Текст книги "Гностические этюды"

Менее всего автор этих строк хочет свести всю сумму происходящего там к физическим явлениям, связанным исключительно с деревьями (с дубом), в первую очередь. Но выделенность дуба и некоторые пересечения описаний происходящего в Португалии с набранными крохами, которые приводились выше, очевидны. Рационалистическое, демифологизирующее сознание склонно сводить всю сумму явлений в мире к физической стороне, а исключения описывать, как разного рода аберрации и галлюцинации. Религиозное сознание наоборот – не замечать возможность независимости физических явлений от духовных наполнений. Возможно, пора найти вариант, синтезирующий эти две тенденции.

Юнг в работе «Дух Меркурий» разбирает эволюцию отношения людей к дереву. Первобытный человек анимирует дерево: наделяет его душой-духом, личностными чертами и изначально для него дерево и его демон – одно и то же существо – природное божество. На более высокой степени развития сознания происходит разделение восприятия дерева, означающее раскол между человеком и природой, на носителя и сосуществующий уже в его корнях дух. Этот раскол в определенной степени – внешнее отражение внутреннего результата в длительном и многоступенчатом процессе осознания себя. При последующей дифференциации сознания и восприятия этот дух наделяется нравственными чертами или злого духа, на которого наложено заклятие-запрет, или господина (в случае друидов). На нынешнем (четвертом) уровне сознания, в век просвещения, мы не можем допустить существование у деревьев персональных духов, и нам приходится утверждать, что некоторые люди, слышащие голоса деревьев – галлюцинируют или проецируют собственное бессознательное в дерево, как во внешнего носителя. «Однако на пятой ступени развития сознание… приходит в изумление от этого циклического обращения изначального чуда в бессмысленный самообман,… и вопрошает… „А что же тогда так шумело в лесу?“. На пятом уровне сознание полагает, что нечто все же произошло, и если даже психическое содержание не предстает уже ни деревом, ни духом, – все равно оно есть некий выпирающий из бессознательного феномен, существование которого мы не можем отрицать, если только не хотим отказать психе в какой бы то ни было реальности… Но вершина всего то, что нами… снова начинают всерьез браться в расчет как его [духа] возможные вместилища даже деревья или иные более или менее подходящие объекты» /3, с. 17/. Юнг не случайно этот этап наделяет пятым номером, желая этим подчеркнуть процесс квинтэссенции, который по его представлениям должен произойти на нем. По Юнгу, недалек тот день, когда мы вернем деревьям право на обладание и духом и таинством его проявления, в том числе, и в материальном мире. Конечно, несколько удивляет, что отец аналитической психологии вопрос о квинтэссенции духовных поисков в работе «Дух Меркурий» иллюстрирует эволюцией отношения именно к дереву. Сам он этот зигзаг своего исследования никак не комментирует, и мы также оставим его здесь без обсуждения.

Но, может быть, действительно недалек тот день, когда мы уже не сможем, не имея однозначных доказательств, что описанные выше случаи являются «утками», утверждать, что предлагаемые к обсуждению явления невероятны, только поскольку наши знания о деревьях не оставляют такой возможности?

Физический комментарий

Пожалуй, следует начать с отрезвляющего утверждения: современная атомная физика дает однозначно отрицательный ответ на вопрос о возможности получения устойчивого изотопа золота из свинца. А вот обсуждение возможности наблюдения в средние века радиоактивного распада свинца требует некоторого напоминания школьного курса физики за последний класс.

В школьном учебнике говорится, что существует четыре вида радиоактивности, среди которых α-распад и β-распад занимают почетные места. Первый – испускание атомным ядром ядра гелия. При этом массовое число (А) уменьшается на 4 единицы, а заряд (Z) – на 2. Почти для всех β-стабильных ядер с А> 150 энергия связи α-частицы (Не⁴) относительно материнского ядра отрицательна, и они теоретически α-радиоактивны. Но время жизни этих ядер (период полураспада, T_1/2) слишком велико и α-радиоактивность не удается наблюдать. Так в случае свинца максимальный период полураспада у 204 изотопа – 10¹⁷ лет. Для сравнения: возраст вселенной равен примерно 10¹⁰ лет. Самый малый период полураспада из устойчивых изотопов – у 208-го. Но этот изотоп свинца является «дважды магическим», т.е. имеет такое число протонов и нейтронов в ядре, что, согласно теории оболочечного строения ядра, он должен отличаться особой устойчивостью. Между тем, если происходит соответствующее возбуждение ядер (или увеличение проницаемости кулоновского барьера), то ядра изотопов свинца могут начать α-распад. При этом они превращаются в изотопы ртути:

