Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3)

ilSTOR[ffi $T[ [NTEI
,ffi
seaolsil q[ X[X=[eq

5 E R /4 ln 1676, lsaac Newton i-a scris
lui Robert Hooke: Dacd am vdzut mai
departe, este pentru cd am sfaf pe
umerii gigan,tilor. lntr-adevdr, lstoria
$tiinlei reprezintd o cronicd a
descoperirilor geniale intemeiate pe
ideile predecesorilor. Cercetdtorii din
zilele noastre au dat din nou glas
cuvintelor lui Newton, punind accentul pe datoria avutd de
fiecare generalie fala de inaintagi.
ln cadrul unei lucrdri alcatuitd din cinci volume, sint
prezentali in ordine cronologicd acegti ,,gigan!i" gi realizdrile
lor, modulin care au evoluat conceptele despre lumea fizicd,
de la filozofia antica la gtiinla supertehnicizatdde astdzi .
ISTORIA $TllNTEl - secolul al XIX-lea, a treia din
serie, este destinatd uluitoarelor innoiri din domeniile
electricitalii, magnetismul ui, geneticii, astronomiei, geologiei
9i medicinei care ne-au revolulionat modul de trai gi
percepere a lumii, facind tranzilia de la epoca gtiinlei clasice
la cea modernd, cu un ritm extrem de accelerat de dezvoltare
tehnicd gi tehnologica.
O carte cu un bogat conlinut informational, scrisd
intr-un limbajaccesibil giimbogdlita cu imagini interesante, o
lecturd cu adevdrat instructivd.
r il
@ EDITURA LIDER

PKOLOC
Iineori este denutuilir Upoca de Aur a $tiintel, o erd'in
( : u i' ll i r rrl rr pireu si se a lle itr lrlnteir intregi i activitali LllllAIle,
r,rr ,,,rnrcrrii de fliintir realizau progrese tllrefe;i rllcitante
. r I r I |
)r' plrrr r leoretic. cil 5i pe plan irplicatir'. Secolul al Xl X-len
,r lo:.1 rr pclioadii cle descoperiri inTporlante gide salturi cdtre
,, rrr:ri rlrplinir inlelegere a nalurii q;i in gliin{ele lizice. dar 5i
rrr strrnte lc vielii. O vrelne cind $tiinla qi-a irilrat in drepturi
,,r rr rr'linut alertlia societalii, dind intbold teltnologiei, noi
I)( r:l)r'(rlir c strciologiei ;i o stitrlulare calalizirtoirre artelor.
l);rr te inte legcau oallenii de qtiinta din secolul al XIX-lea
,rlrrrrci cirtd lbloseirtt lermetiul S/iittlti /
lrr scr:,rlelc ul XVll-lea 5i al XVIII-lea. mulli oanlenide
.trrrl;r rru,.levcttil clc ttr:irtduplccal cu privil'e la o rtletodii de
rr'./()lviuc u probleutelot' cirrc lt lt-itttls sa lle cutttlscutit sut-l
,l!'rri.rilrircri 11e trictoclit yliintilica. N4ulti suslitteilu cit erli
' tillt il r ;r nrocllrlilalc aclccvrrtli l)et l lt'u lt a-iutigc la solu!ii col'ecte:
; ()itsr't'r'ti
' l)ezr olta rt ipolezii din crtre si se poiiti lirce prerdiclii, cltre,
irr rirtdul lot'. sit pollii li tcrslate
i l)ezvtiltir ;ii e l-ectueazri expc:rienfe care pot ol'cri dovczi
ir c lLrlabilr-.
-5

ISTORIA STIINTDI
(Pentru mai multe detalii privind metoda gtiinlifici a se
vedea Anexa 1 din flnalul aceslei cn(i.)
Dar pe la inceputul secolului al XIX-lea, oamenii de
gtiinla au inceput sd descopere cd existau mai multe aborddri
benefice ale unei probleme. Unele probleme reaclionau mai
favorabil la un anumit tip de,,atac", ahele se compoflau mai
bine la alte tipuri.
in Anglia, indeosebi, leoreticienii au incepul sd prel-ere
folosirea unui model de reprezenlare a felului in care cineva
se poate g?ndi la o strucluri sau la o relalie. Modelul rlu era
menit sd reprezinte literalmente realilatea. Nu servea decit
lavizualizarea inleracliunilor dintre molecule in cadrul unei
reac{ii chimice sau la etapele unui proces liziologic.
Uneori gi inluilia dadea roade. Mulli oameni de qliin{a
au pomit intr-o anumita direclie bazindu-se pe intuilie. Sau
adoptau o anumitd direclie de ra{ionament pentru ci ,,aga
pdrea potrivit".
Spre sfirqitul secolului, chiar qi dovezile malematice
cdpdtau uneori preponderenld. in absen{a altor metode
experimentale mai langibile de abordare a unei probleme.
Dar lucrul cel mai important care nu trebuie uitat, indi-
ferent de abordare, este acela cd gtiinja se auto-corecteazd,.
Asta deosebegte ;tiinla de alte modalitali pdn care omul cauti
adevdrul. Ilste ca qi cum ai lucra pe un uriagjoc de puzzle.
Dacd la inceputuljocului ai pus o piesdintr-un loc nepotrivit,
pe mdsurd ce imaginea incepe sd se defineascS, in cele din
urma i{i dai seama unde ai gregit. Poli vedea cd ai pus o
porliune de tufig in mijlocul cerului sau ai ataqal o coadd de
cal unui mormoloc de broascS. $i po{i schiurba pozilia pie-
selor greqit aSezate.
Dar piesa gregit agezatd poate fi totodati produclivd. Alte
piese care se potrivesc cu ea se pot grupa in jurul sdu qi
PROLOG
rrrlrcllrrl attsamblu poate fi rnutat inlr-un loc corespunzdlor
tlt' pt' irrlrgilte. Iar acesta este unul dintre aspectele lascinante
rrlr' tlirnrnicii qtiinlei allate in curs de cre$tere - unul pe care
rr llctrr.rit sa-l lasdm deopafie, din pdcate, din lipsn de spaliu.
Alrrrrci cind cilegti o islorie a ;liinlei, lesne poli cdpdta
irrrprcsia cii totul se migcd ffird preget inainle, o descoperire
t orrtlucirtcl lu al1a, thrd probleme. in realitate, qtiinla se dez-
voltri irr srrlluri. acuntulindu-se cantit5li mari de inlbrrnalii
(:ur' l)lr corttntclictorii sau lasd impresia cd nu duc niclieri.
Sr' I)lolluu tnulte teorii cu aparen{d perfect rezonabili, care
;rpoi sinl Ircglrjatein l'avoarea altora-uneori pe drept, alteori
pt' rrctlrept. Uneori, teoriile respinse sint repuse in valoare
rrllt'r'ior. Sau se constati dintr-o datd cd cine gtie ce li-agment
;rl rrrrci teorii ,,eronate" se potrive;te cu o patle a unei alte
Ir'or ii.
-loa1e
acestea se contopesc ?lt creuzetul cunoa;terii 5i
lrrc pirrte din dinamica unei inlelegeri tot mai cuprinzitoare
;r trrrivcrsului Ei a 1'elului curn funclioneazi acesla.
l)c;i avent rdgaz ilci doar cit si urnldm lirul principal,
l)cntlu cei care doresc sd gtie mai tnult despre aceste avettturi
llc clescoperirii qi analizei, despre vieli bogale, rodnice 5i ce
:rnunre au prcldus ele, dorim sd le recomanddm sa deschida
r-rnele diulre carlite nolate la sf irgitul aceslei lucrari. $i va
tlorinr multe ore de cercetare pasionantil
Islot'iu ;liintei in secolul ul XIX-lea este altreilea volum
clrn seria de cinci car-li intitulald' Pe umerii gigartlilor ce
u'ralizeazitl-elul in care oamenii au dezvoltat metodele gtiinlei
cir un sistem pentru desluSirea modului in care llnc!ioneazd
lumea. l'iecare carle din aceastd serie descrie teoriile pe care
irceqli oameni le-au suslinut, uneori corecte, alteori eronate,
precum gi niodul in care arn invdiat sd tesldm' sd acceptdm

ISTOKIA 9TIINTDI
gi sd conslruimpebaza acelor teorii - ori si le corectdm, sd
le extindem sau sd le simplificam.
F'iecare carte exploreazd de asemenea felul in care
savanlii au invd{at din gre;elile altora, uneori fiind nevoili
si renun{e la teorii care pdruserd cindva logice, dar s-au
dovedit ulterior incorecte, ingelSloare sau lipsite de utilitate.
in toate aceste privinle, ei au construit pe umerii altor oameni
de qtiinli - giganfii care i-au precedat.
INTKODUCEKE
MAREA EPOCA A SIITEZETZ
SECOLUL AL XIX-LEA
Cdutdnt o zi senhtd ale cdrei zori le delinem deja.
Humphrey Dutry, intr-o conferinld linutd la
Londra
DeSi este posibil ca omul sd nu atingd niciodatd
acest lel, progresul Stiinlei s-ar putea indrcpta,
si cred cd asa vafi, pas cu pas cdtre el, pe multe
cdi diferite care converg fntr-acolo din toate
direcliile.
William Thomson (Lord Kelvin), frzician
inarmali cu succesele continue ale gtiinlei 9i aplicafiile
acesteia, savanlii au intimpinat secolul al XIX-lea cu mare
optimism. Anul 1800 marcheazd zorii unei epoci ?n care
cunoagterea gtiinlificd gi progresele tehnologice aflate in plin
avint au creat practic acel spirit pozitiv caracteristic epocii
victoriene care s-a intins pe ultimele doud treimi de veac.
Spre s{irgitul secolului al XVI[-lea, ldmpile de gaz luminau

ISTORIA STIINTDI
strizile Londrei, telegraful a transformatjurnalismul gi lumea
afacerilor, activitatea in fabrici era in toi, iar pe strezile
oragelor comerlul infl orea.
Totugi, din puncl de vedere politic ai economic, spiritul
vremii nu era la fel de unanim pozitiv. Secolul al XIX-lea a
fost caracterizal de perioade alternative de pace qi revolufii,
de nalionalism ?n Europa, in Imperiul Otoman gi in cele doud
Americi, de lupte interne pentru llberalizarea guvernelor din
Europa, de industrializare insoliti de probleme tot mai mari,
de extinderea imperialismului asupra unei p[r!i dintre lirile
Europei.
Primii ani ai secolului au fost tulburali de expansionism
gi de rdzboaiele impdratului Franfei, Napoleon Bonaparte.
in 1815, dupd infiingerea lui Napoleon, guvernele din Europa
s-au intrunit la Congresul de la Viena pentru a restabili pacea
gi echilibrul de for,te in Europa. Dar revoluliile au izbucnit
intre anii 1820 9i 1830. Anul 1848 a adus o revolulie larg
rispinditd - prial ca uffnare a crizei economice din anii
1846-1848, provocatd de marea foamete din Irlanda, de
recolta scdzutd de cereale ?n urma secetei din toatd liuropa gi
de situalia economicd grea care a urmat. Lipsa de alimente,
prelurile mari gi gomajul au pregdtit terenul pentru revoltd.
in plus, mulli lideri politici au anulat drepturile civile
simbolizate de Revo luli a F rancezd. Suparafi gi infometafi,
oamenii nu au mai acceptat sd fie lipsili de putere, iar ideile
socialiste au fost larg imbriligate de muncitorii din Frania.
Manifesful Comunist scris de Karl Marx gi Friedrich Engels,
publicat pentru prima oard la inceputul lui 1848 gi tradus in
francezd, a agitat gi rnai mult spiritele. in timpul revoltei
singeroase a muncitorilor francezi din luna iunie a aceluiagi
an, cel pulin 1500 de oameni au fost ucigi, circa 8500 au fost
INTRODUCERE
r[nili gi alte mii au fost aruncafi in inchisori. Dar dreptul la
vo1 a fost cigtigat pentru toli cetdlenii de sex birbdtesc -
nemaifiind un privilegiu al proprietarilor de pdminturi -, ceea
ce a constituit o piatri de hotar in lupta pentru egalitate in
drepturi (chiar daci avea si mai treacd ceva limp pind cind
qi femeile vor primi acest drept). Alte revolte au izbucnit ?n
Austria, Ungaria gi Italia.
in acelagi timp, sub influenla industrializdrii 9i, pe cale
de consecinfi, a nevoii crescinde de materii prime ieftine,
irnperialismul mondial a devenit mai puternic. Spre slir;itul
secolului, europurii cuceriseri aproape toate ldrile din Africa,
iar Marea Britanie gi-a statornicit suveranitatea in india 9i
intr-un gir impresionant de 16ri situate la mari depdrliri. Iar
Exlremul Orient, incluzind China gi Japonia, a fost deschis
comerlului (nu intotdeauna frrd vdrsare de singe).
Atunci, ca qi acum, gtiinja a slujit uneori guvernele in
vremuri derizboi, darin general evolulia gtiinlei s-amen{inut
departe de politica internafionalS, rdminind totugi in centtul
cleivoltarii economice gi al industrializdnisocietalii. in seco-
lul al XIX-lea s-a ndscut un nou gen de alianfd, alianla
internafionald intelectuali a celor aflali in cdutarea adeviru-
lui, care nu a linut seama de granilele nalionale 9i a dep5git
preocupdrile provinciale ale naliunilor impotriva altor naliuni.
A fost totodati o perioadi in care profesionalismul a
inceput sd se manifeste in gtiinld - cind tot mai mulli barbafi
qi femei au ajuns s5-9i cigtige existenla in urma activitef i lor
gtiinlifice - qi cind roadele qtiinlei (precum 9i ale gansei) au
jucat un rol tot mai importantin congtiinla public6. Geologii
au transfonnat mineritul. Fizicienii au adus idei noi cu privire
la modalitdlile de utllizare a energiei. Iar progresele din
qtiinlele biologice au inlesnit mersul inainte al medicinei 9i
al qtiinfelor legate de problemele sAndtAlii.
l0
11

