Сотворение периодического стола

По-русски слово «таблица» имеет лишь одно значение — способ структурирования данных, раскладывание их по ячейкам, которые объединены в ряды и колонки. Не так в английском языке, где слово table означает и таблицу, и стол. Как правило, это не приводит к конфузам, всегда понятно, какой именно table имеется в виду. Однако нет правил без исключений. Вот, например, щвейцаро-американец (или американо-швейцарец, пресс-релиз премии не дает подробностей) Теодор Грей получил Игнобелевскую премию по химии 2002 года за четырехногую периодическую таблицу.

Все фото : Theodore Gray

Однажды Грей читал книгу Оливера Сакса «Дядя Вольфрам», в которой описана история семьи потомственных химиков. И ему встретилось упоминание про periodic table display, которым автор в юности любовался в Кенсингтонском музее науки. «Периодический стол. Странно, какой такой периодический стол? — задумался Грей. — Ах, не стол, а Периодическая таблица на стене музея, вот оно что». Однако было поздно — идея сделать периодический стол запала ему в душу, тем более что в компании «Wolfram Research», сотрудником которой он был, как раз не хватало большого стола для собраний его рабочей группы по созданию пользовательского интерфейса для программного средства «Mathematics». Кстати, эта компания, основанная в 1987 году Стивеном Вольфрамом, известна созданием языка программирования Вольфрам, который позволяет сочетать вычисления на локальном компьютере с облачными вычислениями, единообразно оперировать самыми разными объектами — от чисел до потоков цифрового видео, программировать же так, будто пишешь на естественном языке.

«Конечно, я бы никогда не стал делать периодический стол, если бы в моем распоряжении не оказалось пантографического гравировального станка. Я его купил по случаю на распродаже имущества местной больницы — он обошелся в 50 долларов при исходной цене в 1700», — вспоминает Грей. Такой станок за счет чистой геометрии позволяет копировать изображение с увеличением либо с уменьшением. Для этого на одном конце коромысла пантографа крепится иголка — она двигается по углублению в шаблоне, а на другом — рисующее устройство, которое при перемещении воспроизводит в некотором масштабе путь, пройденный иголкой.

Пантографичский гравировщик и пластинка с готическим шрифтом, с помощью которых были нанесены надписи на деревянных панелях периодического стола

Это был не первый опыт Грея по изготовлению офисных столов. Первым был так называемый треугольный стол. Затевая реконструкцию офиса, Грей решил дополнить интерьер красивой мебелью. К сожалению, каталоги офисной мебели представляли сплошное уродство, а на дизайнерскую цены оказались столь неправдоподобно завышенными, что не имело смысла рассматривать варианты. Ничего не оставалось, как временно переквалифицироваться из программиста в столяры. Стол должен был стоять перед двумя диванами и не занимать слишком много места, вот и пришла идея сделать его треугольным. Грей был человеком запасливым — когда-то купил на аукционе большую партию брусков из грецкого ореха размером 2х8 дюймов, и эти бруски лежали у него в сарае. Вот из них, пользуясь найденным в Сети руководством по сборке треугольных столов, он изготовил столешницу, ножки и все прочее, что нужно для данной конструкции, украсившей быт программистов.

Однако в случае с периодическим столом задача была гораздо сложнее хотя бы потому, что никакого руководства пользователя для решения подобной задачи к моменту начала работ не существовало, до всего приходилось доходить своим умом, причем два дня в неделю и в компании трехлетних помощников.

Будущему лауреату сразу же стало понятно, что каждой группе элементов должен соответствовать свой тип дерева, в какой-то степени вызывающий ассоциации со свойствами элементов этой группы. Столь же очевидным было, что на изготовление основы пойдут уже упомянутые бруски орехового дерева, поскольку они все еще были в избытке. Гравировальная машина могла иметь дело с небольшими и достаточно тонкими кусками дерева, поэтому столешницу пришлось делать наборной, из отдельных панелей — по одной для каждого элемента. Поначалу Грей хотел приклеить эти панели на заранее собранную столешницу, но потом подумал, что это плохая идея — из-за колебаний влажности и температуры тонкие панели, да еще из разных сортов дерева, несомненно, станут коробиться, и вся красота очень скоро покроется трещинами. Тогда появилась идея не закреплять панели в ячейках, а разместить их в специально выбранных углублениях единой столешницы. После этого созрело окончательное решение: проделать под панелями углубления, в которые можно положить образцы соответствующего элемента. Панель в этом случае становилась крышкой хранилища.

Идея хорошая, но для этого ведь надо как-то просверлить достаточно большие отверстия в твердой древесине, и нужно их по меньшей мере 120. Занятие для людей трудолюбивых, обладающих сверлильным станком. Станок-то у Грея имелся, но небольшой, целый брусок в него не засунешь. Поэтому он решил бруски распилить на отдельные ячейки — для каждого элемента свою — и работать с ними индивидуально. Потом пришла очередь инструментов. Грей в своих воспоминаниях отмечает, что он сторонник религии, которая запрещает работу неэлектрическим инструментом — только быстрые и мощные механизмы позволяют не тратить попусту драгоценное время. Позиция мастеров, которые могут работать только пилой, каждый зубчик цепи для которой заточен лично каким-нибудь мастером точения пил Ибечи Яматути, ему не близка.

