Жидкости

Если включить увеличение и взглянуть на керосин на атомном уровне, то можно увидеть, что по структуре его молекула напоминает спагетти. Основа, «хребет» каждой нити состоит из атомов углерода, соединенных в цепочку, где каждый атом связан со следующим. К каждому атому углерода прикреплены два атома водорода (только на концах молекулы – по три). В таком масштабе отличить керосин от воды нетрудно. Вода не имеет нитевидной структуры, это скорее хаотичное скопление маленьких V-образных молекул (один атом кислорода связан с двумя атомами водорода, H₂O). В таком масштабе керосин больше похож на оливковое масло, которое тоже состоит из спутанных нитевидных молекул на основе углерода. Но если в керосине нити больше напоминают спагетти, то в оливковом масле они ветвистые и перекрученные.

Поскольку молекулы оливкового масла имеют более сложную форму, чем молекулы керосина, им сложнее протискиваться друг мимо друга, поэтому и течь этой жидкости труднее – иными словами, оливковое масло отличается большей вязкостью, чем керосин. То и другое – масло, и на атомном уровне они выглядят похоже, но из-за структурных различий оливковое масло густое, а керосин льется совсем как вода. Это различие определяет не только вязкость этих масел, но и степень их воспламеняемости.

Персидский врач и алхимик ар-Рази в IX в. написал об открытии керосина в своей «Книге тайн». Он заинтересовался естественными источниками в своем регионе, из которых текла не вода, а густая черная едкая жидкость. В те времена это похожее на гудрон вещество брали из источников и использовали на дорогах, преимущественно как покрытие. Чтобы проанализировать черное земляное масло, ар-Рази разработал особые химические процедуры, которые мы сегодня называем перегонкой. Он нагревал масло и собирал газы, которые из него выделялись. Затем он вновь охлаждал их, после чего они превращались обратно в жидкость. Первые жидкости, которые он выделил таким образом, были желтыми и маслянистыми, но после многократной перегонки они становились светлым, прозрачным и свободнотекущим веществом. Так ар-Рази открыл керосин.

Он не мог знать подлинных масштабов всего того, что открытая им жидкость принесет в этот мир, но он знал, что она горюча и дает бездымное пламя. Сегодня это открытие может показаться тривиальным, но во всех древних цивилизациях проблема внутреннего освещения стояла очень остро. Самой сложной технологией того времени были масляные лампы, но до ар-Рази горящее в лампе масло давало едва ли не больше сажи, чем света. Бездымные лампы стали бы поистине революционным новшеством – настолько, что его важность увековечена в истории про Аладдина из «Сказок тысячи и одной ночи». Герой находит волшебный предмет – масляную лампу. Стоит потереть ее, и оттуда появляется могущественный дух. Духи часто встречаются в мифах того времени и описываются как существа, состоящие из бездымного пламени; джинн из сказки обязан исполнять приказы владельца лампы. Это колоссальная сила. Значимость новой открытой жидкости и ее способность давать бездымное пламя не могли ускользнуть от внимания алхимика ар-Рази. Почему же персы не начали пользоваться ею? Ответ отчасти связан с той ролью, которую играли оливковые деревья в их экономике и культуре.

В IX в. персы заливали в лампы оливковое масло. Там прекрасно росли устойчивые к засухе оливковые деревья, плоды которых можно было использовать для производства масла. Примерно из двадцати оливок получалась чайная ложка масла, на которой типичная для того времени масляная лампа могла целый час гореть и давать свет. Так что, если средней семье требовалось пять часов света каждый вечер, она должна была тратить по сто оливок в день – или примерно тридцать шесть тысяч в год на каждую лампу. Чтобы производить достаточно масла для освещения империи, персам нужно было много земли и времени: оливковые деревья, как правило, первые двадцать лет не дают плодов. Кроме того, приходилось защищать свои земли от всякого, кто мог покуситься на этот ценный ресурс, – а значит, нужны организованные города, которые требовали еще больше оливок, чтобы масла хватало всем и для приготовления пищи, и для освещения домов. Чтобы содержать армию, надо было платить налоги, в Персии это зачастую означало передачу правительству определенной части полученного с урожая оливкового масла. Сами видите: оливковое масло играло центральную роль в обществе и культуре Персии, как и других ближневосточных цивилизаций, пока им не удавалось найти альтернативный источник энергии и налоговых поступлений. Эксперименты ар-Рази доказали, что он буквально под ногами, но там ему и суждено было оставаться еще тысячу лет.

Копия древней масляной лампы, использовавшейся во времена ар-Рази