ISTOKIA STIINTEI
Revolulia Industriali, efectul cel rnai rdspindit al desco-
peririlor gtiinfifice, a transformat complet stilul de via!6 qi
de munci al oamenilor in secolul al XIX-lea. inceputd in
secolul al XVI[-lea, mai ales in Anglia, cu invenliile care
au mecanizat produclia de materiale textile, Revolulia
Industriali a ajuns la apogeu in secolul al XIX-lea, cind
motorul cu abur al lui James Watt (pus la punct ?n 1781) qi-a
gdsit tot mai multe aplicalii in industrie gi transporturi. in
1804, Richard Trevithick din Anglia a construit o locomotivd
care trigea cinci vagoane incdrcate pe o linie lungd de cinci-
sprezece kilomelri, iar in 1814, marele pionier al cdilor ferate,
George Stephenson, qi-a prezenlat prima locomotivi cu abur.
Curind, cdile ferate au impinzit Anglia, Europa gi America
de Nord, pe misurd ce produclia industriald cregtea datoritd
folosirii energiei aburilor, ceea ce sporea necesitatea unui
transport eficient. Centrele urbane au cdpdtat o tot mai mare
importanliin ceea ce altddati fusese un paradis bucolic rural.
in general, de-a lungul intregului secol, gtiinla s-a aflat Ia
originea progreselor inregistrate, fiind un cataltzator pentru
schimbarile industri ale gi intelectuale.
Pe de alti pafie, industrializarca a devenit totodati gi un
instrument al rapacitSlii gi a priniit blamul pentru viala grea
induratd de muncitori, ai cdror patroni le cereau sd lucreze
ore lungi in condilii periculoase gi pentru salarii mici. Nu tot
ce a fost legat de Revolulia Industriald a fost glorios, iar cei
care gi-au pierdut locurile de munci din catza invenliilor 9i
au indurat condilii inumane au ajuns rapid si respingd dezrrol-
tarea tehnologiei gi a gtiinfei.
Dar, in general, industrializarea a sporit calrtareagi dispo-
nibilitatea produselor penhrr un numdr lbarte mare de oameni.
imbundtd{irile din transporturi au mdrit mobilitatea, au legat
INTRODUCERE
comunitdlil eizolate gi au dus la cregterea fluxului de mdrfuri
intre ferme qi fabrici, pe de o parte, gi piafi, pe de alt[ parte.
indeosebi in Anglia, condiliile economice ameliorate au creat
noi oportunita{i gi o mai buni calitate a vielii, in special pentru
clasa mijlocie.
Drept ufinare, qtiinla a cdpdtat o importanli sporitd in
conqtiinla publicului gi, incepind cu mijlocul deceniului al
patrulea, conferinlele publice despre qtiinld au devenit foarte
populare. La sfirgitul lui noiembrie 1859, o carte scrisd de
biologul Charles Darwin, Despre origipea speciilor, s-a
vindut integral din ziua lansdrii. Peste tot au luat fiin!6 aso-
cialii 9i societili pentru cei interesali sau angajali in activiti-
tile qtiinfifice. in I 83 1 s-a infiinfat Asocialia Britanicd pentru
Progresul $tiinlei, iar William Whewell a inventat in 1840
termenul savant, care ii desemna pe membrii acestei
organizafii, inlocuindu-l pe cel defilozof natural. Asoci{'ia
Americani pentru Progresul $tiinlei a luat fiin!6 in 1848, iar
revistele dedicate gtiinfei, chiar dacd majoritatea abordau
qtiinlele aplicate, au dobindit o mare popularitate in Statele
Unite.
A fost o epocd in care gtiinla Ei oarnenii de gtiinli au
ajuns la maturitate. Aborddrile gi procedurile experimentale
au devenit mult mai complicate (o tendinli care s-a pdstrat
gi in secolul XX), pini la punctul in care, spre sf?rqitul
secolului, vremea savanlilor amatori a luat sfirgit. Pentru
prima oar6, din necesilate, oamenii de gtiin!6 erau mai ales
profesionigti angaj{i cu ,,normi irrtreagl", de obicei specia-
ligti, qi nu amatori cu ,jumitate de normd" sau generaligti.
Acegtia au inceput sd aibi nevoie de sprijin financiar din
afar5, chiar qinumai pentru a obline echipamentele necesare
efectudrii experienlelor. $i mai aveaunevoie gi de o pregdtire
12 13

ISTORIA 9TIINTEI
institulionalizarl, spre a fi tot timpul la zi cu evoluliile din
propriile domenii de activitate, care deveneau tot mai
specializate in discipline specifice precum chimia, tizica,
astronomia, biologia gi subdiviziuni ale acestora cum ar fi
chimia organici Ei genetica.
Totodati, mai ales in qtiinlele frzice, savanlii au incepul
sd. se separe in teorelicieni qi experimentatori. Aceasta nu
era intru lotul o tendin{i noud. Johannes Kepler, marele
astronom-teoretician al secolului al XV[-lea, s-a indllat pe
umerii lui Tycho Brahe, marele astronom-obsenrator care
adunase munli de informalii de unde Kepler gi-a tras
concluziile. Isaac Nervton, marele sintetizator, s-a inillat 9i
el pe umerii lui Galilei, experimentatorul. Dar ?ncepind cu
secolul al XIX-lea, relalia reciproci dintre experienli gi teorie
a devenit gi mai pronunlatd. Iar rolurile de experimentator gi
teoretician nu mai puteau fi jucate de aceeagi persoand - erau
pur gi sin-rplu prea multe de {Ecut. in plus, aborddrile au
devenit extrem de diferite - chiar prea diferite, ca reguld,
pentru a rezida confortabil ?n aceeagi personalitate. Cili
oameni ar putea poseda atenjia exigenti fala de detalii 9i
perseverenla tenace necesare unui experimentator gi, in ace-
lagi timp, capacitatea teoreticianului de a gindi la scard mare
gi abstract, juxtapunind concepte aparent nelegate intre ele
qi de a interpreta gi a sinletizarezultateTe?
A fost totodatd o perioad[ de complexitate crescindd in
substanta gtiintei - nu doar in discipline specifice precum
chimia, frzica, astronomia, biologia, psihologia, chimia
organici. Domeniile chimiei gi geologiei au ajuns la o noul
maturitate dupa uluitoarele progrese ale secolului anterior.
Granilele dinlre qliinle s-au eslompat din ce in ce mai
accentuat, iar ceea ce s-a considerat o adeviratd,,Renagtere"
INTRODL]CERE
in qtiinld, prin aborddrile multidisciplinare ale unor cercetdlon
clin secolul al XVIII-1ea, precum Joseph Prieslley, Ren6
Descafies gi Benjamin Franklin, a cedat locul specializdrli.
in deceniul al palrulea, John Herscliel putea incd sd aleagd
sa fie un generalist, aducindu-gi contribulii nu numai in
astronomie, dar gi in cliirnie gi matematicd. Dar el era deja
exceplia care conllnna o reguld. $tiinJa a devenit prea corn-
plexd pen1ru ca un singur individ si reahzeze lucruri impor-
lan1e {hrd si pdtrundd adinc inlr-un singur domeniu sau
d isciplini.
$i totuqi secolul al XIX-lea a reprezentat;i o perioada a
marilor sinleze in gtiinli. inca de pe vremea grecilor din
antichitate, oameuii de qtiinla au cdutat citeva principii simple
care sd explice detaliile complexe, aparent necorelate, ale
universului fizic qi ale organismelor vii care il locuiesc. in
secolul al XIX-lea, ideea de convergenli a ajuns predo-
n-rinanld. Au inceput si apar.{ indicii convingdtoare ci tolul
ar putea fi explical doar prin intennediul citorva teorii expli-
cative - dacd nu cuiltva ltu era de ajuns o singuri teorie.
Frizicienii, in special, incepuseri sd intrevadd mai ales
posibilitalea ca in scurtd vrefiIe toate teoriile sd conveargd
irrtr-una singuri. Isaac Nervton demonstrase in secolul al
XVII-1ea cI aceeagi fo(i cauza cdderea mirului ?n1r-o livadd
gi periodicitatea miqcirii pe orbita a satelitului nostru naturai,
Luna, doud evenimente care, la prima vedere (gi aga pdruserd
timp de mai muhe secole), p[reau sd nu fie legate nici pe
deparle. in secolul al XV[I-lea, Benjamin Franklin ardtase
ci gocul electrostatic provocat cuiva de un grilaj de fier era
in legdturd cu lulgerele care se lbrmau in norii de furlun[ de
pe cer.
,,A; vrea sd putern deduce gi reslul lenomenelor nalurale
prrn acelaqi gen de ralionamet:lr pe baza principiilor
:
I
I
t
i
f
I
t-5l4

ISTORIA STIINTDI
mecanicii", scria Newton, ,,cdci multe motive md fac si
bdnuiesc cd acestea toate ar putea depirrde de anumite tbrle".
Savanlii din secolul al XIX-lea erau pregdti{i si gdseascd
chiar qi mai multe convergenle decit dorise probabil si suge-
reze Newton, pentru a se remarca prin idei gi mai cuprin-
zdtoare. $i chiar au licut-o.
Atomismul, care a ajuns la maturitate la inceputul
secolului sub indrumarea lui John Dalton, eta mai presus de
toate o idee reduclionistd - dorinla de a reduce toate formele
complexe ale materiei care se manifestd in naturd la citeva
particule fundamentale supuse citorva legi de bazd.
in 1799, Alessandro Volta a construit ,,celula voltaicd",
prima baterie utilizabild. inainte de aparilia invenjiei sale,
oamenii de gtiinla nu puteau nici sd studieze temeinic electri-
citatea, nici sd o foloseascd, deoarece nu puteau obline decit
mici strifulgerdri de electricitate staticd sau descirciri mo-
mentane. Acum aveau la dispozilie curent electric. Dupd
aceea, Hans Christian Oersled a descoperit din intimplare cd
electricitatea gi magnetismul sint legate inlre ele! El gi-a Ecut
publicd descoperirea in I 820. Dup[ aceea a inceput sd curgd
cu descoperiri importante din laboraloarele gi calculele lui
Michael Faraday, Andr6 Marie Ampdre 9i alfii. Ca un exem-
plu convingdtor despre cum poate un nou instrument qtiinfific
sd degajeze o funddturi, mare parle din evolulia qtiinfei in
secolul al XIXlea a decurs din leoria electromagneticd ce a
urmat gi din utilizarea electrolizeiin chimie.
Ideea uluitoare cd electricitatea, magnetismul gi lumina
sint toate forme ale aceluiagi tip de energie a ,,elecrrizar"
lumea fizic1i. De fapt, cercetdtorii au descoperit c[ energia
ptrtea fi transformatd in multe forme diferite: cdldurd, mi;care
mecanicd, electricitate,lumini. Mulli oameni de gliinla cre-
NTRODUCERE
deau cd energia va fi marea temd unificaloare a secolului *
cd rispunsul la toate intrebirile, in cele din urmd, se va reduce
la o singurd teorie unificatoare a energiei. Progresele
uimitoare inregistrate in secolul al XIX-lea i-au frcut pe
fizicieni sd creadd cd au rdmas doar puline probleme de
rezolvat. Studiul fizicii, suslineau ei, va ajunge cur?nd la
sfirgit - da1 fiind cd nu au mai rimas multe de descoperit.
Ideile mdrele, atotcuprinzitoare nu au fost liniitate la
qliinfele fizice. in biologie, doud personalitdli, Charles
Darwin qi Alfred Wallace, au adus un extraordinar set de
principii card explicau originea speciilor. Teoria evoluliei va
furniza explicalii viabile pentru enoma diversitate a vielii
care devenea gi mai larga gi mai misterioasd cu fiecare
cildtorie intreprinsd in Jinuturi tot mai indepirtate. lar legile
geneticii ale lui Gregor Mendel au oferit noi explicalii despre
l-elul cum se transmit de la o genera{ie la alta.
Cu toate acestea, nu tofi erau convinqi cd unitatea in gtiin-
!d se va produce prin convergenla teoriilor. Unii, ca James
Clerk Maxwell, credeau in schirnb ca gtiinla va fi unitlcat[
prin metoda de abordare, nu prin intemediul unei singure
teorii (iar asla era o ciudilenie, pentru cd tocmai el este autorul
teoriei electromagnetice, unul dintre rnarile conceple unifica-
toare ale tuturor timpurilor). in Anglia mai ales, cea mai
frecvent folosita metodd era ideea de a recurge la o analogie.
sau model, penlru a rcprezenta funclionarea unui concepl.
(Francezii erau de pirere cd abordarea era simplisti gi infan-
tild, dar in Anglia, oameni de qliinla cu pregdtiri diferite au
conslalat cd un adeviratimor de idei decurgeadin conslruirea
unui model mecanic. Dalton, Faraday, William Thomson gi
Maxlvell considerau cu tofii cd modelele sint extrem de
fiuctuoase.)
l6 t'7

ISTORIA 9TIINTEI
Secolui al XI'X-lea a insemnat de asemenea disparilia
alchimiei gi a misticismului legat de aceasta, care intirziase
mult progresul, indeosebi in chimie, in timpul generaliilor
anterioare. Spre sfirqitul secolului, chimiqtii nu mai vorbeau
de un grup misterios de substanfe pe care predecesorii lor le
consideraser5,,imponderabile". Cici in secolul trecut, acest
vestigiu al alchimiei dominase aproape toate efofiurile de a
descifra nafura reacliilor care aveau loc cind se combinau
substanlele sau cind avea loc combustia. Cdldura, lumina,
magnetismul gi electricitatea erau toate considerate fluide
lipsite de greutate care se transferau de la o substanld la alta.
Prezenlalor nu putea fi determinatd prin cint[rire intrucit nu
aveau greutate. Lavoisier a discreditat teoria ,,flogisticului",
o alti imponderabila postulatd pentru a explica combustia,
dar restul imponderabilelor au rimas parte a teoriei gtiinlifice
pind cind, in secolul a XIX-lea, una dupd alta, descoperirile
au dus la explicafii mai ralionale ale felului cum fr'rncfioneazd,
lucrurile. Iar ultimele unne de misticism au fost eliminate in
cele din urmd din cercelarea gtiinfifici.
Pe mdsurd ce ideile gtiinlifice deveneau tot mai puternice
gi mai coerente, controversele legate de acestea se acutizau.
Unii criticau respingerea credinlelor strdvechi, printre care
alchimia, rnisticismul gi astrologia. Mulf se opuneauteoriilor
noi -in special leoriei evolulioniste a lui Darwin gi Wallace -
care pireau sd concureze relatdrile biblice 9i rlsturnau ierar-
hii nrulti vreme acceptate, ierarhii ce stabileau un loc aparte
pentru oameni fald de celelalte animale'
Mai multe facliuni influente ale societdlii europene s-au
opus de-a dreptul Etiinlei, considerind-o anticreativd, rigidd
gi restrictivd. in Germania, savantul poet Johann Wolfgang
Goethe gi filozoful Georg Hegel au devenit oponenli de frunte
INTRODUCERE
ai naturii mecaniciste gi materialiste a gtiinlei, iar curentul
idealist qi romantic german Naturphilosophie a dob?ndit
popularitate spre slirgitul secolului al XVIII-lea qi incepulul
celui de-al XIX-lea. in Franfa, in urma restauraliei dinastiei
Bourbonilor in 1814, romantismul antiqtiinfific a devenit o
pozilie populard de adoptat in societate. Personalitili presti-
gioase preaum scriitorii Anne Luise Germaine de Stael
(Madame de Sta€l) gi Ren6 de Chateaubriand dispreluiau
,,toati droaia de matematicieni", iar poetul Alphonse de
Lamartine, imbatat de puterea emoliei. umane, scria cu
emfazd:,,Matematicile au fost lanprile gindirii omenegti.
Eu respir, iar ele sint distruse." Romanticii considerau senti-
mentele umane gi individualismul ca fiind sursa intregii puteri
creatoare gi vedeau universul ca pe un organism, nu ca pe o
maqind. Ei puneau subiectivitatea ,,inimii" gi a imaginaliei
in opozilie cu roadele mai obiective ale gindirii gtiinlifice.
Poetul englezJohn Keats vorbea in numele multor romantici:
,,nimic nu e sigur, in afard de sfinlenia emoliilor inimii gi de
adevdrul imaginaliei. Ceea ce imaginalia surprinde ca fiumu-
sefe trebuie sI fie adevdrat..."
Una dintre cele mai mari controverse ale epocii a avut
ca obiect teoria evolulionistd, care postula ci diferitele specii
din naturi au evoluat din strdmogi comuni prin inlermediul
selecfiei naturale. Aproape toate publicaliile cons ervatoare
din Anglia erau pline de caricaturi care ii in{iligau pe Danvin
gipe aliatul siu, T.H. Huxley, camaimule, primate sau gorile.
Dar atenlia acordatd in presd unor asemenea subiecte reflecta
mar€a importanld pe care o aveau acestea ?n congtiinla
populard. Trecuserd de multvremurile lui Copernic, in secolul
al XVI-lea, cind numai ciliva invalafi trigeau nadejde si
urmdreascd argumentele ptezerfiate de gtiinla, ca sI nu mai
18 t9

