Семь элементов, которые изменили мир

1. Когда фейерверк взрывается, высвобождаемая энергия возбуждает электроны в атомах и переводит их на более высокие энергетические уровни. Когда электроны возвращаются в исходное состояние, они излучают энергию в виде света. Энергетические уровни, между которыми перемещаются электроны, фиксированы, они разные для разных атомов, так что частицы света, называемые фотонами и излучаемые каждым атомом, также обладают конкретным количеством энергии. Цвет фотона зависит от энергии, и поэтому атомы разных элементов излучают свет разного цвета.

2. Карбонизация – процесс превращения органической материи в почти чистый углерод. Древесина карбонизируется в результате нагревания в отсутствие кислорода.

3. Древесина состоит главным образом из целлюлозы и лигнина, а их молекулы – из атомов углерода, водорода и кислорода. Бумага делается из древесной массы, а некоторые виды чернил – из сажи, полученной при обжигании органической материи.

4. Углерод так легко создает связи с самим собой из-за структуры электронных «оболочек» и свойств связей, которые эти электроны образуют. Его внешняя оболочка содержит четыре электрона, каждым он легко делится с другим атомом углерода и таким образом создает углерод-углеродную связь. Процесс повторяется со многими атомами углерода, в результате образуются длинные цепочки или кольца. Благодаря углерод-углеродной связи они оказываются прочными и устойчивыми. Для разрушения требуется довольно много энергии.

5. Примо Леви в «The Periodic Table» (первое издание – 1975) описывает, как атом углерода переходит из известняка в дерево, далее в человеческий мозг и затем становится точкой на листе бумаги. См.: Levi Primo. The Periodic Table. London: Penguin Books, 2000, p. 188-196.

6. Черный порох традиционно изготавливался из древесного угля, селитры (азотнокислого калия) и серы, которые брались в пропорции приблизительно 10:75:15. Селитра служит окислителем, обеспечивающим поступление кислорода для лучшего горения углеродного топлива. Джон Бейтс писал о порохе в 1634 г.: «Селитра – его душа, сера – жизнь, уголь – тело». См.: Needham Joseph. Science and Civilisation in China. Vol. 5. Part 7. Cambridge: Cambridge University Press, 1986, p. 111.

7. О графене поговорим позже, в главе «Кремний».

8. Norwich John Julius. A History of Venice. London: Allen Lane, 1982, p. 631.

9. Здесь контекст снова имеет ключевое значение. Чистый углерод воспламеняется с трудом, и именно углерод-водородная связь служит ключом к огромной энергии, скрытой в ископаемых видах топлива.

10. При изотермической реакции из системы высвобождается энергия, обычно в виде тепла.

11. При образовании одного и того же количества энергии каменный уголь производит в полтора раза больше двуокиси углерода, чем нефть, и почти в два раза больше, чем природный газ.

12. Выражение «Четыре великих изобретения» ввел в обращение китаевед и миссионер Джозеф Эдкинс. В 1859 г., сравнивая японцев с китайцами, он написал: «Они не могут похвастаться такими выдающимися изобретениями, как книгопечатание, производство бумаги, морской компас и черный порох». См.: Edkins Joseph. The Religious Condition of the Chinese. London: Routledge, 1859, p. 2.

13. Джозеф Нидхам, английский ученый, историк и китаевед, предложил свою монографию «Science and Civilisation» Кембриджскому университету в 1948 г. в виде одного тома. Вскоре объем достиг семи томов, каждый из нескольких частей, посвященных развитию науки и технологии на протяжении всей истории Китая. Это одна из самых удивительных научных работ минувшего века. Нидхам умер в 1995 г., но его работу продолжают сотрудники Needham Research Institute в Кембридже, членом попечительского совета которого я являюсь.

14. Needham Joseph Wagner Donald B. Science and Civilisation in China. Vol. 5, Part 11. Cambridge: Cambridge University Press, 2008, p. 369.

15. Malthus Thomas. An Essay on the Principle of Population. London: Routledge, 1996. Первое издание в 1798 г.

16. Кеннет Померанц рассматривает роль каменного угля в относительном упадке Китая в своей книге: Pomeranz Kenneth. The Great Divergence: China, Europe, and the Making of the Modern World Economy. Princeton: Princeton University Press, 2000, p. 65. Различия в географическом положении месторождений и транспортных артерий, облегчающих распространение знаний между ремесленниками, предпринимателями, инженерами и учеными, – все это могло повлиять на то, что промышленная революция произошла в Европе, а не в Китае. Померанц утверждает: «Хотя умения, ресурсы и экономические условия в Китае, рассматриваемые как абстрактное целое, возможно, лишь немного хуже для революции угля и пара, чем в Европе, распределение этих факторов делало такую революцию намного менее вероятной».

17. Уильям Блейк написал об английских «сатанинских мельницах» в эпической поэме «Milton». Блейк был знаковой фигурой в европейском романтизме. Выступая против промышленной революции, он идеализировал природу.