Pb (82, N) = Hg (80, N-2) +He⁴₂

Здесь N – число нейтронов в ядре, а первая цифра – заряд. Образовавшиеся атомы ртути могут испытать β-распад. При электронном (β^-) распаде один из протонов ядра превращается в нейтрон, с испусканием электрона (e^-) и электронного антинейтрино (v_e ^— ):

Hg (80, N) = Tl (81, N-1) + e^- + v_e ^—

При позитронном (β⁺) распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, с испусканием позитрона (e⁺) и электронного нейтрино (v_e):

Hg (80, N) = Au (79, N+1) + e⁺ + v_e

Возбужденные ядра ртути могут испытывать оба вида β-распада. Но существование кулоновского поля ядра увеличивает вероятность электронного β-распада. Это значит, что ртуть более склонна к превращению в таллий, чем в золото. И еще одно «Но…»! Существует только один устойчивый изотоп золота (с А = 197). В таблице 1 приведены устойчивые изотопы ряда химических элементов (а в квадратных скобках – некоторые искусственно полученные радиоактивные изотопы). В трех столбцах указаны процентные содержания изотопов в природном веществе. Изотопы в столбцах «золото», «ртуть» и «свинец» приведены в согласованных строках, соответствующих α– и β-распадам. Из таблицы видно, что даже если свинец (или ртуть) и претерпит радиоактивный распад, то устойчивого изотопа золота все равно не получится. Т.е. природные ртуть и свинец не имеют устойчивого изотопа, соответствующего возможности превращения в устойчивый изотоп золота. Аналогично по изотопам «разнесены» пары: свинец/таллий и ртуть/таллий.

Таблица 1. Изотопы и массовые числа некоторых химических элементов

Зададимся вопросом: эта невозможность – случайность или проявление физической закономерности? Если заглянуть в таблицу Менделеева, то можно заметить, что тройке элементов золото-ртуть-свинец должна быть близка по свойствам другая тройка: серебро-кадмий-олово. При этом не только в химическом смысле. Первый факт, поддерживающий это утверждение, это теоретическая α– радиоактивность олова (Sn), несмотря на то что у его изотопов А <150. В таблице 1 (продолжение) приведены изотопы этих трех элементов. Как видно из нее, у серебра нет устойчивых изотопов, соответствующих α– и β-распадам олова и кадмия. Это позволяет предположить, что мы имеем дело с некоторой закономерностью.

Между тем, физики уже выступили в роли современных алхимиков, получив радиоактивные изотопы: 198, 199, 200 золота, 192 иридия, 110 и 111 серебра, которые обычно используются в медицине. Указанные изотопы золота были получены из ртути американскими физиками еще в 1941 году. В 1947 году они получили золото-197 из ртути-196, путем захвата медленного нейтрона. Сначала атом ртути-196 превращается в возбужденный атом ртути-197, который, испытывая позитронный β-распад (β⁺), переходит в золото-197. Из 100 мг ртути было получено 35 микрограмм устойчивого золота путем облучения в атомном реакторе. По отношению к малому проценту изотопа ртути-196, содержащемуся в природной ртути, это около ¼ его части – совсем не мало.

Однако 208 и 206 изотопы свинца, составляющие основную часть природного вещества, гипотетически могут превратиться при соответствующих условиях возбуждения ядра, в устойчивые изотопы ртути. Этот факт мог лежать в основании описанного в статье случая с обнаружением ртути в кожных тканях спины. Находящийся в малых дозах (<0.1%) 202 изотоп свинца, при превращении в возбужденное ядро 198 изотопа ртути, может продолжить распад и превратиться в β-радиоактивный 198 изотоп золота. Но вероятность этого процесса очень мала. Получающаяся (гипотетически) из 10 кг свинца капелька золота весом меньше грамма, скорее всего, оставалась бы не замеченной в средние века. Невероятно, чтобы алхимики могли на этом гипотетическом факте строить основание для своего многовекового упорства. Если и предполагать возможность наблюдения радиоактивного процесса, которое могло лечь в основание алхимических надежд, то более вероятен β-распад (β⁺) возбужденного 197 изотопа золота – превращение в неустойчивый изотоп ртути:

Au (79, 197) = Hg (80, 197) + e^- + v_e ^— ,

который «склонен» превратиться снова в золото (электронный захват). Этой формулой можно объяснить и появление ртути на золотом обручальном кольце обходчика.

