285 лет Андреас Маргграф стал академиком Прусской академии наук

В истории науки академик Андреас Сигизмунд Маргграф остался только как первооткрыватель свекловичного сахара и основоположник современной сахарной промышленности. Но на самом деле многие его исследования использовались и сейчас используются в крупнотоннажной химической индустрии.

В Германии самым выдающимся химиком XIX века считается Юстус фон Либих. Почему именно он, а не Мейер, Вёлер, Кекуле или кто-то еще (достойных этого химиков там пруд пруди), вопрос праздный. Наверное, ровно потому, что у нас, выражаясь по-русски, фронтменом отечественной химии XIX века безальтернативно считается Менделеев. А в их химии позапрошлого века Либих, говоря по-немецки, uber alles. Так они считают — и точка.

Есть тут, правда, один резон. Практически все исследования Либиха в итоге закончились крупнотоннажным промышленным и агропромышленным производством, если не при его жизни, то в ХХ веке. Есть в истории немецкой химии у Либиха и предшественник — Андреас Маргграф, живший на век раньше и одаренный таким же чутьем выбирать для своих научных исследований экономически важные в будущем промышленные разработки. Может быть, поэтому он считается в немецкой науке самым выдающимся химиком XVIII века.

Маргграф-старший

Андреас Маргграф родился в 1709 году и был старшим ребенком берлинского аптекаря Хеннига Маргграфа, у которого было девять детей, но до совершеннолетия дожили только Андреас и три его сестры: Ева Гертруда (1710 года рождения), Шарлотта Луиза (1716) и Анна Амалия (1724). Шарлотта вышла замуж за военного хирурга из Потсдама, а старшая и младшая ее сестры — за женихов из богатых купеческих семей. Эти зятья купеческого звания в итоге и отжали, как говорят в народе, аптечный бизнес у своего тестя и шурина, но об этом позже.

Сейчас часто пишут, что отец Андреаса Маргграфа был придворным фармацевтом короля Пруссии Фридриха I, но это не совсем так. Хенниг Маргграф был особой влиятельной в аптечных кругах, его аптека имела королевскую привилегию и была в Берлине второй по годовому обороту, а сам он был избран асессором Ober-Collegium medicum (аналогом современного минздрава), то есть был замминистра прусского здравоохранения, осуществлявшим надзор над всеми аптеками Пруссии.

Что же касается прусского королевского двора, то в 1697 году, когда сын бранденбургского пастора Хеннинг Маргграф, 17 лет от роду, пришел в Берлин и за 5 талеров стал его гражданином, королевского двора здесь еще не было. Титул короля Пруссии с XV века автоматически входил в полный титул императоров Священной Римской империи германских народов, и в данном случае император Леопольд I был еще и прусским королем. А первый самостоятельный король Пруссии Фридрих I тогда еще был всего лишь бранденбургским курфюрстом Фридрихом III. Только в самом начале XVIII века он выторговал у императора Леопольда себе королевский титул в обмен на обещание помощи в готовой вот-вот разразиться войне за испанское наследство.

Король Фридрих I был интересной персоной в немецкой истории. Подвигов на полях сражений за ним не числилось, но Пруссия при нем получила столь заметный импульс развития, что в итоге стала собирателем земель немецких, как в свое время московское княжество — земель русских. Будучи известным франкоманом (его балы в Потсдаме, а потом в Берлине а-ля Версаль были известны всей Европе), он при этом был лютеранином и еще в свое курфюршество потихоньку переселял к себе в Бранденбург и Магдебург гугенотов из Франции и протестантов из других немецких княжеств и в итоге переселил к себе их 25 тыс., 5 тыс. из которых осели в Берлине.

Как известно, согласно протестантской этике, каковую в ХХ веке Макс Вебер назовет «протестантской трудовой этикой», они воздавали Богу Богово, кесарю кесарево, а себе оставляли бизнес. Во славу Господню, разумеется. То, что наибольших экономических успехов на заре капитализма достигли именно протестантские страны,— непреложный факт. И в Бранденбургское курфюршество, а затем Прусское королевство благодаря массовой миграции сюда протестантов получили хороший заряд меркантильного духа и предпринимательства. В эту струю попал и молодой пасторский сын Хенниг Маргграф.

Документальных сведений об этом периоде его жизни нет, известно лишь то, что он был членом гильдии торговцев продовольственными товарами и специями, а спустя десять лет, в 1707 году, подал в магистрат Берлина заявку на аренду муниципальной аптеки и получил ее в аренду уже как член гильдии фармацевтов. В том же 1707 году он купил в Берлине дом. Злые языки говорят, что разбогател он благодаря выгодному браку. Но тут у них концы с концами не сходятся. Женился он в 1709 году, и женился на дочери судебного пристава, то есть чиновника, который если и был коррупционером, то не в таких феерических масштабах, как принято думать о чиновниках сейчас.