ISTORIA STII
vorbim de interes. Acestea au fost wemuri pline de avint,
cind qtiinla, sau cel pulin rolul public al acesteia, delinea un
loc central, ,,in lumina reflectoarelor", acolo unde putea fi
vdzutd de to!i. Iar lumina acestor reflectoare a sporit in
intensitate pe mdsurd ce au trecut anii, aducind noi desco-
periri.
Dar in primii ani ai secolului al XIX-lea, tolul a incepul
cu citeva invenlii qi descoperiri simple - o teorie suslinuti
de un profesor solitar din Anglia, Dalton, gi o baterie inventatd
de un fizician singuratic din Italia, Volta. Povestea noastri
incepe cu aceste doud evenimente.
PARTEA I
STIINTELE FIZICD

CAPITOLUL 1
ATOMII $I ELEMENTELE
Ninic ntt existd in q/ard de atonti Si spaliu liher,'
orice altceva e o piirere.
Democrit
Pdlaria neagrd, cu boruri largi gi imbrdcirnintea sumbrd a
lui iohn Dalton se profileazd putemic pe cerul cenugiu din nordul
Anglieiin timp ce el igi face plirnbareazilnicape dealurile din
jurul ora;;ului Manchester. Pe cind fumul de la cogurile fabricilor
se amesteca cu ceala umedd a rnlagtinilor, Dalton {bcea
mdsurdtori meteorologice meticuloase, igi nota schimbdrilc corl-
tinue ale climatului din cornitatul Lancashire, fbcea studii
atmosferice qi efectua experien{e. Pentru vecinii sdi , el pdrea
un individ ciudat gi solitar. Dar pentru gtiint5, acest quaker*
retras, individualist qi cu o educajie sutttari a devenit ttnul dintre
rlarii catalizatori ai inceputului de secol, el fom-rulind una dintre
teoriile fundamentale ale qtiin{ei urodeme, o teorie care va sta
la bazachintiei 9i fizici i modeme.
Lui John Dalton i se atribuie meritul de a fi rcadus itr prim
plan ideiie antice despre atotn, la care a {icut aluzie
*Quaker nrcmbru al Socictdlii Prietcnilor', o scctir creqtina infiinlatd de
Georgc Fox in 1650 (n.tr.).

ISTORIA STTINTNI
John Daltort, a cdrtri teorie atornicd a deschi's uSile pentru
o mare purte din Sliin{a secolului al XIX-lea
pentrlr prima oard la finele unui articol publicat in 1803, iar
pind in 1826 el cf,pdtase un rellurlle larg rdspindit' in anul
acela, la o reuniutre a Societdlii Regale (Royal Society), cea
rnai prestigioasd societate britanica de qtiin!5, chimistul-
f'tzicianHurnplrry Davy (cu care ne vom mai intilni pe parcursul
acestui capitol) a declarat:
24
ELEMENTEI,E
Rcputuliu ltct"munanld u clonrntrltri Dullrtrt sc t'ct
bazu pe .faptul ca u tlesco1teril utt ltrirtt'iltitt
simplu, rtuit,t'r'.sul uplicubil lu .fenrtrnettele
c:himic't'... cltidi ncJ osl.fel fundulitt pctttt'u
t,iiloarele lut'rdri... h(eritele sale in ttceasld
privinta siu/ similetre t:u r:ele ala ltri Kepler irt
uslt't'ttt<ttn ie.
Cu toate acestea, Johr Dalton nu a fost primul care a avut
aceastl idee.
cAnAn zIL E C ONSTITUENTE
ALE NATURII
Tin-rp de rnai multe secole, popoarele anticc au presupus
cI toate substau{ele ar fi alcdtuite din citeva eletnente de bazd.
Circcii luau in cortsiderare patru substan{e fundatnentale pe
care 1c r)umcau elellente: aerul, 1bcul, apa gi pdrnintul.
I{indugii, care subscriau la filozofia ayurvedicd, au itnportat
teoria celor patru elemeute de la greci, iar taoigtii antici
chinezi au dezvoltat o teorie ce se referea la cinci ,,faze"
elernentare aflate in interacliune: metalul, apa, letnnul, lbcul
gi pdmintul.
Dar cea ntai tnare parte a filozofiilor antice nu includeau
gi ideea de atom. Pind cind, in secolul al V-lea i.Hr., un filozof
grec solitar, Leucip, s-a intrebat ce se intimpld dacd
descompui o substanld pina la cele ntai rnici particule
posibile. De exen-rplu, dacd spargi o piatrd in doud, apoi spargi
jumatalile astfel oblinute in dou6, q;i iar gi iar. Curind (rnai
curind decit a1i putea crede) s-ar obline particule de praf. Se
poate diziva un fir de praf in doui? Da, a presupus Leucip
25

ISTORIA STIINTEI
(degi, din cite qtim, nu a incercat sd o faci). $i pe urmi, poli
continua procesul de divizare? Pind unde poli merge? Leucip
s-a gindit c5 in cele din urmd se va ajunge la cea mai mic6
particuld posibil6 qi a denumit acest lucru minuscul, prea
mic ca sd poati ftvdzul, atom, de la cuvintul grecesc pentru
indivizibil.
Elevul sdu, Democrit (cca 470-380 i.Hr.) a preluat
atomismul gi a extins teoria lui Leucip suslinind cd intre atomi
nu existi nimic altceva decit spaf iu vid gi ca toate lucrurile,
inclusiv mintea omeneascS, sint compuse din atomi, care se
migcl mecanic, conform legilor naturii. Dar oricit de familiare
ar pdreaaceste idei ast6zi, Leucip gi Democrit nu au ajuns la
ideile lor in urma unor experimente, ci aga cum procedau de
obicei grecii, pe calea rafionamentului. Ulterior, inv6latul
arab Rhazes (ar-Razi, nlscut in jurul anului 852 d.Hr.), a
suslinut idei atomiste similare cu ale lui Democrit, afirmind
cd atomii au dat nagtere celor patru elemente. Prin secolul al
Xl-lea, invdlalii din India au elaborat o teorie atomicd unicd,
cu combinafii formate in diade (dou6 elemente) 9i triade (trei
elemente).
in secolul al XVII-lea, Robert Hooke (1635-1703) s-a
gindit cd presiunea exercitati de un gaz pe perelii unui con-
tainer (de exemplu, un balon) poate fi provocati de agitalia
atomilor con!inu1i in respectivul recipient. Contemporanul
siu Robert Boyle (1627-1691) a inleles de la inceput cd
gazele sint probabil cheia inlelegerii atomilor (pe care ii
plicea sd-i denumeascd,,corpusculi"). In cadrul unui ceiebru
experiment cu un tub de forma literei J, el a demonstrat c5
aerul poate fi comprimat. Boyle s-a gindit cb o explicalie
adecvatd pentru acest fenomen ar fi aQeea cd, intr-un gaz,
atomii sint separali de spalii largi, dar, supuqi unei presiuni
TOMII $I ELEMENTELE
externe, se apropie unii de al1ii. Nu era totugi o dovadd asupra
existenlei atomilor; o mullime de alte explicalii erau posibile.
Ulterior, oamenii de gtiinli din secolul al XVIII-lea au
descoperit cd apa este compusd din doud elemente,
hidrogenul gi oxigenul (prin urmare, apa nu este un element).
$i au mai descoperit diferite tipuri de ,,aer": gaze pe care
acum le numim oxigen, azot, gi dioxid de carbon. Tot in
perioada aceea au mai fost descoperite gi alte elemente, aqa
incit teoria anticd cu privire la numdrul elementelor existente
gi care anume sint acestea nu mai pdrea Valabilf,. Dar ideea
fundamentali, cum c6 toate substanlele sint compuse dintr-un
numdr relativ mic de elemente, s-a p6strat.
Totuqi, in general, ideea de atom nu a avut priz6, la
oamenii de gtiin!6, cel pulin la inceput. Mai ales cd doi
influenli ginditori greci, Platon(4274a7) i.Hr.) qi Aristotel
(384-322i.Hr.) nu acceptaserd ideea lui Leucip gi Democrit,
gi chiar dac5 au existat ciliva ,,disiden!i", nimeni nu a reugit
vreodatd sd prezinte dovezi experitnentale convingltoare care
sd indice existenla atomilor.
,NOUACHIMm"
Agadar ideile atomiste ddinuiau de multb vrerne in
momentul apariliei pe scenh a lui John Dalton, dar nimeni
nu gdsise modalitatea de a dovedi existenla acelei cdrdmizi
constituente, minuscule gi invizibile, prin intermediul unei
experienle. Tot aga cum nu au gdsit o explica{ie pentru
diferitele proprietdli chimice ale uriagului num6r de materiale
cunoscute incl de pe atunci.
Fundamentele chimiei fuseser6 totugi constituite pe alte
cbi. Antoine Lavoisier, Joseph Priestley qi Joseph Black
demonstraserd cd,la f-el ca gi fizica, chimia putea sd tragd
2726

ISTORIA STIINTEI
foloase uriage de pe urma folosiriimdsurdtorilor. in principal
prin cintiriri efectuate inainte gi dup6, ei au inceput sd
cuantifice rezultatele experien{elor lor gi au ardtat ci teorii
gi concluzii s[ndtoase se pot edifica pe baza anabzei
cantitative.
Lavoisier a formulat totodatd 9i legea conserv[rii mate-
riei, gi anulne ideea cb materia nu este nici creatS, nici
distrus5, ci pur qi simplu se transforml. $i a mai venit cu
ideea cl elementele chimice sint nici mai mult, nici mai pulin
decit substanle care nu pot fi descompuse in substan{e mai
simple prin mijloace chimice. Mai mult, spre sfirgitul
secolului al XVIII-lea, chimigtii au descoperit o rnullime de
elemente noi, nemaiintilnite pini atunci.
Dar abia teoria atomicd a lui Dalton avea sd ofere o
explicalie a structurii care opereazd,,in spatele cortinei".
ATOMII LUIDALION
in tinerele, John Dalton (1766-1544) nu pdrea a fi deloc
ur1 orr destinat sd zguduie lumea gtiinlificd. Nu a fost
niciodati un mare experimentator. Nu era nici strdlucit, nici
elocvent gi nu a avut acces la ,,cele mai bune" ;coli.
inv[famintul elementar l-a lEcut intr-o qcoald cu o singurd
sal6 de clasd, iar la doisprezece ani a preluat sarcina de
profesor pentru intreaga gcoal6. In timpul liber citea cb(i de
Newton gi Boyle gi, din momentul acela, in cea mai mare
parte, a fost un autodictat, neputindu-9i permite continuarea
studiilor. Curind dupd aceea, Dalton gi-a infiinlat propria
gcoal5, dar era un dascdl atit de plicticos incit dupd numai
trei ani gcoala s-a inchis pentru ca toli elevii au plecat.
Spre deosebire de mulli oameni de gtiin!5 din vremea
sa, Dalton nu a avut niciodatd succes intr-un turneu de
ATOMII $T ELEMENTELE
conferinfe. Avea un stil aspru, tirdnesc, iar felul lui de a fi
era lipsit de charismS. Aga incit, incapabil sb oblini venituri
de pe urma conferinfelor, gi-a cigtigat existenla ca profesor
gi tutore, profitind de toate momentele de timp liber pentru a
da curs intereselor sale de naturd qtiinfific6. (intrebat de ce
nu s-a cds[torit niciodatl, el a replicat sec: ,,N-am avut timp.
Am mintea prea plini de triunghiuri, procese chimice gi
experienle electrice ca s5 md mai gindesc ai la o asemenea
prostie.")
Fiind un quaker (saufriend, prieten), el respecta cu stric-
tele tradilia religiei sale de a se imbrdca simplu, lucru care
poate sd fi fost spre avantajul lui, dat fiind cd nu percepea
culorile, iar in dulapul lui nu se aflau haine in culorile pe
care nu le putea distinge.
John Dalton se caracteriza printr-o mare perseverenfd,
meticulozitate, coerenfd gi o neqtirbitd curiozitate. incepind
cu anul 1787 , a tinut un jurnal meteorologic zilnic, a adus
citeva contribulii la studiul gazelor gi a fost primul eare a
formulat clar teoria atomicd - toate acestea fiind rezultatele
neobositelor sale aborddri ale misterelor naturii.
Spre sfirgitul secolului al XVIII-lea, multe intreb5ri pri-
vind natura aerului gi a componentelor sale rimdseserd frrd
rdspuns, iar Dalton a fost fascinat de aceastd problem6. A
ldcut in jur de 200 000 de observafii meteorologice in timpul
excursiilor zilnice pe intreaga duratd a vielii sale - ultima
chiar in ziua mo4ii sale, la virsta de 78 de ani. Aqa cd nu este
de mirare cd implicarea sa in studiul climei l-a detenninat sd
exploreze misterele gazelor, compozilia gi comportamentul
acestora.
29

