У порога великой тайны

Перед отъездом за границу Тимирязев пришел к своему университетскому учителю, известному ботанику Андрею Николаевичу Бекетову за напутствием.

— Я добился вашей поездки за границу и по-настоящему должен дать вам письменную инструкцию, — сказал Бекетов, поглаживая свою широкую лопатовидную бороду. — Но предпочитаю, чтобы вы сами ее написали; тогда мы увидим, отдаете ли вы себе ясный отчет, куда и зачем вы едете.

Предоставляя своему питомцу полную свободу действий, Бекетов оказывал ему самое высокое доверие, какое только может оказать ученику учитель.

Инструкция, которую составил для себя Тимирязев, была подробным, хорошо продуманным планом научных изысканий. Придерживаясь этого плана, Тимирязев за два года успел поработать у выдающихся западноевропейских ученых того времени: в Германии — у химика Бунзена, физика Кирхгофа и у ботаника Гофмейстера, во Франции — у физиолога Клода Бернара, у химика Бертло и у агрохимика Буссенго. Занятия у Буссенго оказались особенно плодотворными. Впоследствии Климент Аркадьевич говорил:

— Я научился у Буссенго всему, чему хотел научиться, и с этой точки зрения по праву могу считать себя его учеником.

Придерживаясь своего плана, Климент Аркадьевич из Петербурга осенью 1868 года отправился в Гейдельберг. Здесь работали Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф, обогатившие науку тончайшим методом исследования — спектральным анализом.

Пучок света, пропущенный сквозь стеклянную призму, выходит из нее веером, неизменно отклоняясь в сторону. Если поставить на пути веера экран, то на нем возникнет цветная полоска, подобная радуге. Это загадочное превращение белого света в разноцветный известно было с древнейших времен. Объясняли: стекло каким-то образом влияет на белый свет, изменяя его окраску.

В XVII веке Исаак Ньютон доказал, что такое объяснение неверно; призма — кусок стекла, которому обточкой придана форма клина — не изменяет белого света, а только разлагает его на простые, составные части. Смешайте разноцветные лучи, отброшенные на экран, и вы получите первоначальный белый пучок света.

— Наиболее удивительная и чудесная смесь цветов — белый цвет, — сказал Ньютон на заседании Королевского общества.

После Ньютона никто уже больше не сомневался, что белый цвет — это цвет сложный, состоящий из многих цветных лучей.

Ньютон назвал цветную полоску, отбрасываемую на экран пучком света, пропущенным сквозь призму, спектром (от латинского «спектрум» — «видимое», «видение»). Стало ясно, что и радуга есть не что иное, как спектр солнечного света; лучи солнца преломляются в дождевых каплях, как в призмах, и белый свет дает на небе спектр.

В спектре семь основных цветов, семь цветов радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. При выходе веера из призмы красные лучи отклоняются, преломляются менее всего, фиолетовые — более всего.

В середине XIX века гейдельбергский химик Роберт Бунзен, поднеся однажды к зажженной горелке платиновым пинцетом щепотку соли, заметил, что бесцветное газовое пламя вдруг ярко окрасилось в желтый цвет. Химику не стоило большого труда узнать, что окрашивает пламя натрий, входящий в состав поваренной соли. Бунзен стал подвергать огневому испытанию и другие вещества. Каждое из них давало свою окраску пламени горелки: литий — красную, медь — зеленую, калий — фиолетовую. Выходило, что можно на глаз определять химический состав любого вещества. Достаточно раскалить его, и элементы, в него входящие, сами себя выдадут цветовыми сигналами. Но Бунзен встретил серьезное затруднение: иногда два разных вещества давали одинаковые цветовые сигналы. Как отличить, например, соли натрия от солей стронция, если и те и другие окрашивают пламя горелки в малиново-красный цвет?

На помощь Бунзену пришел физик Густав Кирхгоф. У него была стеклянная призма, выточенная знаменитым мюнхенским оптиком Йозефом Фраунгофером, жившим на рубеже XVIII и XIX столетий. Из этой призмы да из сигарной коробки и подзорной трубы, разрезанной надвое, Кирхгоф и Бунзен соорудили прибор, который назвали спектроскопом. Кирхгоф предложил Бунзену пропускать цветовые сигналы, подаваемые раскаленными веществами, через этот прибор. Успех был полный. Световой пучок, пройдя через линзу, дает спектр. По нему всегда можно безошибочно определить состав вещества: каждый химический элемент дает в спектре свои линии, никогда не совпадающие с линиями других элементов.