Таблица 1 (Продолжение) Изотопы элементов

Тогда предположительное наблюдение превращения свинца в ртуть и золота в ртуть, при некотором таинственном процессе, достаточно сильно возбуждающем ядра атомов, и могло породить представление о возможности превращения свинца в золото, где сначала, в качестве «посредника», должна появиться ртуть. Описанный в книге Клауса Гофмана «философский камень» в виде красных призматических кристаллов химически чистого хлораурата серебра AgAuCl₄, конечно, не может выделить ртуть из свинца. Но при его получении использовалась ртуть. Т.е. и при этом процессе можно говорить о ней, как о посреднике, но без смыслового оттенка о «поте» тайного делания. Но его получение могло быть только одним из вариантов понимания «философского деяния».

Таблица 1, на первый взгляд, предлагает дерзкий вариант воплощения мечты для современных «алхимиков» – специалистов по физике изотопов. Это последовательный α-распад возбужденных атомов сначала 206 изотопа свинца до 202 изотопа ртути, потом последнего – до 198 изотопа платины. Получение платины вместо золота – неплохая замена. Но насколько это реально может сказать только физик-ядерщик. Устойчивые изотопы платины также можно (теоретически) получить и из возбужденных атомов природной ртути (изотопы 199, 201), путем поглощения медленного нейтрона и последующего испускания α-частицы.

Но возбуждение ядра до состояния, разрешающегося радиоактивным распадом, требует таких высоких энергий, которые в настоящее время искусственным путем достигаются только в ускорителях. Однако в конце прошлого века в серьезных зарубежных научных журналах (в том числе и в «Nature») появились статьи о возможности термоядерного синтеза при создании соответствующих условий в пузырьках жидкости. И хотя содержание этих статей до сих пор считается спорным, но сам факт предположения возможности подобных явлений при более обычных условиях достаточно знаменателен для физики конца века.

Может ли какое-то особенное явление, связанное с деревьями, приводить к радиоактивному делению, сказать трудно из-за отсутствия каких-либо данных об этом явлении. Здравый смысл толкает нас дать отрицательный ответ. Но здравый смысл построен на усреднении ежедневного опыта отношений с окружающим миром, и не подходит при оценке экстраординарных событий.

Гораздо больше мы знаем о молниях, и интересно пристальнее рассмотреть этого претендента на роль алхимика средних веков… Считается, что ток в молниях может достигать 10⁵ Ампер, температура доходить до 30 000 ⁰К, а скорость продвижения молнии доходить до 100 000 км/с. Эти числа впечатляющи с точки зрения обыденных значений, но достаточны ли для появления возможности распада вещества? Для поддержания интриги отметим, что по статистике молнии чаще всего поражают среди всех остальных деревьев именно дубы…

Легко посчитать кинетическую энергию одноатомной молекулы (или электрона) внутри молнии, как 3/2kT, что дает при 30 000 градусах примерно 6.2×10^—19 Джоулей или 40 электрон-Вольт. Этой энергии достаточно для ионизации молекул воздуха, но далеко недостаточно для возбуждения ядра свинца, необходимого для его распада или золота – для радиоактивной реакции (описанной выше). Энергия электронов в трубках старых телевизоров и то была больше – порядка 20 кэВ. А энергия космических лучей (в основном протонов и альфа-частиц) изменяется в пределах от 1 МэВ до 10¹³ МэВ. Кстати, по современным представлениям именно они инициируют разряд грозовых туч. Но это мы посчитали тепловую энергию частиц, находящихся внутри молнии, а не энергию направленного движения заряженных частиц. Для последнего мы должны обратиться к более детальному изучению молний.

Согласно теории российского ученого А. Гуревича (1992 год), частицы космического излучения, сталкиваясь с молекулами воздуха, ионизирует их, в результате чего образуется огромное число электронов, обладающих высокой энергией. Попав в электрическое поле с напряжением примерно 10³ – 10⁵ В/м между облаком и землей, электроны ускоряются до очень высоких скоростей, ионизируя путь своего движения и вызывая лавину электронов, движущихся вместе с ними к земле. Ионизированный канал, созданный этой лавиной электронов, далее используется грозовым облаком для разряда молнией (см. «Наука и жизнь» №7, 1993 г.).