ISTORIA 9TIINTE,I
Se stabilise deja cd aerul este compus din oxigen, azot gi
vapori de ap6. Dar de ce diferitele parli ale amestecului nu
se separau intotdeauna? De ce gazul mai greu, azotul, nu se
lisa la fundul unui container ori, din acelagi motiv, in regiunile
mai joase ale atmosferei? Folosind aparate simple, artizanale,
Dalton a cintdrit diferitele elemente din care se compune
aerul gi a ajuns la citeva concluzii importante.
Astfel, Dalton a descoperit ci un amestec de gaze cint[-
reqte tot atit cit greutilile cumulate ale gazelor luate separat.
$i iati cum a explicat acest lucru:
Cind doudfluide elastice [Sore] notate cu A Si B
sint amestecate, nu existd nici o respingere
reciprocd intre particulele acestora; particulele lui
A nu le resping pe cele ale hri B, aSa cunt se resping
intre ele. Prin urntare, presiunea sau greutatea
totala asupra oricdrei particule provine numai din
partea aceluiasi tip de particule.
Cunoscuti ca legea presiunilor parliale a lui Dalton
(enunfat6 in 1803), aceastd afirmalie se reduce in esen!6 la
ideea cd gazele dintr-un amestec nu se afecteazdreciproc,
sau cd presiunea totald a unui amestec de gaze este suma
presiunilor individuale ale gazelor luate separat' Dalton
cunogtea, firegte, activitatea lui Boyle in legituri cu gazele
gi aceastd noud informalie pdrea sd sugereze 9i mai apdsat cd
gazelesint alcdtuite din particule mici, indivizibile'
Dar el a continuat sd se gindeascd la acest lucru. Ce-ar fi
dacd intreaga materie - nu numai gazele- ar fi alcdtuiti din
aceste particule minuscule? Joseph Louis Proust aritase in
1788 cd substantele se combind intotdeauna in unitdli intregi.
ATOMI] $I ELEMENTELE
Lista originald de ele-
mente Si simboluri q lui
Dalton
Cu alte cuvinte, substanlele chimice s-ar putea combina dupd
un raport de trei pe patru. Sau opt pe unu. Dar reaclia nu ar
presupune, sd spunem, 8,673 grame de oxigen gi 1,17 grame
de hidrogen. O modalitate de a explica aceastd lege a propor-
liilor definite, cum a fost denumitd, era sd se presupund cd
fiecare element este compus din particule mici, indivizibile.
Dovada prindea treptat contur. Aga incit Dalton a suslinut
ideea cd fiecare element este alcdtuit din particule minuscule,
pe care, in onoarea lui Democrit, le-a denumit ,,atomi".
(Aceasta era o denumire ugor derutantd, chiar daci Dalton
nu avea de unde sd gtie, pentru ci, dupi cite cunoagtem, atomii
nu sint cu adevdrat ,,indivizibill". La rindul lor, ei sint alcd-
;i,
(
6a
--
tr
.fa
:'
J6
,to
90
ryo
ITS
S tr orr liatr
Bar yte:
f rort
Znrc
Copp..
Lead
Siiver
Gold
Plarina
N{crrtrry
trLf,Mtr
Hydr.,5c r ilO
.:,,,, 4O('., 1,,,. tlO
()x.y3er
Il@
I)hos1'hu,us.glO
S,'li,l,u,' ,Ul@
Pln;;,,esra 14O
r.i ,rr *l@
Soda ,tl@
Por,rsh
"10
30 3I

ISTOKIA STIINTEI
tuili din mai multe particule gi mai mici, care par a fi
indivizibile. Din acestmotiv, mulli oameni de gtiinldvorbesc
astizi despre atomul lui Dalton ca despre ,,atomul chimic".)
Dalton a mai formulat ideea cd atomii diferitelor substanle
chimice nu sint identici, a$a cum suslinuserd anterior alli
atomigli. Dar, spre deosebire de Democrit, care credea cd
atomii diferitelor substanle diferd prin form5, Dalton a
observat cd aceEtia difera prin greutate gi a stabilit faptul ci
fiecare element are o greutate proprie.
TPOTEZA LUI AVOGADRO
Aga cum Joseph Gay-Lussac a demonstrat dehnitiv in
1802, toate gazele iqi mdresc volumul cu aceeaqi cantitate la
o cre$tere datd a temperaturii. (John Dalton a ajuns 9i el la
aceeagi concluzie gi, independent, Jacques Charles i-a prece-
dat pe amindoi in aceast[ privinfd. Principiul ratei constante
de expansiune a gazelor la o presiune constanti este cunoscut
sub numele de legea lui Charles, deoarece el a fost primul
cate a descoperit-o.)
in 1811, Amedeo Avogadro (1776-1856, conte de
Quaregna) a anunlat cd aceastd lege ar trebui s[ insemne ci
volume egale de gaze difente (la aceeagi temperature) trebuie
sd conlind acelagi numir de particule (observali ci el nu a
spus,,atomi "). Aceasti i dee, denum itd ip oteza I ui Avogadro,
a stirnit o controversi considerabilS pe parcursul primei jum6-
tili a secolului al XIX-lea.
Daci aga stau lucrurile, de ce un volum dat de oxigen
sau de hidrogen cintdreqte de doui ori mai mult decit ar fi de
agteptat linind cont de masele atomice ale acestor gaze? ($tim
acum cd atomii de oxigen gi de hidrogen apar in natura legali
in molecule de cite doi atomi - dar pe vremea lui Avogadro
nu se cunogtea acest lucru.) Dacd se combini chimic un
volum de hidrogen gi un volum de clor, ar fi de aqteptat, s-a
gindit Avogadro, sd se oblind un volum de gaznumit clorurd
de hidrogen. in loc de asta, se oblin doubvolume. Sdinsemne
acest lucru cd atomii de hidrogen qi cei de clor se divizeazd
pentru a se compune unii cu ceilalli? Nu, a spus Avogadro.
Unele elemente, a presupus el, ar putea h combinalii de atomi
gi, de lapt, s-a gindit cd unele gaze - printre care oxigenul,
azotul gi hidrogenul - se gdsesc in naturi sub formd de
molecule compuse din cite doi atomi (O2, N2, Hr). (Avogadro
a fostprimul care a folosit termenul moleculd, care inseamni
,,masd mic6", in acest sens, gi a fost primul care a lEcut
distinclia intre atomi qi molecule.) Cu toate acestea, multe
personalitdli importante din chimie - printre ei 9i Dalton qi
renumitul chirnist suedez Jons Jacob Berzelius - au respins
ideea pe motiv cd atomii de acelagi fel se resping gi astfel
ipoteza lui Avogadro a rdmas uitatd pini in 1858, cind in
sfirgit a fost acceptatd.
in septembrie 1803, Dalton a prezerrtat prima listd de
mase atomicebazatd pe hidrogen ca unitate de masd, toate
celelalte elemente cint[rind multipli intregi ai masei
hidrogenului. Ulterior a lirgit lista inifali pentru a include
alte 2l de elemente.
Datoritd lui Dalton, chimigtii au inceput sd-;i dea seama
ci existd diferite tipuri de atomi qi cd atomii oricdruia dintre
elemente sinl identici, cu proprietdli specifice 9i difera prin
masa relativa fafd de atomii tuturor celorlalte elemente.
Dalton a insistat asupra acestei idei. Se pdrea cd doud
elemente se pot combina pentru a forma mai mult decit un
32 33

ISTORIA
singur compus. Carbonul gi oxigenul, de exemplu, pot forma
atit monoxidul de carbon, cit gi dioxidul de carbon. Dar ele
se combini in proporlii diferite, care rimin numere intregi
(un raport al maselor de3:4 intre carbon gi oxigen la monoxi-
dul de carbon pi un raport de 3:8 la dioxidul de carbon).
Dalton a presupus cd monoxidul de carbon ar putea fi alcatuit
dintr-o singurd particula de carbon combinatd cu o parliculd
de oxigen (patru particule de carbon avind masa egald cu
trei de oxigen). Pe de ahd parte, s-a gindit el, dioxidul de
carbon era o pafliculd de carbon reuniti cu dou[ parlicule de
oxigen. (O ipotezd care a fost confirmatl ulterior.) Cunoscutd
azi ca legea propo4iilor multiple gi publicata de Dalton in
1804, aceastd idee fusese anticipatd de savantul William
Higgins in 1789, dar nimeni pind la Dalton nu a sprijinit-o
cu dovezi experimentale. Mul! dintre colegii lui Dalton o
giseau interesantd deoarece parea sd facd teoria atomicd gi
mai plauzibilS.
Lui Dalton i-a venit aceastd idee fiindcd a observat ci
atunci cind elementele se combind chimic pentru a forma un
compus, unul sau mai mulli atomi ai unui element se combind
cu unul sau cu un numdr mic de atomi ai celuilalt element
pentru a forma o moleculi, cea mai micd particuld a unui
compus. De exemplu, o moleculi de apd este intotdeauna
compusd, din punct de vedere al maselor, dintr-o parte de
oxigen gi doud pa4i de hidrogen. O moleculi de apa areintot-
deauna aceeaqi masd moleculari ca oricare altd moleculd de
apd qi este egal5 cu masa a doi atomi de hidrogen plus masa
atomului de oxigen. Dalton a testat asta cu mai multe zeci
de compugi gi a obfinut mereu aceleagi rezultate.
Teoria atomici a lui Dalton a lEcut posibil sd se explice
cum se combind aceste elemenle pentru a forma substanle
ATOMII;I ELEMENTELE
compuse. Atomii se reunesc, spunea el, penffu a forma alte
substanfe, gi atunci cind o fac se combini chimic unul cu
unul, sau unul cu doi, ori cu trei, ori cu mai mulli atomi -
intotdeauna numere intregi, nu fraclionare - pentru a forma
alte substanfe.
in 1808 el qi-apublicat ideilein lucrarea New System of
Chemical Philosphy (,,Noul sistem al filozofiei chimice").
Atomul, suslinea el, este unitatea de bazd' a elementului
chimic gi fiecare atom chimic are o masi specifici. El scria:
Existd trei distirtclii in tipuriie de corpuri,
sau trei stdri, carc au atras tn special atenlia
chimistilor filozofi; si anume, acelea notate cu
termenul defluide elastice [gazeleJ, lichidele si
solidele. Un foarte cunoscut exemplu este apa,
care, tn anumite circumstanle, este capabild sd-Si
asume toate cele trei stdri. in rtburi recunoastem
unfluid elastic perfect, in apd un lichid perfect,
iar tn gheald m solid desdvirsit. Aceste obser-
valii au condus tn mod tacit la concluzia care
pare unanim acceptatd cd toate corpurile de
mdrime sesizabild, Jie ele lichide sau solide, stnt
constituite dintr-un numdr imens de particule
extrem de mici sau de atomi de materie linute
impreund de cdtre o forld de atraclie care este
mai mult sau mai pulin putemicd, fnfunclie de
circumstanle...
El a mers mai departe gi a explicat cd analiza 9i sinteza
chimicd presupun pur gi simplu reorganizarea acestor parti-
cule - separindu-le unele de altele sau reunindu-le. Aqa cum
34 35

ISTOKIA
spusese Lavoisier, in aceste procese materia nu era nici creatd,
nici distrusd. ,,Toate schimbdrile pe care le putem produce",
declara Dalton, ,,constau in separarea particulelor care se afli
in stare de coeziune sau combinare gi aldturarea acelora care
au fost anterior distantate." Sint idei care gi astizi igi pdstreazd
valabilitatea.
Teoria atomici a lui Dalton a repurtat succese acolo unde
allii au dat greg deoarece el a finnizxun model pe baza cdruia
se puteau formula prediclii sigure. Fdrd doar $i poate, unele
aspecte ale teoriei au fost eliminate m ailirziu, dar trdsilurile
de bazd, au supraviefuit: faptul ci fiecare atom are o masd
caracteristici gi ca atomii elementelor rdmin neschimbali in
urma proceselor chimice.
Pe parcurs, Dalton a frcut gi alte descoperiri, mai pulin
importante. El a fost primul care a publicat ideea generali-
zatoate conform cdreia, daci un gaz oarecare pomegte de la
aceeagi temperaturd cu oricare alt gaz, ambele igi vor mdri
volumul in mod egal dacd sint incilzite la aceeagi
temperaturi. Totodati, a fostprimul care a descris discroma-
topsia (daltonismul), intr-un articol publicat in 1794.
in 1833, un grup de admiratori gi prieteni au colectat
fonduri pentru ridicarea unei statui a lui Dalton, care a fost
indltatd,in fala Institutului Regal din Manchester. Mai multe
societili prestigioase l-au onorat, inclusiv Royal Society din
Londra gi Academia de gtiir4e din Paris. Iar in 1832, cind a
oblinut doctoratul la Oxford, a avut onoarea de a fi prezentat
regelui Angliei. Singura problemd era c5. trebuia sd poarle o
linutd de Curte care includea gi o sabie, ceea ce contravenea
principiilor pacifiste ale religiei sale. Dar el gi demnitarii
englezi au ajuns la un compromis: avea sd poarte roba
Universitilii Oxford, care ficea din problema sabiei o
chestiune discutabil5. E, posibil sd fi gtiut sau sd nu fi gtiut cd
roba pe care o purta era de culoare rogie - la fel de
incompatibili cu tradiliile vestimentare ale quakerilor. Dar
pentru savantul suferind de discromatopsie mantia era
cenugie.
John Dalton a murit in 1844, foarte respectat pentru
activitatea sa legati de teoria atomici gi de comportamentul
gazelor. Peste 40 000 de oameni l-au insolit pe ultimul drum
pe omul care pdruse incapabil sd-i convinga pe studenli sd
participe la orele sale. incd dintr-o fazi timpurie a vielii sale
apregdtitterenul pentru cele maimari descoperiri din secolul
al XIX-lea, atit in chimie, cit gi in ftzicd, gi a avut norocul sI
trdiascd ziua in care oamenii au recunoscut valoarea
contribuliei sale.
CONEXIUNEA ELECTRICA
Vom reveni la epopeea atomilor gi elementelorin chimie,
dar mai intii vom face o incursiune in laboratorul lui Luigi
Galvani din Bologna, Ilalia. Este vara lui lll I , cu c?fiva ani
inainte ca povestea noastrd despre secolul al XIX-lea si
inceapd. Laboratorul este intr-o dezordine totald, cu zeci de
perechi de picioare de broascd (posibil sd fi fost destinate
unui ceaun cu sup[, potrivit unor relatdri) imprigtiate pe masa
de lemn.
VOLTA $I NA$TEREA BATERIEI
Alessandro Volta a inaugurat epoca electricitelii in 1800,
cind a anunlat inventarea bateriei electrice, prima sursd
continud de curent electric. Este adevdrat cd studii de
electricitate se fbcuserd gi inainte. Savanfi din lumea intreagi
(printre care gi Benjamin Franklin) studiaseri electricitatea
36
37