Кроме того, аптеку можно было взять в аренду и дом можно было купить, для этого нужны были только деньги, а для членства в гильдии фармацевтов одних денег было мало, надо было еще выучиться профессии и сдать экзамены. Вероятно, отец Андреаса Маргграфа в свободное от торговли продтоварами и специями время учился заочно, как сказали бы сейчас, постигая основы химии, физики и минералогии, без знания которых стать профессиональным фармацевтом было невозможно.

Спустя десять лет, в 1717 году, срок аренды муниципальной аптеки закончился, и Маргграф-старший покупает в Берлине еще один дом, в котором открывает уже собственную аптеку. Владельцы старых берлинских аптек были не очень рады конкуренту, но Маргграф устоял. Более того, его Bearenapteke («Медвежья аптека», на ее вывеске был медведь) быстро стала одной самых популярных аптек в Берлине, через три года после своего появления получила королевскую привилегию, а еще через 20 лет Хеннинг Кристиан Маргграф стал асессором Ober-Collegium medicum, а его аптека превратилась во вторую по величине и, соответственно, товарообороту частной аптекой в Берлине, которой заведовал уже его сын — врач и фармацевт с университетскими дипломами, академик Прусской академии наук Андреас Маргграф.

Маргграф-младший

Маргграфу-младшему не пришлось пробиваться к знаниям с таким трудом, как его отцу. Основы фармацевтики он освоил в аптеке отца, потом пять лет учился у придворного аптекаря Каспара Ноймана, ученого весьма интересного, несомненно талантливого химика и даже, по его, Ноймана, словам, друга Исаака Ньютона, но при этом передавшего англичанам секрет берлинской лазури, то ли за деньги, то ли в благодарность за полученные им знания во время стажировки в Лондоне, то ли чтобы показать себя: мол, мы сами с усами. Потом Андреас Маргграф стажировался в аптеках Франкфурта-на-Майне и Страсбурга и наконец закончил медицинское и фармацевтическое образование в Университете Галле, основанном в Бранденбургском курфюршестве в тот самый год, когда его отец пришел пешком в Берлин.

В возрасте 26 лет Маргграф-младший вернулся в Берлин, как говорится, на готовое. А через два года он был избран академиком Прусской академии наук. Академия была молодая, учрежденная первым прусским королем Фридрихом в 1700 году, и там были рады любому мало-мальски образованному человеку. Но свой академический аванс Андреас Маргграф отработал с лихвой.

Правда, поначалу его научные исследования заметно отдавали алхимией, привкус которой в химии Нового времени держался долго. Он исследовал фосфор, пытаясь найти новый метод его получения. Фосфор тогда стоил дорого, дороже золота. Открыл фосфор гамбургский алхимик Бранд в 1669 году фактически случайно. Он искал «философский камень», и его логика была такая. Моча человека золотистого цвета, следовательно, может содержать золото или что-то необходимое для его добычи. Бранд выпарил около 6 тонн мочи и получил чуть больше 100 граммов светящегося в темноте вещества, что само по себе не могло не произвести впечатления на алхимиков и означало, что они на правильном пути.

Маргграф выпаривал мочу со свинцовой известью, корнем солодки и винным камнем. Фосфор у него получался с гораздо большим выходом, чем у Бранда, но в реакции с драгоценными металлами вступать никак не хотел. Зато легко вступал в реакцию с серой, образуя сульфиды фосфора. Об этом академик Маргграф написал в своем труде «Chymische Untersuchungen eines sehr merkwrdigen Salzes, welches das Saure des Phosphors in sich enthalt» («Химические исследования очень странной соли, содержащей в себе кислоту фосфора»). Потом в XIX веке из трисульфида тетрафосфора стали делать «бестерочные спички», зажигающиеся при трении о любую поверхность, а из декасульфида тетрафосфора в ХХ веке наладили крупнотоннажное производство инсектицида.

Затем Маргграф растворил золото и серебро в щелочном растворе, предварительно прокаленном с высушенной бычьей кровью. Сегодня понятно, что золото растворилось потому, что образовавшееся координационное соединение водорастворимо. А цианид калия тут был из желтой кровяной соли, которую тогда получали как раз из прокаленной крови животных. Цианиды были выделены химиками позже опытов Маргграфа, но золото-то он растворил! Сейчас этот процесс называют цианированием, или процессом Макартура—Форреста, и используют для извлечения золота из бедных золотоносных руд.

Кроме этого Андреас Маргграф, исследуя квасцы, обнаружил, что один из их компонентов, оксид алюминия, содержится в обычной глине, а растворимые соли алюминия нельзя получить только путем воздействия серной кислоты на оксид алюминия, необходимо добавление щелочи. Это открытие лежит сейчас в основе подготовки глиноземов к электролитическому процессу Холла-Эру, на котором держится вся современная алюминиевая промышленность. Также он открыл летучесть цинка и описал осаждение свежеприготовленного цинка путем дистилляции. В течение 200 лет этот принцип использовался для промышленного извлечения цинка.

Сахар из свеклы

Андреаса Маргграфа можно назвать основоположником многих промышленных технологий будущего. Только его таковым не называют, о нем, говоря об этих технологиях, вообще не вспоминают. По одной простой причине. Он всегда делал только первый шаг и, не доводя дело до конца, переключался на другой объект исследования. Сейчас об этом сказали бы так: он занимался фундаментальной наукой, а не прикладной. Хотя сам, конечно же, был уверен, что занимается как раз прикладной наукой, до фундаментальной науки химия тогда еще не доросла.