Кинетическая энергия электронов в молнии значительно больше полученных выше 40 эВ. Но насколько? Достаточно ли для реализации ядерного распада? Поскольку разность потенциалов нижней части грозовой тучи и поверхности земли достигает порядка 10⁶ – 10⁸ Вольт, то электрон, ускоряясь в таком поле, может достигать энергий порядка 1 – 100 МэВ, но… если не сталкивается ни с чем по пути. Между тем длина свободного пробега электрона в простом воздухе порядка 30 нм. Но эта длина может значительно меняться в проводящем канале, созданном разрядом-лидером. Чем глубже ионизированы атомы, тем больше длина свободного пробега и тем большую энергию успевают приобрести электроны, что приводит к еще более глубокой ионизации. Возникает положительная обратная связь, которая, в конечном счете, может обеспечить срывание всех электронных оболочек. При появлении последней степени ионизации резко возрастает проводимость канала и длина пробега электронов. Последняя пропорциональна сечению взаимодействия электронов с атомами/ядрами, и возрастает примерно в (D_атома/D_ядра) ² раз. Оценочно: D атома/D ядра порядка 10⁴, длина свободного пробега электрона становится порядка: 30×10⁸ нм = 3 м!!! Откуда энергия электронов может достигать 3 – 300 кэВ. Достаточно ли этого для возбуждения атома свинца (золота) до начала радиоактивной реакции?.. Теоретически нижний предел энергии возбуждения устойчивых изотопов свинца находится в районе 1,27 МэВ, золота – 410 кэВ и мы, если и не попадаем в область реализации алхимических представлений средних веков, то очень близко подходим к ней.

Но, возможно, электроны и не надо учитывать, а достаточно посчитать только энергию разгоняющихся у земли ядер (к примеру, водорода и кислорода), с которых содрали все электронные оболочки? Ядру кислорода в означенном поле достаточно иметь длину пробега порядка одного мм, чтобы получить энергию порядка 3 МэВ. А этого уже вполне достаточно для возбуждения атомов золота и свинца до степени, приводящей к радиоактивной реакции. Но это все – только примерные, во многом – грубые, расчеты. Для точного ответа необходим столь же точный расчет. Но и выше приведенного вполне хватает, чтобы к описанным явлениям подойти со степенью доверия, достаточной для продолжения исследования. К чему конкретно они приведут? Лично я могу только поставить здесь большой знак вопроса…

Совсем другой дорогой в анализе алхимических мечтаний могут предложить пойти сторонники холодного ядерного синтеза. И хотя последний традиционно относится к области лженауки, а заведение разговора о ХЯСе порой вызывает жуткую аллергию у классически образованных ядерщиков и может привести к тому, что незадачливого говоруна начнут избегать, все-таки рискну кратко упомянуть основных действующих лиц в России и некоторые их результаты.

В первую очередь, это Корнилова Алла Александровна – директор инновационного центра физфака МГУ, которая с начала 90-ых годов прошлого века занимается проблемой возможности ядерного синтеза в биологических культурах. В 1996 году она запатентовала «Способ получения стабильных изотопов за счет ядерной трансмутации типа низкотемпературного ядерного синтеза элементов в микробиологических культурах», которым заинтересовалась швейцарско-немецкая научная ассоциация. В частности, она получила микробиологическую культуру, которая в условиях недостатка железа для восстановительно-окислительных процессов и присутствия марганца Mn (25, 55) с тяжелой водой, начинает вырабатывать редкий устойчивый изотоп железа Fe (26, 57), которого в природном железе всего около 2%.

Во вторых, – Георгий Шафеев, доктор физико-математических наук, директор научного центра волновых исследований Института общей физики РАН. Он облучал лазерными импульсами воду с небольшим количеством наночастиц золота и радиоактивного цезия. При этом было обнаружено, что радиоактивность раствора цезия начинает уменьшаться: за 10 часов на 5 процентов. Для ядерной физики это колоссальная величина: увеличение скорости распада в 1200 раз!

Теория этих явлений настолько сейчас мало разработанная, что лучше не пускаться здесь в ее обсуждение. Только дадим заинтересованному читателю ссылку на научно-популярную статью /4/. Андреев в ней пишет, что энергия нового типа ядерных реакций, достаточная для превращения ядер, порядка 1 – 10 кэВ на нуклон, что в 1 000 раз меньше, чем для обычной ядерной реакции. Но эти цифры делают вероятными описанные выше процессы превращений с участием молнии.

Литература

1. Клаус Гофман. Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов, /Перевод с немецкого канд. хим. наук Е. М. Маршак, Под редакцией доктора хим. наук Ю. Н. Кукушкина / Л., «Химия», 1987.

2. А. А. Локерман, Рассказ о самых стойких, М., Знание, 1982.

3. Юнг К. Г., Дух Меркурий. – М., Канон, 1996.

4. [битая ссылка] Андреев С. Н. Запретные превращения элементов, Химия и жизнь, 2015, №8.