ISTORIA STII
staticd vreme de un secol. Dar electricitatea staticd se descdrca
toat[ deodatd, printr-o singur[ scinteie sau goc. Bateria lui
Volta putea furniza un curent, gi chiar daci timp de ciliva ani
nu i s-au gdsit utilizdri practice, chimigtii qi fizicienii au
inceput sd o foloseascd imediat
substanlelor.
ca instrument in analiza
Volta, un fizician de la Universitatea din Pisa, a avut
prima inspiralie citind despre studiile lui Galvani asupra
broagtelor (vezi textul) gi a fdcut citeva experienle proprii.
Sceptic in privin{a ,,electricitdlii animale", el a fost frapat de
faptul cd electricitalea era produsd numai dacd se foloseau
dou[ metale diferite. Totodatd, a mai observat ci unele combi-
nalii de metale produceau spasme mai puternice decit altele.
$i, atunci cind a pus pe limbi, care este in principal un
mugchi, o foi15 de staniu qi una de argint, limba lui nu a
suferit cine gtie ce contraclie, dar a remarcat un gust acru.
Aceasta l-a fEcut sd se intrebe daci nu cumva electricitatea
putea fi condusi de la un metal la altul prin intermediul flui-
dului care era saliva. Volta a incercat mai multe solulii,
oprindu-se in cele din urmd la saramurd, adicd la o solulie
concentratd de api sdrat6. El a constatat cddacd suprapune
discuri metalice diferite, separate de discuri din carton
inmuiate in apd sdrat6, obline un foarte eficace set de celule
de baterie (fiecare ,,sandvig" formind o celuld). Ansamblul
astfel construit a cdpdtat numele de celulS voltaicd, dupi cel
al inventatorului sdu.
Potenlialul acestui dispozitiv a fost recunoscut imediat
de savanlii de pretutindeni, ba chiar 9i de cdtre Napoleon,
care i-a acordat rangul de conte gi de senator in Lombardia
natald a lui Volta (de curind cuceritd de Napoleon). intr-o
scrisoare adresat[ Societdlii Regale din Londra in anul 1800,
Volta i$i exprima incintarea fali de simplitatea minunatd a
propriei sale invenlii. ,,Da!", scria el, ,,aparatul de care vi
vorbesc, gi care firi indoiald vI va ului, este doar un ansamblu
de diferite materiale bune conducitoare aranjate intr-un
anumit fel."
,, Celula voltaicd" q lui
Alessandro Volta, prima sursd de
curent electric continuu. Era o
celuld electrochimicd ce func-
liona pe baza unui principiu in
mare mdsurd asemdndtor cu cel
al bateriilor de lanternd de astdzi
38 39

ISTORIA STIINTEI
Astfel, uluitorul ,,ansamblu" a lui Alessandro Volta,
numit adesea ,,pild voltaicd", a devenit un instrument la fel
de important pentru gliinln ca gi telescopul gi microscopul,
cu muh inainte de a ajunge sd translbrme felul in care oamenii
igi luminau strdzile qi locuinfele.
Luigi Galvani (1737-1798) a fosl anatomist qi medic,
nu fizician. A fost profesor de biologie la Universitatea din
Boiogna. Dar lui Galvani i-a venit ideea de a incerca si stirnu-
leze mugchii de la picioarele broagtelor disecate cu scintei
produse de o magini electricd. Picioarele de broasci tresdreau
la stabilirea contactului. A constatat chiar cd un scalpel meta-
lic provoca tresdrirea picioarelor dac[ magina era pornitd -
chiar dacd scinteia nu fbcea propriu-zis contact.
Galvani a rationat cd dacd o scinteie electricd provoca
aceastd tresdrire a mugchilor, atunci el putea confirma ci ful-
gerul insemna intr-adevdr electricitate, a$a cum Franklin
postulase in urma experimentului siu cu zmeul de hirtie.
Pentru a-gi testa afirmatia, Galvani a atirnat picioare de broas-
cd cu niqte c?rlige de bronz de o un grilaj din fier. La apailia
fulgerelor, picioarele au tresdrit. Dar s-a mai intimplat gi alt
ceva: picioarele au tresdrit gi dupi ce fulgerele au incetat.
Galvani a constatat cd spasmele se produceau ori de cite ori
mugchii intrau in contact cu doud metale diferite in acelagi
timp.
Galvani nu era sigur care era catJ.za fenomenului. Oare
metalele provocau convulsiile? Sau mugchii pdstrau, chiar
gi dupi moarte, un soi de ,,electricitate animald" inniscutS?
Poate cI pasiunea lui Galvani pentru biologie l-a lEcut si
creadi cd lesutul animal al picioarelor de broasci posedd
lorla electrica pe care a observat-o. Dar el qi-a publicat
rezultalele in 1191 gi a declanEat un fel de revolulie c?nd un
alt italian, Alessandro Volta, i-a citit lucririle 9i a inceput sd
aprofundeze probletna.
Volta ( 1145-1827) a citit Comentariile lui Galvani, a
repelat experienlele acestuia gi a incercat o alta, proprie' A
pus o foi15 de staniu pe partea superioard a limbii 9i o monedd
de argint sub limbd, conectindu-le cu o sirmd de cupru. A
constatat cd monlajul astfel realizat producea un gust acru
distinctiv in gur6. El a presupus corect cd'gustul acela acru
indica prezentaunei sarcini electrice.
,,De asemenea meritd a fi remarcat", scria el, ,,cd acest
gust persisti atita timp cit staniul 9i argintul se afld in contact
reciproc... aceasta aratdcdfluxul de electricitate dintr-un loc
in altul este continuu, IZrd intrerupere".
Metalele, gi-a dat el seama, nu erau doar conductori -
ele chiar produceau electricitate! Galvani se inqelase: picioa-
rele de broascd nu manifestaserd electricitate animal6' ci
electricitale metalicS. (Dar Galvani a jucat un rol important,
atrdgind atenlia, prin experimentul sdu, asupra unui fapt care
va deschide in mod spectaculos u$a pentru studiul
electricitilii, folosirea ei ca instrument valoros in gtiin!6 9i
nenumiratele utilizdri industriale gi comerciale gdsite pentru
electricitate in deceniile care au urmat. Numele lui a intrat
in limbajul de toate zilele prin cuvinte ca galvanizare, galva-
nometru.)
n fi97 ,Volta a reugit sd producd electricitate ,,curentio'-
nu forma staticd de electricitale a buteliei de Leyda, care
pind la data aceea fusese cea mai buni sursi de electricitate.
Iar in 1800, a scris Societalii Regale din Londra, descriind
prima baterie, o sursd continud de curent electric.
40 41

ISTORIA STIINTE
ELECTROCHIMIA LUI DAVY
La sflrqiful secolului al XVIII-lea, electricitatea exercita
o mare fascinalie asupra tuluror, atit in cercurile gtiinfifice,
c?t gi in cele sociale. Toatd lumea vorbea despre experien{ele
lui Benjamin Franklin cu zmeul de hirtie Ei fulgerele, iar la
picnicuri gi pelreceri se gdseau mereu persoane care sd se
joace cu eleclricitatea staticS. Dar nimeni nu a reugit si afle
prea muhe despre ce esle electricitalea sau despre lelul cum
funclioneaza, par,tial 5i din cauzd cd nu exista nici o sursd de
curent cor-rtinuu.
Asta pina cind Alessandro Volta a invenlat celula voltai-
c5. Realizarea lui Volta nu numai cd a deschis cii de explorare
a naturii electricitelii (producind rezultate spectaculoase in
fizica teoreticd gi in industrie), dar a pus la dispozilia chimiei
un instrument revolufionar pentru descoperirea de noi ele-
mente qi explorarea naturii legdturilor chimice.
Iar aici povestea noastrd revine la chimie. De indati ce
Volta qi-a comunicat descoperirea la Societatea Regald din
Londra, un ah tindr savant, Humpliry Dar,y, a inceput sd se
gindeascd la o n-rodalitate prin care celula voltaicd ar putea li
folosita pentru a rezolva unele probleme ale chimiei. Du.ry,
care probabil ci este cunoscut mai ales pentru descoperirea
a doud elemente, sodiul qr potasiul, precum gi pentru inven-
tarea ldmpagelor de miner, a lbst angajatin anul 1800 (impre-
uni cu Thomas Your.rg, a cdrui activitate o vom discuta in
capitolul4) la Institutul Regal (Royal Institution), o institulie
de invafamint gi un laborator de cercetare recent infiinfate.
Davy, ndscut in 1178, era cel mai mare dintre cei cinci
copii ai unui cioplitor in lemn din oragul Penzance de pe
coasta vestici a comitatulut englez Cornwall. in 1794, cind
ATOMII;I ELEMENTELE
Davy avea doar 16 ani, tatdl lui a murit, lisind grija lamiliei
pe seama bdiatului cel mare. Aqa ci Humphry s-a angajal in
scurt timp ca ucenic la un chirurg local, dar pina la virsta de
l9 ani a cdpdtat un mare interes pentru chimia experimentald
gi pentru grariladintre chimie 9i fizicd. A inceput sd testeze
ideile confinute in lucrarea lui Antoine Lavoisier Traiti
dlLmentaire de chimie (1789), qi a ajuns la unele concluzii
revolulionare pentru vremea aceea. Pornind de la observatiile
pe care le-a fficut frecind doui blocuri de ghea!5 intre ele, el
a ajuns la concluzia cd, spre deosebire de ceea ce credeau
majoritatea chimiqtilor vremii, cdldura nu era un ,,fluid im-
ponderabil", ci o formi de migcare. Din pdcate, Davy era
tinar gi cam nesdbuit, vorbind cu mai multd incredere decit
garantau experienlele sale. in consecinfd, comunitatea
qtiinlificd a intimpinat destul de rece anunlul s6u, cu o mare
dozd de scepticism, iar Davy a fost profund dezamigit.
Dar in 1798, Davy a devenit asistentul lui Thomas
Beddoes, un cliimist gi medic multilateral specializatin utili-
zarea Ierapeutici a gazelor. La Institutul Pneumatic al lui
Beddoes din Bristol, Davy a fEcut experimente in care s-a
folosit pe sine drept cobai. El a descoperit cum se prepard
proloxidul de azot(cunoscut gi sub denumirea de gaz ilariant,
folosit gi ast[zi pe scari larga de cdtre stomatologi), din care
a inhalat intr-o singurd zi circa 15 litri, o experienld despre
care mai tirziu avea si spuni cd ,,1-a intoxicat de-a binelea".
A investigat efectele fiziologice ale gazului gi a scris un articol
pertinent despre acesta in I 800, reugind astfel s6-9i clddeascd
reputa{ia de chimist (5i sd dob?ndeascd notorietate printre
citeva personalitili ale vremii, printre care poefii Coleridge
gi Wordsworth, care veneau la laboratorul lui ca si experi-
menteze efectele amefitoare ale descoperirii sale).
42 43

ISTORIA STIINTEI
Articolul gtiinfific al lui Davy despre protoxidul de azol
a atras aten{ia contclui Rumfbrd, un interesant personaj de
origine americand, a cdrui activitate asupra cdldurii ca formi
de miqcare stimise o colttroversd considerabilS ?n deceniul
anterior, intr-o vreme cind, dupd opinia majoritatii chimigtilor
gi fizicienilor, cdldura era provocati de un fluid imponderabil
(adici un fluid lipsit de greutatc) numit ,,caloric". Degi la
vremea aceea Rumford lucra pentru guvernul Bavariei,
Rumford, cunoscut ini{ial ca Benjamrn Thomson, a venit cu
ATOMII SI ELEMENTELE
ideea infiinfdrii unui Institut Regal (Royal lnstitution) in
Marea Britanie, avind drept scop popularizarea gtiinlei qi
aplicarea descoperirilor acesteia in via{a de zi cu zi, in arte gi
meqteguguri. Rumford l-aangajatpe Davy ca director al labo-
ratorului, o mare realizare pentru tindrul chimist in cdutarea
afirmdrii.
Ne aflim in anul 1800. inainte de a pleca din Bristol la
Londra, Davy stabilise spre propria sa satisfaclie cd celula
lui Volta producea electricitate in unla unei reaclii chimice
gi nu i-a trebuit mult sd ajungd la supozilia cd gi reciproca
era adevdrati: anume cd folosind electricitatea asupra compu-
gilor gi amestecurilor s-ar putea produce reactii chimice.
Totuqi, in unndtorii ani, obligaliile sale de la Royal
Institution l-au linut departe de subiectul lui preferat. Pentru
a colecta fonduri, institu{ia a organizat o serie de conferinle
cle mare popularitate, iar charisma gi entuziasmul lui Davy
l-au lEcut sd fie considerat unul dintre cei mai buni con-
ferenliari ai vremii. (Spectacr,rloasele sale demonstrafii cu
electricitatea gi exhibiliile amuzante cu efectele ,,ame{itoare"
ale gazuiui ilariant nu ddunau nimdnui.) Probabil cd atit din
rafiuni financiare, cit gi pentru a promova idealurile
popularizdrii, instituqia pentru care lucra gi-a concentrat
eforturile in domenir,rl qtiin{elor agricole, prelucrdrii pieilor
gi al mineralogiei, iar ceie citeva articole exceiente scrise de
Davy pe marginea acestor subiecte au intdrit atit prestigiul
institutiei, cit gi pe al sdu.
Dar in 1806, Davy airftrezdrit un prilej favorabil. in
decurs de cinci sdptimini, el a efectuat 108 expericn{e de
electrolizd, adicd folosirea electricitdtii pentru producerea
unor modificdri chimice. De o manierd strdlucitd. in confe-
rinla ,,Despre uneie proprietali chimice ale electricitilii",
Itumphry Dav.v, intemeietorul electrochimiei
44
45