Всеми его открытиями ученые следующих поколений пользовались как само собой разумеющимся, а об их авторе просто забыли. За исключением одного — выделения Маргграфом сахара из свеклы. О его работе «Chymische Versuche einen wahren Zucker aus verschiedenen Pflanzen, die in unseren Landern wachsen, zu ziehen» («Химические попытки извлечь настоящий сахар из различных растений, произрастающих в наших странах»), впервые доложенной им 16 июля 1747 года на заседании Прусской академии наук, все помнят и всегда упоминают его автора как основоположника свекольно-сахарной промышленности.

Любая, даже призрачная попытка сделать Европу независимой от импорта тростникового сахара не могла не привлечь внимания современников Маргграфа. Так, совершенно непостижимым образом спустя всего двое суток после доклада Маргграфа в Берлине письмо Леонарда Эйлера об этом докладе читал президент Императорской академии наук и художеств в Санкт-Петербурге граф Кирилл Разумовский. Вероятно, Эйлер знал о результатах опытов Маргграфа раньше его доклада в Прусской академии наук и, учитывая важность его темы, заранее написал своему шефу в Российской академии наук, из которой он был «отпущен в Прусскую академию наук», но оставался в Петербурге почетным академиком с окладом 200 руб.

Сахар производили из сахарного тростника, основные технологии его производства были разработаны еще в античные времена, а рафинирования — в Средние века. По понятной причине тростниковый сахар был дорогим удовольствием, даже очень дорогим. Он, кстати, продавался в «Медвежьей аптеке» Маргграфа.

Как сейчас пишут историки науки, первое, что сделал Маргграф,— это высушил ломтики свеклы и исследовал их под микроскопом. На их поверхности явно виднелись мельчайшие кристаллики сахара. На самом деле Маргграф взялся рассматривать свеклу под микроскопом не по наитию. Точно так же он рассматривал в окуляр микроскопа много растений: морковь, солодку, яблоки и т. д. Но кристалликов сахара было больше на свекле. Оставалось их извлечь из растения в ощутимом количестве. Тростниковые технологии для этого не годились, при простом выпаривании свекольного сока вместо сахара получался черный сироп.

К цели Маргграфа привела экстракция этанолом. Высушенную свеклу он кипятил в спирте, из которого при охлаждении сахар выпадал в осадок. Сахара получалось примерно 6% от веса корнеплода. Маргграф понимал, что такая технология сделает сахар из свеклы если не дороже тростникового, то все равно дорогим, и надо бы найти замену спирту. Но бросает это дело и переходит к упоминавшимся выше исследованиям фосфора.

В итоге его опыты со свекольной сахарозой продолжил 40 лет спустя его преемник на посту директора физического отделения Прусской академии наук Карл Ашад, берлинец во втором поколении, внук мигрантов-гугенотов и, как говорят злые языки, фаворит прусского короля Фридриха II. Фридрих Великий, как известно, к женщинам был равнодушен.

Ашад трудился над технологией выделения сахара из свеклы до конца XVIII века. В 1799 году он публикует «Трактат о приготовлении сахара из сахарной свеклы, широко выращиваемой в качестве корма для скота во многих провинциях…», а в 1801 году в Германии заработал первый завод по производству сахара из свеклы. То есть, строго говоря, отцом свекольно-сахарной промышленности был Карл Ашад.

Что же касается Маргграфа, то с 1752 года он фактически устраняется от управления отцовской аптекой, окончательно выбрав для себя академическую карьеру, а не аптечный бизнес. В 1754 году он становится директором химической лаборатории Прусской академии наук, в 1760 году директором физико-химической секции академии, а с 1767 года он еще и директор физического класса академии и лаборатории при нем. В 1776 году его избирают почетным членом Петербургской академии наук с таким же, как у Леонарда Эйлера, окладом 200 руб. Только берлинская «Медвежья аптека» уже давно была не его.

Зятья старшей и младшей дочерей аптекаря Хеннига Маргграфа здраво решили, что наследник их тестя чересчур высоко витает в научных эмпиреях, чтобы вести простой земной бизнес, и отрешили его от управления аптекой и выселили из дома, в котором она располагалась. Как именно им это удалось, науке неизвестно. Известен только результат. С января 1753 года управляющим аптеки стал муж самой младшей сестры академика Маргграфа Иоахим Леман, а в апреле того же 1753 года Леман продал ее главному конкуренту «Медвежьей аптеки» — аптекарю Иоганну Флеммингу за 7 тыс. талеров.

Досталось что-либо из этих денег академику, история науки тоже умалчивает. Известно только то, что он жил во втором доме его отца, который умер в 1754 году, и по всей видимости в дальнейшем мог рассчитывать только на свое жалование академика и профессора и королевские гранты на свои очередные исследования. Так закончилась эпопея самого выдающегося немецкого химика XVIII века.

Ася Петухова