми же самыми. Метод выдувания изделий, изобретенный в I в. на Ближнем Востоке, по-прежнему остается тем же и сегодня. Непрерывные инновации в изготовлении декоративного стекла, скорее, следствие внутренней тягучести структуры стекла. Когда зерна песка сплавляются с углекислым натрием, возникающая масса настолько тягуча, что в процессе застывания атомы не могут достаточно быстро вернуться в нужное положение, чтобы образовать правильную кристаллическую структуру [5]. Кремний и кислород «вмерзают» в неупорядоченную структуру, напоминающую жидкость и поэтому принимающую практически любую форму [6]. Хаотичная атомная структура также допускает включение атомов других элементов. Добавив небольшое количество примесей, можно делать стекло с разными оптическими свойствами: прозрачное, полупрозрачное, непрозрачное и опаловое. И все это – в бесконечно многообразной цветовой гамме.
Превращение песка в стекло – всего лишь одна из величайших ролей кремния в истории человечества. Второй важный вклад, сделанный несколько тысячелетий спустя, обеспечен чистыми кристаллами кремния. Необычные электрические свойства позволили использовать их в фотоэлектрических элементах, превращающих солнечный свет в электроэнергию, и в транзисторах, составляющих основу компьютеров. Считается, что из всех применений кремния создание транзистора в наибольшей степени изменило мир, предоставив каждому невиданные ранее вычислительные и коммуникационные возможности.
Используя оптические и электрические свойства этого вещества, человечество создало предметы необычайной красоты и мощную технологию. Все это продолжает удивлять, радовать и воодушевлять людей. Но кремний на протяжении большей части 5000-летней истории ассоциировался главным образом со стеклом. А самое важное место в его истории принадлежит Венеции, где в эпоху Ренессанса достигло расцвета декоративное производство стекла как вид художественного творчества.
Однажды, проходя солнечным апрельским утром мимо витрины антикварной лавки вблизи Кампо Санто Стефано в Венеции, я углядел кончик хвоста изящной фигурки слона, выполненной в стиле ар-деко. Лавка находится в очень узком переулке, и поэтому, окруженный толпами туристов, я не мог отступить назад, чтобы обозреть экспозицию. Сумев приблизиться к витрине, я медленно прошел мимо многочисленных ваз и кубков, прежде чем снова увидел черно-бирюзового слона [7]. Причудливый изгиб хобота ясно указывал, что фигура выполнена стеклянных дел мастерами с соседнего острова Мурано, где изготавливается основная масса венецианского стекла. Фигурки слонов, состоящие из множества деталей, которые необходимо тщательно подгонять друг к другу, относятся к числу наиболее трудных в исполнении. К тому времени я коллекционировал их почти пять лет. Впервые меня очаровали стеклянные фигурки животных в день, когда я встретился в Венеции с бывшим директором музея Лувр, собравшим огромную коллекцию этих художественных изделий. Прошло несколько лет, и я обнаружил, что мой партнер коллекционирует фигурки слонов – едва ли не самых благородных животных на планете, исключительно умных и способных устанавливать глубокие социальные связи. Объединив ее интерес к слонам с моей любовью к венецианскому стеклу, мы начали создавать общую коллекцию.
Еще до того, как я вошел в лавку, я уже знал, что куплю слона. Мое возбуждение, похоже, не осталось незамеченным владельцем магазина, и мне, вероятно, пришлось переплатить. Теперь я владею сотней стеклянных слонов, и мое стадо постоянно растет. Тот удивительный экземпляр был создан в 1930 г. Наполеоне Мартинуцци, работавшим в мастерских фабрики Венини. Под художественным руководством Мартинуцци Венини стал новатором в создании оригинальных типов и форм стеклянных изделий. Используя четкие и элегантные формы и новую гамму насыщенных цветов, он внес заметный вклад в возрождение стекольной традиции Мурано [8].
Производство стекла в Мурано началось после 1291 г., когда Большой Совет приказал перенести имевшиеся в Венеции стеклоплавильные печи на остров: они слишком часто становились источником городских пожаров [9]. Те же самые углекислый натрий и кварц, использовавшиеся египетскими и исламскими мастерами, привозили на Мурано с Востока по давно сложившимся торговым путям. Коммерческие связи обеспечивали и готовый экспортный рынок, что давало местным ремесленникам преимущество над конкурентами. В расположенных на острове мастерских ремесленники делали вещи необычайной красоты, используя те же трубки, щипцы и ножницы, что и по сей день.
В Мурано «делают лучшие стеклянные вещи», писал Бирингуччо. «Они красивее, разнообразнее по цвету и выполнены более искусными мастерами, чем где-либо в другом месте» [10]. Георг Агрикола, современник Бирингуччо, также высоко ценил художественные изделия муранских ремесленников. Во время праздника Вознесения он с восторгом разглядывал разнообразные предметы, выставленные на продажу: «Кубки, чаши, кувшины, флаконы, блюда и тарелки, оконные стекла, животных, растения и корабли» [11]. В ренессансной Венеции ремесло стекольщика превратилось в искусство.