ISTORIA STIINTEI
linut5 in anul acela, Davy a stabilit legiturile teoretice dintre
electrolizd gi acfunea voltaici gi a dat una dintre primele
explicalii - cu siguranld prima importantd - cu privire la
nafura electricd a reacliilor chimice. Substanfele se combini
chimic, spunea el, datoritd atracliei electrice reciproce dintre
atomi.
Davy s-a gindit totodatd gi la faptul cd electricitatea ar
putea fi folositd la ruperea legdturilor dintre pi4ile sub-
stanfelor compuse pentru aizolaelemente rdmase incd nedes-
coperite. Savanlii lucrau de ani de zile cu nigte substanle -
var,magrrezie, potas6 gi altele - care pdreau afroxizi ai unor
metale. Dar nici o cantitate de cdldurd, sau orice altd metodi
la care s-ar fi putut gindi cineva, nureugise sd separe oxigenul
atit de strins legat. La finalul conferinlei sale din 1806, el a
pomenit in mod profetic despre speranla sa ,,ci aceast[ noui
metodd de analizi ne-ar putea conduce la descoperireaadevd-
ratelor elemente ale corpurilor".
Pentru a testa aceasli metodd, Davy a construit o baterie
uriagd, compusd din peste 250 de plici metalice gi mult mai
pulernicd decit micile stive de discuri metalice gi de carton
ale lui Volta. Anul urmitor, lucrind cu o bucatd de potasd
foarte slab umezitd (potasa fiind o substanld care se obline
prin imbibarea cu apd a cenugii de la plantele arse), el a legat
un electrod metahc rzolatunit cu polul negativ al bateriei de
o suprafald a bucdfii respective. De cealaltl suprafali aataqal
un fir metalic unit cu polul pozitiv al bateriei, care, nota el,
,,se afla intr-o stare de activitate intensi". in ambele puncte
de contact, potasa a inceput si se topeasci, eliberind vngaz
de pe suprafaa atasatd la polul pozitl. in celdlalt punct de
contact nu rezulta nici un gaz, in schimb au inceput sd se
formeze ,,mici globule cu un luciu metalic puternic". Semd-
nau foarte mult cu nigte picdluri de mercur gi unele dintre
ele au luat foc qi au explodat. Davy ;i-a dat seama imediat cd
descoperise un nou element, pe care l-a denumit potasiu.
Dupd cum scria fratele sdu, Jolm, in descrierea experienfei,
cind Humphry Davy ,,avdzut micile globule de potasiu pene-
trind crusta de potasd 9i luind foc ?n clipa in care ieqeau in
almosferd, nu qi-a mai putut stdvili bucuria - efectiv lopdia
prinincipere cuprins deincintare 9i extaz. $i i-atrebuit ceva
timp ca s[-gi redobindeasc[ starea de spirit necesard pentru
continuarea experimenfu lui. "
Citeva zlle mai tirziu, Davy a folosit acelaqi procedeu
cu soda caustici (cunoscut[ ca hidroxid de sodiu) 9i a des-
coperit sodiul. Metoda dddea roade. intre timp, la Stockholm,
Jons Jacob Berzelius 9i colegii sii efecluau experimente
similare gi schimbul de comunicalii intre cele doud echipe
era foarte intens. Berzelius a constatat ci a oblinut un
,,amalgam" sau aliaj al unui alt metal cu mercurul atunci
c?nd atrecut un curent electric printr-un compus al mercumlui
addugat varului sau baritei (monoxidul de bariu). A fost inci
un indiciupentru Davy care, in citeva luni, aplicind oincdlzire
puternic6la amalgamul descris de Berzelius (precum 9i altor
amalgamuri), a reug it sd izoleze magneziul (de la,,magnezi e"),
calciul (de la ,,calx"), stronliul (de la o substanld minerald
bolezatidupd oragul scofian Strontian) 9i bariul (de labaritn).
Davy acumula o listd impresionantd de descoperiri'
Lui Dar,y i se atribuie 9i merit'ul testdrii unui gaz de
culoare verde numit acid oximuriatic Ei a recunoaqterii
acestuia in 1810 ca element chimic pe care l-a denumit clor*
(dupi culoarea sa verde).
* De la cuvintul grecesc chloros, care inseamnd verde-gdlbui (n tr')'
4746

ISTORIA STIINTEI
Anul l8l2 a fost anul de apogeu al lui Davy, anul in
care qi-a publicat lucrarea Elements of Chemical Philosophy
(,,E,lemente de filozofie a chimiei"). A urmat rapid o altd
lucrare cu un caracter aplicativ mai pronuntat, Elements o.f
Agricultural Chemistry (,,Elemente de chimie agricold"). in
iuna aprilie a aceluiagi an, in semn de recunoagtere a meritelor
sale, a fost licut cavaler gi la scurt timp dupi aceea s-a
cdsitorit cu o viduvd instdriti din Sco{ia, Jane Apreece. in
1813 a demisionat din postul de profesor la Royal Institution
gi a plecat in Europa irnpreunl cu solia sa qi un tinir asistent
pe care gi-l luase de curind, Michael Faraday, care avea sd se
remarce ulterior. in ciuda faptului cd la acea datd Anglia se
afla in rdzboi cu Franta, aga dupd cum remarca Davy, ,,nici-
odatd nu existd rdzboi intre oamenii de qtiinld", iar Napoleon
a primit cu amabilitatevizita lui Davy, in timpul cdreia Davy
gi Faraday s-au intilnit cu rnul1i dintre savanlii de frunte de
pe continent. Pentru Faraday, aceasti cdldtorie a insemnat
un uluitor prilej de a fi introdus in domeniile de virf ale
gtiin{ei.
Davy a devenit pregedinte al SocietSlii Regale in 1820
gi a inceput si lucreze la gdsirea unui mijloc de prevcnirc a
coroziunii imbrdcdmin{ii de cupru cu care erau protejate
fundurilc corlbiilor, dar s-a imbolnivit gi gi-a petrecut cea
mai mare parte a timpului de dupd 1823 in Elve[ia. unde a gi
rnurit la virsta de 5l de ani. Acolo prestigiul sdu era atit de
mare incit i s-au acordat funeralii de stat.
Sintern in anul 7829, rar pentru chimie secolul abia a
inceput, suslinut de teoria atomici a lui Dalton, noul
instrument inventat de Volta qi extraordinarele descoperiri
de noi elemente Idcute de Davy gi al1ii. Noi provocdri se
ATOMII SI ELEMENTELE
prolilau la orizonl: gdsirea unei ordini in haosul noilor
elemente, continuarea cduldrii de noi elemente;i intelegerea
vastei jungle de rnolecule care se lonneazd cu elemenlul
carbon. in toate aceste dornenii, aveau sd se inregistreze
progrese in curind.
48

CAPITOLUL 2
CARUSELUL COMPLEXITATII
$I ORDINII IN CHIMIE
In 1830, num5rul elementelor cunoscute ajtrnsese la 54.
Pe lingi cele gase descoperite de Davy inlre anii 1807 gi
1808, apiruserd alte zece, printre care borul, iodul, litiul,
siliciul, bromul qi aluminiul. Era evident cd maleria
universului era alcdtuiti din mai mult decit ,,citeva elemente
simple" qi in locul consensului pe care pdrea si-l promiti
acesl secol, confuzia pdrea sd se h instdpinit in chimie.
Mai ?ntii, nimeni nu folosea aceleaqi simboluri pentru
acelaqi lucru. Multe semne ciudate, misterioase au continuat
sd persiste, imprumutate cu mult timp in urml de alchimigti
din astrologie. Pentru aur, simbolul era un cerc cu un punct
in centru, pentru argint o semilund. Simbolul pentru sulf era
un triunghi cu virful indreptat in sus, iar pentru antimoniu o
mici coroani. Majoritatea acestor simboluri nu aveau nici o
noimi pentru nimeni. Dalton propusese un sistem care folo-
sea pentru fiecare element cite un cerc diferenlial intr-un
anume fel fala de celelalte. Dar chiar gi asta era greu de linut
minte. in cele din urmi, in 1826, Berzelius a venit cu ideea
simpli de a folosi ca simbol prima literd.adenumirii fiecirui
element. O era oxigenul, N nitrogenul (azotul), S sulful gi
: COMPLEXITATE $I ORDINE IN CHIMIE
aga mai departe. Cind litera iniliald era deja ocupat6, se
adiuga urmdtoarea literd distinctivi. Astfel, Calciul era Ca
iar clorul Cl. Acest sistem se folosegte gi astdzi. Unele confu-
zii continuau s[ existe intre diferite limbi: chimigtii germani
denumeau un element Stickstoff, in vreme ce francezii il
numeau azote,iar englezii nitrogen. Aga ci Berzelius a decis
sd foloseascd drept sursl denumirile latinizate, iar simbolurile
au fost adoptate pe plan internalional. Din fericire pentru
vorbitorii de limbi englezd,majoritatea elementelor sint deja
cunoscute sub denumirile latinizate, cu citeva exceplii, cum
ar fi gold (Au de Ia aurum), silver (Ag de la argentum) Si
sodium (Na de lanatrium).
Friedrich Kekul6 von Stradonitz a propus qi el o aranjare
a simbolurilor atomice in diagrame structurale, reprezentind
aranjamentul atomilor in molecule. in sistemul lui Kekul6,
apa (HrO), de exemplu, a devenit H-O-H. La fel, cei trei
atomi de hidrogen ai amoniacului (NHr) erau grupafi intr-un
triunghi in jurul singurului atom de azot.
H
I
H-N-H
in scurt timp structurile lui Kekul6 au fost adoptate.
A rdmas insd controversa cu privire ia formulele atribuite
chiar gi celor mai rispindite substanle compuse. Nimeni nu
putea fi de acord cu diferitele mase atomice ale diverselor
elemente gi mulli confundau atomii cu moleculele atunci c?nd
scriau formulele. Chiar gi pentru un compus atit de rdspindit
precum acidul acetic (o!etul), diferitele facliuni de chimigti
propuneau nu mai pulin de 19 formule diferite.
50 51

ISTORIA STII
CONFERINTA DE LA KARLSRUHE
Trebuia frcut ceva. Figura central5 a migcdrii pentru o
mai mare claritate era Kekul6, care a convocat prima
conferinld gtiinlifica internalionald dedicatd incercdrii de a
limpezi dezordinea din chimie. Prima Conferinli Interna-
lionald de Chimie a avut loc in 1860 in ordgelul gerrnan
Karlsruhe, pe malul Rinului, chiar la granila cu Franla. Au
participat un numir de 140 de delegali, printre care
majoritatea chimigtilor proeminenli ai vremii.
Acesta insd era un grup de savanfi incdpdlinafi gi dog-
matici, iar conferinta a avut un inceput furtunos, in care nu
se cidea de acord asupra nici unui subiect, cu atit mai pulin
asupra maselor atomice. in acest moment a luat cuvintul
Stanislao Cannizzaro.
Cannizzaro era un individ aprig gi combativ, obignuit cu
conflictele. De fapt, in 1848 el fugise din Sicilia natald in
Franla pentru a nu fi pedepsit fiindci luptase de partea
invingilor in insureclia sicilian[ impotriva guverndrii dictato-
riale a Neapolelui. in Franla el a reflectat indelung asupra
haosului care domnea in chimie qi, in 1858. a publicat un
articol care readucea la lumind ipoteza lui Avogadro, la care
nimeni nu se gindise vreme de aproape cincizeci de ani -
ideea cd volume egale din gaze diferite (la aceeaqi tempera-
turi) trebuie sd conlind acelagi numir de particule. El a venit
la Karlsruhe pregdtit cu o apdrare invergunatd a masei
atomice, a ipotezei lui Avogadro gi a unei distinctii clare
intre atomi gi molecule. Folosili ipotezalui Avogadro pentru
a determina masa moleculard a gazelor, a spus el; folosili
legea Gay-Lussac de combinare a volumelor; gi folosili
masele atomice ale lui Berzelius. Cu aceastd combinalie,
-
CIMPLEXITATE SI IRDINE iN cmun
suslinea Cannizzaro, multe dintre probleme vor fi rezolvate.
El gi-a suslinut discursul cu broguri informative, reuqind sl
convingd pe unii in timpul conferinlei 9i pe mul1i al1ii la
scurtd vreme dupd aceea. in special unul dintre ei avea sd se
intoarcd in Rusia gi sd reflecteze indelung asupra problemei.
PASIENTA LUI MENDELEEV
Cu pdrul sdu lung fluturat de vint, cu barba cdrunti gi
postura impozanti, Dmitri Mendeleev semdna mai mult cu
un profet biblic decit cu un patriarh al gtiinlei in ziua in care
cu propriile sale miini a pilotat micula nacelS atirnatd de un
balon uriag pind in inaltul cerului. Era in anul 1887 gi
Mendeleev dorea sd fotografieze o eclipsd solard din cel mai
apropiat gi avantajos punct de observalie la care se putea
ajunge. Asta insemna un balon, o aeronavi pentru o singurd
persoand. Aga incit, de neoprit in momentul in care i se oferea
un prilej atit de favorabil, Mendeleev azburat cu balonul, a
{Ecut fotografiile gi aaterizat, degi nu gtia absolut nimic despre
Dmitri Mendeleeu al cdrui
tabel periodic al elemen-
telor i-a ajutat pe chimisti sd
vadd ordinea inerentd acolo
unde pdrea sd domneascd
haosul
52

ISTORIA STIINTDI
cum se piloteazdo asemenea invenfie. Era un individ sclipitor,
principial gi curajos, care nu se temea de sceptici, negativigti,
presiuni politice gi nici de aeronave. Ndscut in Siberia, el era
magicianul care cu circa 18 ani in urmd adusese ordinea in
haosul elementelor descoperite pind atunci de cdtre chimigti.
A fost in acelagi timp primul om de gtiin!6 din Rusia a cdrui
operd a avut un impact imediat in Europa, iar in 1955, la
aproape cincizeci de ani de la moartea lui, extraordinarele
sale contribulii la dezvoltarea fizicli qi chimiei au primit
omagiul perfect: botezarea unui element nou descoperit dupd
numele sdu - mendeleeviu.
Posibil de origine mongoli dinspre partea mamei,
Mendeleev (1834-1907) era mezinul unei familii extrem de
numeroase, cu 16 sau 17 copii, nepot al primului editor de
ziare din Siberia gi fiu al unui director de liceu gi al unei
femei capabile care conducea o fabrici de sticl5. Dmitri a
invdlat primele nojiuni de gtiin{d de la un prizonier politic
care fusese surghiunit in Siberia. Dar tatdl lui Mendeleev a
murit cind el era adolescent, iar fabrica de sticld a mamei
sale a ars intr-un incendiu curind dupd rnoartea so{ului. Aga
incit, cu majoritatea copiilor ajungi la maturitate, mama lui a
plecat in 1849 in peregrindri prin marile orage ale Rusiei
spre a obline o admitere la colegiu pentru fiul ei cel mai mic.
A reugit acest lucru la Sankt Petersburg, unde Mendeleev a
fost admis la universitate cu sprijinul unui prieten al tatdlui
sdu.
Dupi oblinerea licenlei in 1855, Mendeleev a plecat in
1859 in Franla gi Germania pentru aprofundarea studiilor de
chimie. Acolo a iucrat cu Robert Wilhelm Bunsen (care a
inventatan[torul Bunsen) gi a participat la Prima Conferinfd
Internalionald de Chimie de la Karlsruhe. Puternicele
-
COMeLEXITATE $I ORDINE iU CnWm
argumentalii ale lui Cannizzaro in sprijinul maselor atomice
au stdruit in mintea lui Mendeleev gi dupi intoarcerea la Sankt
Petersburg, unde a inceput sd predea la universitate din I 86i
gi a fost numit profesor de chimie tehnicd in 1866.
Unii savanli ldcuserd presupunerea ci valorile apropiate
ale maselor atomice ar putea fi legate de similitudini ale
caracteristicilor elementelor. Cobaltul gi nichelul, de exem-
plu, au mase atomice atit de apropiate incit cei mai mul!
dintre chimigtii de atunci nici nu le puteau deosebi, iar carac-
teristicile erau foarte asemdndtoare. Dar ipoteza nu a rezistat.
Luafi clorul gi sulful, cu mase atomice de aproximativ 35,5
gi respectiv 32. Unul este un solid galben, iar celdlalt vn gaz
verde - izbitor de diferite. Aqa incit au inceput si caute altd
relafie. Pe la 1861, unii chimigti cochetau de ciliva ani cu
ideea triadelor sau a unor grupuri mici de elemente care
pdreau sd constituie ,,familii", pornind de la proprieteile lor
asemdnitoare. incd din I 817, Johann Wolfgang Dtjbereiner
?ncepuse sd observe unele relalii coerente intre masele ato-
mice ale anumitor grupuri de elemente similare - cu masa
atomicd a elementului din mijloc egald cu media aritmeticd
a celorlalte doud mase atomice. De exemplu, in triada calciu,
stronliu gi bariu, masa atomicd a stronliului (calculate pe
atunci ca fiind 88) era aproximativ media maselor calciului
(a0) 9i bariului (131). La fel, punctul de topire al stronliului
(800'C) se situaintre cel al calciului (851"C) qi cel al bariului
(7 10 'C). Iar calciul este considerat activ in reac{iile chimice,
bariul gi mai activ, iar stronliul - intre ele! Lista felurilor in
care stronliul se situa,,intre" calciu qi bariu nu se oprea aici.
Asemenea relalii in cadrul triadelor intrigau, astfel ci gi alli
savanfi au aderat la aceastl idee.
in 1864, specialistul londonez in chimie industriald John
Alexander Reina Newlands (1837-1 898) a fost primul care
54 55