Периодический стол в процессе изготовления и некоторые его детали

В общем, закипела работа. Сто двадцать ячеек для хранения элементов — это большой объем отходов: на фотографиях, которые Грей выложил на свой сайт, видно, как его малолетние помощники резвятся в кучах ореховых опилок и стружек. В общем, бруски порезаны на квадратики, в каждом просверлено трехдюймовое отверстие, затем фрезой выбрано квадратное углубление — и заготовки для стола готовы. Грей наклеил ячейки на столешницу и стал подбирать материал для изготовления панелей — для человека, работающего с деревом, это примерно как для ценителя коньяка оказаться на дегустации элитных напитков. Благородные газы символизировал клен, спиленный на участке соседа, — тот бы не простил, если б такое дерево использовали на что-то менее благородное. Для переходных металлов — их в таблице больше всех, целых 40 штук — Грей выбрал белый дуб. После этого логично было взять красный дуб для редкоземельных элементов. Водород — элемент особенный. Нет для него ничего более подходящего, чем эбеновое дерево. К сожалению, у Грея был лишь один кусочек такого дерева, который он в свое время выменял на бутылку алкидного лака. «И о чем я тогда только думал, надо было брать два», — горестно рассуждал Грей: водород ведь ставят и над литием, и над фтором.

Чтобы продемонстрировать идею легкости щелочноземельных элементов, подошла отнюдь не легкая береза. Так уж получилось. Щелочные металлы часто хранят в мутных банках с маслом, поэтому для них подошел тик — такого же цвета, как машинное масло. Символом металлов главных подгрупп стала вишня, она столь же хорошо обрабатывается и такая же гладкая, как металлы. Прекрасным дополнением к вишне оказались красноватые кусочки гавайской акации коа — ее Грей выбрал для панелей металлоидов. Оставались галогены. На них пошло кентуккское кофейное дерево — оно звучит столь же особенно, как и галогены, а кроме того, его удалось купить по случаю совсем дешево.

Но вот ячейки и панели сделаны, отполированы, пропитаны маслом, и пора переходить к гравировке. Тут не может быть ошибок — ничего исправить будет нельзя. Пришлось провести небольшое исследование, ведь и плотности, и температуры плавления и многое другое у одних и тех же элементов в разных справочниках несколько различаются. Еще одна проблема — названия. Американский aluminum или британский aluminium? Сорок первый элемент — ниобий или колумбий? Грей решил выбрать те названия, которые прижились на американском рынке.

Но когда все было готово, появилась еще одна сложность: у шрифтов, прилагавшихся к пантографу, все буквы прописные, шрифты со строчными стоят очень дорого. А в символе элемента — и строчная, и заглавная. Как быть? Неужели весь труд насмарку? И тут происходит чудо: Грей внезапно узнает, что неподалеку прикрывает свой бизнес ювелир, у которого есть коллекция бронзовых готических шрифтов с большими и маленькими буквами. Грей приобрел ее за 10 долларов, а новая она стоила 400. Так вышло, что элементы на периодическом столе обозначены готическими буквами. Как видно из фото, шрифт — это пластинка, на которой выгравирована буква. Игла пантографа двигается внутри этой буквы, а устройство на другом конце гравирует ее увеличенный образ.

И вот работа закончена. В неиспользуемых ячейках расположились панели с легендой — благодаря им, зная дерево, можно легко найти группу элементов, а зная химию — определить дерево. Ну а не зная ничего, ничего и получишь.

Периодический стол прочно занял свое место в офисе программистов

Готовый периодический стол нужно было наполнить образцами. Грей отмечает, что даже представить себе нельзя, какое множество элементов можно выделить в чистом виде из товаров, которые продаются в супермаркете. Медь и алюминий — из проводов, свинец — из рыболовных грузил. Дело это оказалось таким увлекательным, что сейчас в коллекции Грея 2379 образцов, 471 минерал, 14 рассказов, 1711 вращающихся изображений, 1536 картинок, 78 видео и 47 звуков, которые так или иначе касаются 118 элементов.

Как только он стал выкладывать сведения о растущей коллекции в Сеть и получил в 2002 году признание от Игнобелевского комитета, оказалось, что у периодического стола имеется немалая аудитория. Грей стал вести ежемесячную колонку в сетевом «Popular Science Magazine», вступил в альянс по изготовлению высокотехнологичных дисплеев для музеев, занялся продажей оптом и в розницу образцов элементов и их наборов, а также изготовлением и распространением фильмов и постеров об элементах Периодической системы Менделеева. Кстати, в октябре 2018 года Теодор Грей планирует принять участие в Московском фестивале науки.

Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 4/2018) на с. 48 — 50.