Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин

Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин
Михаил Моисеевич Левицкий

Книги Политеха
Что происходит с молекулами в момент химических реакций и почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют, одни приобретают упругость, а другие – хрупкость? Каким образом вязкая жидкая масса превращается в легкую приятную ткань и почему человек не может жить без полимеров? Какими были люди, совершившие величайшие открытия в химии, и какую роль сыграл элемент случайности в этих открытиях? Как выглядит лаборатория и так ли на самом деле скучна жизнь обычного лаборанта? Отвечая на эти и другие вопросы, Михаил Левицкий показывает, что химия – это весьма увлекательно!

Михаил Левицкий

Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин

Книга издана при поддержке Политехнического музея и Фонда развития Политехнического музея.

Научный редактор Александра Борисова, канд. хим. наук

Редактор Ирина Сисейкина

Оформление серии Андрея Бондаренко и Дмитрия Черногаева

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Шувалова

Ассистент редакции М. Короченская

Корректоры Е. Воеводина, Е. Чудинова

Компьютерная верстка М. Зинуллин

Дизайн обложки А. Бондаренко

Иллюстрация на обложке Shutterstock

© Левицкий М., 2020

© А. Бондаренко, Д. Черногаев, художественное оформление серии, 2022

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО "Альпина нон-фикшн", 2022

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

"КНИГИ ПОЛИТЕХА" – партнерский проект ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО МУЗЕЯ, издательств CORPUS, "АЛЬПИНА НОН-ФИКШН" и "БОМБОРА".

В серии выходят лучшие современные и классические книги о науке и технологиях – все они отобраны и проверены учеными и отраслевыми специалистами.

Серия "Книги Политеха" – это пять коллекций, связанных с темами постоянной экспозиции Политехнического музея:

"Человек и жизнь" – мир живого, от устройства мозга до биотехнологий.

"Цифры и алгоритмы" – математика, искусственный интеллект и цифровые технологии.

"Земля и Вселенная" – происхождение мира, небесные тела, освоение космоса, науки о Земле.

"Материя и материалы" – устройство мира с точки зрения физики и химии.

"Идеи и технологии" – наука и технологии, их прошлое и будущее.

Политехнический музей представляет новый взгляд на экспозицию, посвященную науке и технологиям. Спустя столетие для музея вновь становятся важными мысль и идея, а не предмет, ими созданный.

Научная часть постоянной экспозиции впервые визуализирует устройство мира с точки зрения современной науки – от орбиталей электрона до черной дыры, от структуры ДНК до нейронных сетей.

Историческая часть постоянной экспозиции рассказывает о достижениях российских инженеров и изобретателей как части мировой технологической культуры – от самоходного судна Ивана Кулибина до экспериментов по термоядерному синтезу и компьютера на основе троичной логики.

Политехнический музей делает все, чтобы встреча человека и науки состоялась. Чтобы наука осталась в жизни человека навсегда. Чтобы просвещение стало нашим общим будущим.

Подробнее о Политехническом музее и его проектах – на polymus.ru (https://polymus.ru/ru/)

Предисловие

Для нас большая честь быть авторами предисловия к книге нашего друга и коллеги Михаила Левицкого. К сожалению, Михаила Моисеевича не стало в 2020 году; таким образом, эта книга становится и нашей данью памяти о его насыщенной, интересной жизни. "Лаборатория химических историй" – абсолютное отражение характера автора, его прекрасно узнаваемого стиля. В основе этого стиля, конечно же, блестящее знание химической науки. Упомянем, что профессиональный кругозор Михаила Моисеевича, в частности, позволил подготовить цикл статей для интернет-энциклопедии "Кругосвет" (www.krugosvet.ru (http://www.krugosvet.ru/)) и написать несколько научно-популярных книг, одна из которых была переиздана в Китае (!).

Стоит отметить, что когда к научно-популярному жанру обращается профессиональный ученый, то это совершенно не рядовой случай. А Михаил Левицкий – крупный специалист, хорошо известный научной общественности собственными исследованиями, опубликованными более чем в сотне научных статей. Кроме того, две его монографии – "Металлорганосилоксаны. Современные концепции и методы" и "Металлоксидные кластеры в элементоорганических матрицах" – остаются на настоящий момент единственными книгами, описывающими необычные виды металлокомплексов – каркасные металлосил- и гермсесквиоксаны. Важно подчеркнуть, что впервые эти соединения были описаны именно в работах Левицкого. Читатель увидит несколько замечательных структур этих соединений на страницах "Лаборатории химических историй".

