Когда мы говорим о Нобелевке, будь то премия по химии, физике или физиологии с медициной, обычно подразумевается, что ученый получает премию за открытие или серию открытий. Лауреат-химик 1914 года получил своего «Нобеля» за десятилетний кропотливый труд, в котором он «просто» уточнял старые данные. И в итоге вывел других на совершенно новый уровень. Итак, Теодор Уильям Ричардс.
Теодор Уильям Ричардс
Родился 31 января 1868 года, Германтаун, Пенсильвания, США
Умер 2 апреля 1928 года, Кембридж, Массачусетс, США
Нобелевская премия по химии 1914 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За точное определение атомных масс большого числа химических элементов».
Наш герой стал четвертым из шести детей в семье очень одаренных людей. Его отец, Уильям Трост Ричардс, был преуспевающим и известным в то время художником-маринистом, имевшим голландские, английские и валлийские корни.
Мать нашего героя отдала себя художественному слову: Анна Матлак Ричардс была писательницей и поэтессой (в первую очередь она известна своей фантазийной «Новой Алисой в старой Стране Чудес») и очень много внимания уделяла развитию детей.
Мать Тедди посчитала доступное в то время школьное образование недостаточным и вплоть до колледжа занималась с сыном дома. Впрочем, как это часто бывает и в России, Ричардсам повезло с соседом по даче. Точнее, по месту, где они проводили лето. Семья уезжала в Ньюпорт на Род-Айленде, а соседом их там оказался гарвардский профессор-химик, Джозайя Парсонс Кук-младший. Именно Кук раз и навсегда поселил в сердце юного Теодора любовь к науке, показав ему как-то ночью в свой четырехдюймовый телескоп Сатурн и его кольца.
Когда мальчику было десять, его семья на два года поехала в Великобританию. Там Теодор в 12 лет сам построил небольшую учебную яхту, на которой он с диким восторгом плавал по круглому пруду в Кенсингтоне под звездно-полосатым флагом… Примерно тогда же или годом позже он получил в подарок аналог набора «Юный химик». Первыми химическими опытами Тедди стали получение окрашенного пламени и знаменитая «фараонова змея».
Разумеется, юноша, получив в колледже степень бакалавра химии, в 1885 поступил в Гарвард, чтобы учиться у своего любимого профессора Кука.
Год спустя он блестяще окончил университет и стал аспирантом своего профессора. И именно там он начал заниматься темой, которая другим могла показаться скучной. Напомним, к тому времени уже более полутора десятков лет был сформулирован Периодический закон химических элементов, согласно которому свойства элементов периодически изменяются по возрастании их атомных масс. Нет, мы не оговорились: сейчас говорят про заряд атомного ядра, но это сейчас. Во времена Ричардса речь шла об атомных массах.
Теодор решил определять атомные массы элементов. Конечно, массы большого количества элементов уже были известны, но результаты были ненадежны. И Ричардс уже в качестве аспирантской работы решил подтвердить и уточнить эти данные.
Для начала он решил определиться с кислородом и водородом. Ричардс пошел новым путем, измеряя атомные массы в реакции сжигания водорода с окисью меди. И получил результат, отличающийся от «табличного»: отношение атомной массы водорода к атомной массе кислорода оказалось 1:15,96.
Попутно и атомная масса меди получилась 63,54. Напомним, что к тому времени считалось, что атомные массы целые. Так что уже тогда, в 1880-х годах, был сделан первый шаг к открытию изотопов, которое в итоге принесет Фредерику Содди Нобелевскую премию по химии в 1921 году.
В 1888 году Ричардс получил свою PhD, а «в довесок» к ней и стипендию Паркера и смог год попутешествовать и поучиться в Дрездене, Геттингене и Мюнхене. В 1889 году он вернулся в Гарвард преподавателем количественного анализа.
Постепенно карьера нашего героя шла вверх. В 1894 году он стал ассистент-профессором, через год, когда умер его учитель, Ричарда снова отправили за рубеж повышать квалификацию, где он смог поработать с великими Вальтером Нернстом и Вильгельмом Оствальдом. Шесть лет он работал в Европе, а в 1901 году вернулся в Гарвард — полным профессором. Для завершения рассказа о карьере нашего героя скажем, что он с 1903 по 1911 год возглавлял химический факультет Гарварда, а с 1912 года и до конца жизни был там профессором химии.
А в 1905 году Ричардс решил, что с него хватит: те атомные массы, с которыми ему приходилось работать, не внушали ему доверия. Поэтому он взялся за титанический труд — переизмерить как можно больше атомных масс. За девять лет его группа точно определила массы 55 элементов, из которых сам Ричардс при помощи им же разработанной техники (он изобрел для этого новые разновидности калориметра, нефелометра и способов работы с особо чистыми веществами) определил двадцать одну. О тщательности работ нашего героя может сказать, например, следующее: для опеределения атомной массы тулия Ричардс провел 15000 перекристаллизаций!
В итоге именно Ричардс показал, что обращать внимание надо не на массы элементов в Периодическом законе, поскольку заново «взвешенный» кобальт оказался тяжелее никеля, хотя и стоит перед ним в таблице Менделеева. В 1914 году он уже почти прямым текстом указал на существование изотопов: у свинца, выделенного из радиоактивных руд, масса была иной, чем у обычного (как вы помните, именно свинцом завершаются многие цепочки радиоактивного распада).
В 1915 году Ричардса признали нобелевским лауреатом по химии за 1914 год (в 1914 году премии не присуждали, ведь тогда началась Первая мировая). Среди 28 номинаций Ричардс был фаворитом: его назвали шесть раз. Оказавшийся на втором месте Рихард Вильштеттер с пятью номинациями получил свою премию в следующем году.
Из-за войны Ричардс не смог получить премию лично. Когда в Стокгольме представляли лауреата, особо отметили, что «почти в каждом научном труде Ричардса содержится описание методов и операций, которые заметно совершеннее тех, что применялись на практике до него». Сам же ученый смог прочесть свою Нобелевскую лекцию только в 1919 году.
«На исследование атомных масс меня прежде всего вдохновила философская страсть к познанию фундаментальной природы материи и ее связи с энергией. Позднее я стал все более и более ясно осознавать, что лучшее понимание “поведения” материи должно дать человечеству большую власть над жизненными обстоятельствами», — сказал в своем послании первый американский нобелевский лауреат.
Текст: Алексей Паевский