ISTOKIA STI
a observat cd un tabel al elementelor aranjate in ordinea mase-
lor atomice prezenta un model repetitiv in care ,,al optulea
element, incepind de la un element dat, este un fel de repetilie
a primului, la fel ca a opta notd dintr-o octavi muzicald". El
gi-a numit descoperirea ,,Iegea octavelor", dar atunci cind
gi-a anunlat ideile la o gedinli a chimigtilor, practic i s-a ris
in fa!i. De ce sd nu aranjdm elementele in ordine alfabeticd,
pentru a vedea ce model repetitiv se obline? a intrebat sar-
castic profesorul de fizicd George Carey Foster. Tabelul de
elemente al lui Newlands avea intr-adevdr unele deficiente,
dar in realitate el recunoscuse un model util. George Carey
Foster, degi un ftzician competent, este cunoscut mai ales
pentru aceasti remarcd ironicd - ilustrind faptul cd o idee
gtiinlificd ce pare si nu duci nicdieri astdzi poate duce miine
la noi descoperiri, iar remarcele disprefuitoare se pot intoarce
impotriva celui care le-a formulat. Abia peste douizeci de
ani Societatea Regald ia acordat lui Newlands medalia Davy
pentru opera sa, care mai cuprindea gi organizarea elemen-
telor in ordinea crescitoare a maselor atomice gi atribuirea
cite unui numdr pentru fiecare in conformitate cu pozilia sa
in tabel.
Dar Dmitri Mendeleev a fost cel care s-a jucat cu ideea
de ordine printre elemente in modul cel mai creator gi a dus-o
pind la concluziile cele mai logice. Mendeleev indrdgea jocul
de cdrli numit pasienfl. Apa incit a inscris pe cd4ile de joc
toate elementele cunoscute, simbolurile lor, masele atomice
qi proprietdlile unice. Pe urmd a inceput sd le aranjeze pe
grupuri. $i a constatat cd, dacd aliniezi elementele in ordi-
nea crescdtoare a maselor atomice, caracteristici similare vor
apdrea din cind in cind, separate periodic. De exemplu, a
constatat cd hidrogenul (cu masa atomicd 1 gi cu numdrul I
j)MPLEXTTATE $r ORDTNE iU CArutn
La|,tanide
E@;;tr
Acrinide
!trFl--;f;l
:;;@
Fl-c-FFFI'WFil';I
Tabelul periodic q$a cum aratd qstdzi. Elementele pe fond gri
erau cunoscute chimiStilor la inceputul secolului al XIX-leq: cele
pe fond negru au fost descoperite intre anii lB00 Si 1895.
Elementele cele mai recenl addugate, de la antericiu (Am) la
lawrenciu (Lr) din seria actinidelor, Si elententele cu denumiri
neoficiale kurceatoviu (Ku) Si hahniu (Ha) fac parte dintr-o serie
de elemente sintelice adiiugatd incepind cu 1944, care extindea
listq elementelor cunoscute pind la II2. (Acest tabel, la fel ca
majoritatea tabelelor le aratd doar pe cele 105 acceptate.) Vezi
Anexa 2 pentru o cheie a simbolurilor
pe lista sa), fluorul (al nouilea pe listd) 9i clorul (aflat in
pozilia a l7-a) erau separate de cite opt spalii, asemenea
,,octavelor" lui Newlands, gi aveau proprietili similare. A
incercat sd ingire toate grupurile cu proprietdli similare pe
acelea$i coloane verticale. $i a inceput sd alcituiascd un tabel,
in care masele atomice cregteau incepind cu colpl din stinga
sus spre cel din dreapta jos, iar familiile de elemente erau
aranjate pe coloane.
56 57

rsToRrA 9
Dar marea indrdzneali a lui Mendeleev a fost aceea cd,
acolo unde elementele nu se potriveau in schema de alcituire
a tabelului, a continuatjocul ca pe unjoc de pasienle, dindu-qi
seama cd era posibil sd nu aibd toate cd4ile in mind - poate
cd unele cdrfi rimdseser[ in teancul nedistribuit. Prin urmare,
dacd o cdsufa cerea un element cu anumite proprietili gi nu
exista nici un astfel de element printre cele cunoscute, el
l6sa goluri in tabel pentru elementele rdmase in ,,teancul de
cdr,ti" - adicd acelea care nu fuseserd inci descoperite. Mai
mult decit atit, el a dat chiar denumiri unora dintre ele: eka-
bor, eka-aluminiu qi eka-siliciu. Eka-aluminiul era golul de
pe coloana de sub aluminiu, iar eka-siliciul era cel de sub
siliciu. $i le-a prezis proprietdlile. Lucrarea sa, publicatd in
1869, a fost tradusd imediat din rusd in germani (din punctul
acesta de vedere a fost cu mult mai norocos decit oricare alt
savant rus de dinaintea lui, dat fiind ca lucrdrile ruseEti au
rdmas necunoscute pentrurestui lumii ani de-a rindul, nefiind
traduse). Numai ci in Europa toatd lumea il considera nebun
gi unii chiar il socoteau un mistic rus.
AMPRENTE PENTRU ELEMENTE
in timp ce Mendeleev lucra la tabelul sdu periodic, un
nou instrument minunat igi fEcea aparilia: spectroscopul.
Acesta se va dovedi util nu numai pentru chimiqti, dar ;i
pentru frzicieni qi astronomi.
Ideea a apirut la inceputul secolului o datd cu munca
unui tindr optician, Joseph von Fraunhofer. Fiu al unui geam-
giu, a rdmas orfan de la virsta de unsprezece ani gi a devenit
ucenic la un optician. intr-o zi nenorocitd,intreagaclddire in
care locuia s-a prdbuEit gi a fost singurul locatar care a
supravieluit dezastrului. Dar el era un norocos. Electorul
58 59
: CqMqLEXITATE SI qRDINE iu cururc
Bavariei, Maximilian I, a auzit de tragica intimplare gi i-a
ddruit bani suficienli pentru a-gi incepe propria carierl de
optician.
Fraunhofer qi-a clSdit o reputalie internalionald datoritd
calitafii gi preciziei lucririlor sale, iar prismele gi instru-
mentele sale optice au fost folosite de ciliva astronomi de
marcd ai vremii. in 1814, pe cind testa nigte lentile pe care le
prelucrase, s-a folosit de o prism6, dispozitiv care, aga cum
demonstrase Newton cu un secol mai devreme, putea
descompune lumina Soarelui in culorile spectrale. in timp
ce frcea acest lucru, el a remarcat nigte linii negre ciudate
care pdreau sd puncteze spectrul solar - de fapt, avdzul cel
pulin 600 de astfel de linii, unele mai late, altele mai inguste,
care divizau diferite po(iuni ale spectrului. (Newton, folosind
prisme mult mai rudimentar glefuite, probabil cd nu le-a
observat pentru ci imperfecliunile sticlei le frcea sd apard
ince!ogate.)
Fraunhofer gtia cd fiecare culoare a spectrului este
corelatd cu o lungime de undd unicd. (Undele luminoase pot
fi reprezentate ca o succesiune de creste gi adincituri,
asemindtor valurilor m[rii, iar distan]a dintre doui creste
succesive se numegte lungime de und5.) Lungimile de undi
mai mici se situau spre partea rogie a spectrului, iar cele de
valoare mai mare spre partea violetd a acestuia. Fraunhofer
a observat pozilia liniilor proeminente in spectru, le-a
etichetat de la A la K (aga au rdmas pind in zilele noastre), a
calculat lungimile de undd corespunzdtoare gi a observat cd
poziliile lor in spectru rimin mereu aceleagi. Ciudatele linii
negre pireau sd reprezinte un fel de cod. Era cert cd aveau o
semnificalie. A incercat sd foloseascd diferite surse de lumin[-
lumina directi a Soarelui gi lumina reflectatd a Lunii gi a

ISTORIA STII
planetelor, ba chiar Ei lumina stelelor. E,l a constatat cd fiecare
stea pd.rea sd lase un cod dil'erit, o amprenti specificd. Dar
nimeni nu putea sd descifreze codul, iar Fraunhofer a murit
in 1826 de tuberculozd.,la numai 39 de ani, fdrd mdcar sd
afle semnificalia ,,liniilor Fraunhofer", care ii poarta numele.
O jumdtale de secol mai tirziu, o echipd de fizicieni de
la Universitatea din Heidelberg - Guslav Roberl Kirchhoff
qi Robert Wilhelm Bunsen - a construit un instrumenl pe
care l-a denumit spectroscop, in care lumina trecea printr-o
fantd ingusld inainte de a traversa o prismd. Fanta controla
sursa de lurnini gi, ca urmare, diferitele lungimi de undi erau
elalate in mod diferit gi, vizualizate pe fondul unei scale,
deveneau rnult mai uqor de dilerentiat gi interpretat,
Folosind arzitorul special inventat de Bunsen, care didea
o lumind proprie foarle slaba, Kirchhoffgi Bunsen au incdlzit
diferite substante chimice pind 1a incandescenfi (temperatura
la care emiteau lurnind) gi au observal cd fiecare substanld
chirnici emitea propria configuratie distinctivl de linii
colorale. Vaporii de sodiu, de exemplu, adugi la incan-
descenti, produceau o linie galbena dubla (dublet): era
amprenla sodiului. Din momentul in care amprentele spec-
lrale ale tuluror elementelor erau cunoscute, orice minereu
sau material compus - de fapt, orice subslan{a - putea fi
incdlzild, iar componentele sale puteau fi analizate in acest
fel. Mai muit decit atit, spectroscopul putea obline amprentele
unor cantitd!i extraordinar de mici dinlr-un element oarecare.
Kirchhoff ;i Bunsen gi-au lEcut publicd inventia pentru
pnnra oard la 27 octombrie 1859, iar spectroscopul, in mod
inevitabil, a incepul sd descopere noi elemente, unul dupd
altul. Cesiul, numit astfel daloritd liniei sale spectrale albaslre
60
6l
: CoMzLEXITATE gI IRDINE iu cururc
distinctive*, a fost descoperit la l0 mai 1860. Rubidiul,
denumit dupi liniile rogii care irtrddeazd prezenla**, a fost
descoperit in anul urmdtor. O noud serie de elemente a inceput
sd-gi facd aparrqia.
Apoi, in 1875, chimistul francez Paul Emile Lecocq de
Boisbaudran a gdsit o linie spectrald, pe care nu o mai
observase pind atunci, intr-o bucatd de minereu de zinc din
munlii Pirinei. Fiind unul dintre prirnii care au pdtruns in
noul domeniu pasionant de cercetare, dupd cdutdri asidue pe
parcursul a 16 ani, tatd cd a reugit sd descopere un nou
element. L-a numit galiu, dupd numele latinesc al Franlei
(sau poate dupd propriul nume, cdci Lecocq inseamnl in
francezd,,cocog", in latind gallus). Cind Mendeleev a citit
descrierea noului element, a fost extrem de bucuros. Gaiiul
avea aproape aceieagi proprietdli ca gi cele prezise de el pentru
elementul eka-aluminiu! Noul element gi-a gisit cu ugurinfd
locul in tabelul periodic Ai dintr-o datd lumea a inceput s5-1
ia mai in serios pe Mendeleev. Puternicul instrument al
spectroscopiei a devenit celebru.
Un alt element, scandiul (de la Scandinavia), de scoperit
in 1879, s-a potrivit aproape perlect in locul iirsal de
Mendeleev pentru eka-bor. Iar in 1886, cind elemcntr"rl
gemaniu (de la Germania) a fost descoperit, a con-rpletat
locul ldsat pentru eka-siiiciu. Legea de periodicitate a lui
Mendeleev a fost in sfirgit acceptatd de majoritatea oamenilor.
in maniera oricirui savant serios, el sesizase ordinea ttattrralS
acolo unde pdrea sd domneascd haosul.
Dar nimeni nu gtia de ce exista aceastd ordine sau
periodicitate. Pentru asta era nevoie de cunogtinle legate cle
*De la latinescul caesitutt, care inseamni albastru-cenugiu (n.tr.).
**Dc la latincscul rubid(us), carc inseamn'a ro5u (n.tr).