При этом высокий профессиональный уровень отнюдь не делал Михаила Моисеевича скучным и назидательным. Напротив, его тонкая, интеллигентная манера общения очень располагала к себе. И прежде всего научную молодежь, которая в такой благожелательной атмосфере с удовольствием рассказывала о своих первых успехах. Искренний интерес к собеседникам делал эти академические посиделки вокруг Михаила Моисеевича любимой формой отдыха молодых специалистов в перерывах между совершением химических открытий. Неповторимый уют этих "микросеминаров" дополнительно усиливался угощением фирменным кофе (с лимоном!) и разгадыванием приносимых в лабораторию хитроумных головоломок.

Еще одной яркой особенностью научной карьеры Михаила Левицкого было активное участие в международных научных конгрессах. Только на симпозиум "Современная химическая физика" Михаил Моисеевич приезжал более 15 раз, не забывая и про знаменитые на весь химический мир металлорганические конференции на волжском теплоходе. Бархатистый баритон барда Левицкого – замечательный саундтрек вечеров на этих конференциях, памятный очень многим.

Впрочем, Михаил Моисеевич был хорош и без гитары. Изящное чувство юмора и мастерство рассказчика делали свое дело, и прекрасных историй можно вспомнить множество. Чего стоит одна – про то, как в 1965 году Михаил Моисеевич, строго говоря, не самый большой футбольный фанат, ходил на матч СССР – Бразилия. Действительно, в тот летний день в Лужниках, помимо ста тысяч других людей, собралась отличная молодая компания – Пеле, Гарринча и Миша Левицкий.

Увлекательность повествования и включение в книгу про серьезную науку юмористических историй – тоже характерные черты "Лаборатории химических историй", полностью соответствующие портрету автора. К сожалению, к моменту ухода Михаила Моисеевича из жизни книга еще не была полностью подготовлена к выпуску. Потребовался значительный вклад людей, которых мы хотели бы упомянуть отдельно. Это сотрудники ИНЭОС РАН – аспирант Алина Комарова, а также доктора химических наук Дмитрий Перекалин и Алексей Биляченко. Большую работу по подготовке рукописи к изданию проделали специалисты "Альпины нон-фикшн" – корректор Елена Воеводина, руководитель проектов Александра Шувалова, генеральный директор Павел Подкосов, которых мы также хотели бы поблагодарить за то, что эта книга увидела свет.

    Елена Соломоновна Шубина,
    профессор
    Владимир Иосифович Брегадзе,
    профессор
    Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова
    Российской академии наук (ИНЭОС РАН)

Введение

Эта книга рассказывает в первую очередь о самых выдающихся исследованиях в химии, этапах развития этой науки и главных ее достижениях. Отдельно упомянуты работы, отмеченные Нобелевской премией, – ведь именно эти исследования двигали всю науку вперед, при этом они очень интересны. Конечно, в книге пойдет речь и о самих лауреатах премии, кроме того, представлены интересные и значимые работы, не отмеченные этой премией. И рассказано это отнюдь не сложным научным языком, ведь авторы исследований приложили особые усилия, чтобы сделать полученные результаты понятными широкой аудитории. Кроме того, упомянуты некоторые почти забытые имена ученых, роль которых, с точки зрения автора книги, весьма заметна в развитии химии.

Книга состоит из четырнадцати глав, которые не связаны между собой хронологически, поэтому начинать чтение можно с любой главы. Так как в ряде случаев содержание разделов пересекается, в текст включены пометки, отсылающие к соответствующим другим главам. Некоторые рисунки дополнены ссылками, что позволяет читателю с помощью смартфона увидеть анимацию рисунка.

Первая глава "Империя длинных молекул" знакомит читателя с этапами развития полимерной химии, появившейся в середине ХХ в. и ставшей не просто крупной, а гигантской областью в химической науке. Столетиями полимеры использовались в повседневной жизни, и этот накопленный опыт со временем привел к появлению новой ветви химии.

Вторая глава "Биохимия тоже химия" рассказывает о другой крупной области химии, которая сегодня стала самостоятельной наукой. Достижения в этой сфере за последние годы впечатляют не только ученых-химиков, но и далеких от науки людей: в конечном итоге биохимия – с ее кропотливыми и сложными исследованиями – работает на сохранение здоровья всего человечества.