ISTORIA STIINTEI
nucleul atomic q;i de structura acestuia, iar in secolul al
XIX-lea oamenii de gtiinla nu erau incd pregltili sd renunfe
la ideea ci atomii cu care lucrau erau indivizibili. $i totuqi,
dupa felul in care numirul de elemente creqtea intruna, chi-
miqtii pireau sd fi ajuns tot mai departe de acele citeva
cdrdmizi constituente simple pe care porniserd sd le caute.
Numdrul elementelor avea sd depdgeascl in curind cifra 90.
(Iar in secolul XX, acest numdr va cregte, o datd cu noile
elemente create de specialigtii in chimie nuclearS, pina la
I12. $i numdritoarea continud.)
in ultimii cinci ani ai secolului, Robert John Strutt, care
a devenit celebru caftzictansub nutnele de baronul Rayleigh,
qi asistentul sdu, chimistul scolian William (ulterior Sir
William) Ramsay, au repetat un experiment efectuat pentrtt
prima oard cu un secol in urmd de cltre Henry Cavendish,
folosind de data asta spectroscopul. in felul acesta ei au
descoperit argonul, iar in anii urmdtori Ramsay a descoperit
heliul gi, impreund cu Morris Travers, gazele inerle (complet
ne-reactive) neonul, kriptonul qi xenonul. Pentru acestea nu
mai rimisese nici o cdsuli liberd in tabelul lui Mendeleev.
Sd fi insemnat asta pribugirea edificiului'/ Nu, rdspunsul era
sirnplu: marele jucdtor de cdr,ti siberian nu era un clarvizdtor;
el lisase liberd o intreagd coloand in partea dreaptd a tabelului,
qi acesta este locul unde aceste elemente s?nt aSezate astlzi.
NA$TEREA CHIMIEI ORGANICE
in timp ce Dalton, Davy gi Mendeleev reugeau sd revo-
lu{ioneze chimia anorganic[, un ait domeniu, 9i mai confuz,
sut-erea o transformare important5. In 1807, Berzelius a
denumit clasa de substanle care iqi aveau originea in lucrurile
vii -- organice, iar pe celelalte le-a numit anorganice.
: COII7LEXITTE SI ORDINE iw CatutS
Subslar-rtele organice, susfinea el, lunclioneazi dupd legi total
dil-erite f aln de rudele lor anorganice, ;i par sd fie exlretn de
diferite in muhe privinle. Majoritalea oamenilor de gliin{a.
inclusiv Berzelius, presupuneau cii aceasti diferenla provine
de la prezenla unei aga-zise lb4e ,,vitale" care leagd subslan-
lele organice de materia vie sau l-os1d vie in care se gdseau.
$i nirneni nu reuqis.e sa creeze un corlpus organic pomind
de la substanle anorgirnice. Iar Berzelius susfinea cri tiitreui
nu va reugi vreodatd.
$i iatd ca inlr-o zi a anului 1828, Friedrich Wohler,
studerrl iil lui Berzelius, lucra in laboratorul siiu la o problcnii
in legnturii cu ciirnurile, cind a inclilzrt o cantitate de cianal
de anroniu. Rezultatul obfiltut l-a uluit: produsese un conrpus
care irrila exact ca Llreea. Acosl lucru pirea extrem cle
inrprobabil, dat fiind ci ureea, componentd a urinei, este
pnncipalul reziduu azolos al mamiferelor, fhrd indorala de
naluni organici. Sceplic, Wohler a teslat substanta pe care o
obtinuse . Era uree firi doar 5i poirte. 1r pe22 februarie I tl28
el l-a anuntal pe Berzelius cd oblinuse un compus organic
dintr-un compus anorganic.
llcrzelius, care nu se lisa ugor convins, a argunleltlal cd
cianalul de amoniu poate fi considerat o substanld organicd,
qi nu uuir enorganic[. Aya incit descoperirea lui Wohler poate
sei lle carii incerti; aceastd realizare i-a provocal irrsi pe aili
chimiqti sil incerce qi alti cornpugi anorganici. gi au constalat
ci, de lap1, compugii organici pot li sinlelizai din materiale
anorganice. Apoi, in 1845, Adolph Wilhelm Hermann Kolbe
a reugit pentru prima oard sd sintettzeze un compus orgauic
(acidul acetic) direct din elemente chimice. in definitiv, poate
cI lo(a ,,vitalA" nici nu exista.
Dar dacd nu exista, atunci de ce a descoperit
Jean-Baptiste Biot, in 1U15, cd artunci cincl proclucea acid
62

ISTORIA 9TIINTEI
tartric in laborator, acesta nu polariza lumina (restringerea
vibrafiilor lransversale ale undelor luminoase intr-o singurd
direclie), in vreme ce acidul lartric produs de struguripolariza
lumina? Cele doud loturi de acid aveau aceleagi componente,
in aceleaqi proporlii, aceeagi lormulS chirnici. Ahe asetnenea
perechi au lbst descoperite de Justus von Liebig 5i Wohler
intre anii 1820 gi 1830. Iar?n 1830, Berzelius a dat numele
de izomeriperechilor de compuli care au acelea;i tbrmule
chimice, dar se contpofti di1-erit. ,.Chimia organici", ii scria
Wohler, uluit, lui Berzelius in 183-5. ,,imi creeazd impresia
unei paduri tropicale primordialc. plinii de lucruri dintre cele
mai remarcabile".
Louis Pasteur, cu care nc i'om loinlilni p,: parcursul
acestei cdrli, a inregistriil prilnul s;Ltcces in domeniul chimiei
atunci cind s-a ocupat de problema ciudati descoperiti de
Biot in legdturi cu izomerii acidului trar1ric. Pasteur a incercat
sdrzoleze cristale singulare ale izomerului produs in laborator
gi a constatat cd acestea polarizau de fapt lumina. Unele
polarizau intr-o direclie, altele in direc{ie opusd. in 1844 a
gdsit un rlspuns. Cele doud tipuri de cristale i;i anulau
reciproc acliunile in substanla oblinuta in laborator, acesla
fiind motivul pen1ru care se constata cd substanla in intregul
ei nu polariza lumina.
in acelagi timp, formulele structurale ale lui Kekul6 ii
ajutau pe chimigti sd inleleagd ce se intimpld in unii din ace;ti
compuqi organici complecgi, dintre care unii aveau legaturi
duble qi lriple, pe care sistemul lui Kekul6le putea prezenta
cu liniule duble sau triple. Izomerii puteau sd aiba aceiaqi
atomi in aceleaqi proporfii, insi agezali in mod diferit. De
exemplu, alcoolul etilic poate fireprezentat astfel:
61 65
coMPLEXITTE;r ORDINE ir'r Cmnrrc
HII
rlH-C-C-O-H
ttHII
Iar eterul dimetilic, care are acelagi numdr de atomi de
hidrogen, carbon gi oxigen, poate fi reprezental astfel:
I1 H
tlH-C-O-C-H
llHlI
Kekul6 a ardtat in 1858 c.I atomii de carbon se pot
combina direct inlre ei (spre deosebire de majorilatea
celorlalli atomi), formind lanluri lungi Ei complexe. De
asernenea, spunea el, atomii de carbon au valenla patru - cu
alte cuvinte, ei se combini intotdeauna cu exact patru alli
atomi. $i a afirmat rispicat cd, studiind produsele obfinute
in urma unei reaclii, se pot trage concluzii cu privire la
slructura unei molecule organice.
in 1861, Kekul6 a publicat primul volum al manualului
sdu de chimie organici, ?n care a rezolvat o controversi
incilcitd gi care ddiriuia de multi vreme. El a definit mole-
culele organice pur qi sirnplu ca fiind acelea care conlin
carbon, iar pe cele anorganice ca acelea care nu conlin atomi
de carbon. Nu a frcul nici o referire la problema substanlelor
vii sau foste vii. A fost o lovituri datd ideii cd moleculele
organice ar contine cufilva o ,,fo(d vihle" nedeliniti qi a
ol-erit o modalitate noud gi utila de abordare a chimiei
organice.

ISTORIA STI
MATERIALE EXPL OZTV E, VO PS ELE,
PARFUMURI $I MATERIALE PLASTICE:
DARURI ORGANICE PENTRU INDUSTRIE
Pornind de Ia unele materii prime diferite precum
cdrbunele, apa gi aerul, mai multe ramuri lucrative ale indus-
triei chimice au apdrut in secolul al XIX-Iea: materiale
explozive, vopsele, parfumuri gi materiale plastice.
Primul malerial exploziv sintetic, nitroceluloza, a lost
descoperit printr-o purd ?ntimplare de cdtre Christian
Schonbein in I 846. intr-o zi, pe cind lucra in laborator, el a
folosit gorlul soliei sale pentru a $terge niqte substan{e
chimice - probabil acid sulfuric Ai azotic. $o4ul - ale cdrui
fibre de celulozi s-au combinat spectaculos cu acizli - a
explodat brusc gi a dispdrut. in primii ani de ulilizare,
nitroceluloza a provocat multe decese prin explozii premature.
O rudd a nitrocelulozei, nitroglicerina, a fost descoperitd
tot in 1846. Foarte volatild gi instabild, se folosea la constru-
irea tnnelurilor gi Ia demoldri, uneori clrezultate dezastru-
oase. S-au gdsit procedee de ,,imblinzire" a ambelor
substanle, astfel incit sd poatd fi folosite in condilii de sigu-
rant[, iar mat enalele rezl ltate s-au numit cordita gi, respectiv,
dinamita. Utllizarea acestor materiale explozive moderne a
adus transformiri de amplo are in c onstruirea mari lor proi ecte
ingineregti cum ar fi goselele, podurile, tunelele gi digurile,
precum gi in minerit.
O altd ramurd a industriei chimice a fost infiinlatd dintr-o
intimplare datoritd englezului William Perkin, un deceniu
mai tirziu, in 1856, o dati cu descoperirea unei vopsele pe
: IzMqLEXITATE gI zRDINE iu cnrurc
bazd, de anilini care producea culoarea mov. De fapt, el
incerca si oblind chinina sintetici (folositi in tratamentul
malariei), dar in scurtd vreme vopseaua de culoare mov l-a
imbogSlit. Perkin a constatat cd anilina nu era disponibild pe
piala liberd. Aga incit a fabricat-o din benzen, a cdrui structurd
avea sd fie in curind descifrati de Kekul6' Colegul 5i
profesorul sdu, germanul August Wilhelm von Hofmann' a
descoperit in anul urmdtor cum se poate obline o vopsea de
culoare magenta, iar Germania a devenit in scurt timp sediul
unei foarte prohtabile industrii a vopselelor chimice. O sub-
stanli cristalini de un rogu-portocaliu a fost sintetizati in
Germania de Karl Graebe in 1868, urmatd de indigo, sintetizat
in 1880 de Adolf von Baeyer. (Ca un soi de profit colateral
pentru gtiin{d, biologii au constatat nu dupl mult timp cd
unele celule vegetale qi, mai ales, animale erau mai ugor de
studiat la microscop atunci cind erau colorate cu unele dintre
aceste vopsele.) Graebe a contribuit la inlelegerea structurald
a moleculelor organice extinzind inelul benzenului descifrat
de Kekul6 la structura naftalinei, iar Baeyer a formulat
structura indigoului in 1883.
in 1875, Perkin a dat din nou lovitura producind primul
ingredient de parfum sintetizat, cumarinS, iar ?n urma acestei
descoperiri s-a ndscut o noud mare industrie.
in acelaqi timp, in secolul al XIX-lea a inceput 9i pro-
duclia de materiale sintetice, o datd cu sinteza celuloidului.
Chimistul englez Alexander Parkes a fost primul care a
convertit nitroceluloza explozivl intr-o substangd utilS ne-
explozivd (chiar daci inflamabild), in 1865. La scurt timp
dupd aceea, inventatorul american John Wesley Hyatt incerca
sd obfind un material pentru bilele de biliard, intr-o vreme
cind acestea se fbceau din fildeg, gi astfel a imbundtdlit celu-
67

ISTORIA STIINTDI
loidul lui Parkes. Chimigtii americani qi englezi au dominat
domeniul materialelor plastice pind in zilele noastre, iar in
secolul XX au fost inventate foarte multe tipuri gi varietdfi,
de la textile precum raionul, nailonul gi poliesterul, la mate-
riale plastice solide, cu proprietiti de tumare, folosite in orice,
de la fumituri pentru instalalii sanitare pini la periu{e de
dinti, qi de la inlocuitori pentru sticli la perdele de baie.
APUCIND INELUL
Pentru chimia organicd o altd problemd rdminea in
picioare. Nimeni nu reugise sd explice structura benzenului
(C6H6), un produs al gudronului de cdrbune descoperit de
Michael Faraday in 1825. Desigur, chiar gi IEra sa cunoascd
structura benzenului, William Perkin gi allii care s-au ocupat
de sinteza vopselelor au frcut progrese importante. Dar
nimeni nu putea ardta cum se potriveau acegti atomi unii cu
allii intr-un fel care sd explice cum se combina in mod tipic
aceastd moleculd.
Pe urmi, intr-una din zilele anului 1865, dupi cum avea
sd scrie ulterior Kekuld:
Stdteam Si,scriam ceva pentru marutalul meu;
dar nu eveam spor pentru cd gindurile imi
zburau fn altd parte. Mi-am fntors fotoliul spre
Semineu Si am alipit. Din nou atomii imi dansau
infala ochilor. De data asta, grupurile mai mici
se menlineau cu modestie pe fundal. Ochiul
minlii mele, devenit mai sensibil in urma ocestor
viziuni repetate, putea distinge acum structurile
mai nmri, alcdtuite din conformalii suprapuse:
])MPLEXTATE $r ORDINE iN CHIMIE
Siruri lungi, uneori mai strtns potrivite unele cu
altele, toate se wtduiau ;i se rdsuceau tntr-o
miscare Serpuitoare. Dar deodatd, ce sd vezi?
(Jnul dintre serpi Si-a prins propria coadd Si
forma a fnceput sd se rdsuceascd provocator in
fala ochilor mei. M-am trezit brusc, parcd
striifulgerat; Si de data asta mi-am petrecut restul
noplii elaborind consecinlele acestei ipoteze.
Kekul6 a descoperit astfel ceea ce ast[zi numim inelul
benzenului, o molecul5 compusd din moleculele de carbon
gi hidrogen ale benzenului aranjate nu intr-un lan! deschis,
ci intr-un hexagon inchis, cu legituri simple 9i duble intr-o
oscilalie rapidd.
Un chimist olandez, Jacobus Van't Hoff, a translatat
multe dintre ideile structurale ale lui Kekul6 in modele
tridimensionale, cate au slujit la clarificarea unei bune parfi
a chimiei organice, inclusiv a enigmei izomerilor la care
lucraseri Biot gi Pasteur. Ideile structurale ale lui Kekul6 au
adus ordine in chimia organicd, acolo unde la inceputul
sscolului domnea o confuzie incredibild, iar datoritd
numeroaselor perfecliondri suferite de atunci, ideile lui ii
cilduzesc Ai astdzi pe chimiqti in hnligul de sinteze 9i oferd
un model devrntalizar:e a moleculelor organice gi de prediclie
a reacliilor acestora.
Pentru chimie, secolul al XlXlea a reprezentato perioadd
de productivitate extraordinari. Doud instrumente noi 9i
importante, electricitatea gi spectroscopia, au oferit chimiq-
tilor modalitA! de manipulare gi observare a materialelor 9i
au transformat aceastd gtiinld in acelagi fel in care telescopul
transformase astronomia, iar microscopul - biologia. Numd-
68 69

Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3)

Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3)

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3)

Similar to Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3) (20)

More from Robin Cruise Jr.

More from Robin Cruise Jr. (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (15)

Ray spangenburg diane k. moser - istoria stiintei (vol.3)