Lingura care dispare de Sam Kean prin ochii lui Codruț Nicolau

Stai puțin!

Ce caută o carte care pare să aibă ca subiect tabelul periodic al elementelor pe un blog de business? 

Este vreun moft personal? Înainte să spun că NU, cred ca e corect să mărturisesc că dacă aș putea da timpul înapoi, probabil ca aș schimba unele lucruri și nu aș mai face la fel de multe prostii. Sau, mai mult ca sigur, aș face alte greșeli. Dacă însă aș putea să redevin învățăcel (ceea ce nu e chiar foarte greu cu un copil la școală), as învață mai multă chimie... Pentru că tot ceea ce este, tot ceea ce ne înconjoară este doar un imens puzzle de elemente care se combină. 

Dar cartea de față este cu mult mai mult. Cartea este, de fapt, o nesfârșită... poveste. Câteodată serioasă, de cele mai multe ori simpatică, câteodată tristă, altă dată neobișnuită, însă de fiecare dată interesantă și fascinantă. Și are legatură cu businessul pentru că mereu povestește despre o idee, o viziune si despre o transformare (graduală sau în salturi majore). Și vorbește despre ceva des întâlnit în afaceri: erorile. 

Erorile științifice nu au însă întotdeauna rezultate negative. Cauciucul vulcanizat, teflonul și penicilina au fost toate niște greseli. Camillo Golgi a descoperit contrastarea cu osmiu, o tehnică prin care sunt făcute vizibile detaliile neuronilor, după ce a vărsat accidental soluție de osmiu pe o mostră de țesut cerebral. Neîndemanarea norocoasă și gafele, pur și simplu, au propulsat dintotdeauna progresul științific. Așa o fi și în business? :)

Și mai este o legătură cu viața de zi cu zi – căutarea unei... scurtături. Domnul Mendeleev a „inventat” tabelul pentru că a cam lenevit, în loc să scrie cartea pentru care primise banii deja în avans și, pentru că intrase în criză de timp, s-a gândit că în loc de nenumarate pagini descriptive, să structureze informația într-o formă sintetică – cum altfel decât un... tabel. 

Personajele principale din carte sunt, pe rând, fie elementele, fie oamenii (chimiștii care le-au descoperit), iar contextul este urmărit din perspectiva istorică, profesională, al utilității (sau futilității) descoperirilor și aplicării practice. Întotdeauna exista o tușă profund umană în spatele fiecărei istorii, ceea ce dă cărții farmecul unei adevărate povești de aventuri. 

Dar, înainte de toate, cartea este un elogiu al curiozității, a dorinței de a afla, de a discerne cum apar proprietățile noi, aproape miraculos, "în clipa în care atomii mici si proști se autoasamblează în structuri mai mari". Aspectul cu adevărat fascinant al chimiei este că "adesea părțile nu tradează niciun indiciu privind întregul", iar unul dintre cele mai mari mistere ale omenirii este cum de ia naștere viața din câteva particule inerte și inconștiente din tabelul periodic. 

„Trageți o gură de aer. Perfect. Acum inspirați din nou adânc. Bravo. Ați tras pe nări o combinație de azot și oxigen numai bună. Dacă ați respira doar oxigen, fără azot, corpul s-ar simți și mai bine, dar ar trebui să stați foarte vigilenți, deoarece în lipsa azotului din aer, orice scânteie, cât de mică, s-ar transforma într-un foc de nestins. Pe de altă parte, dacă ar fi doar azot în aer, ați cădea pur și simplu din picioare. Și gata.” 

Cartea acoperă o gramadă de domenii la care vă puteți gândi și vorbește despre elementele chimice cu care interacționează subiectul. De exemplu... banii.  Ați auzit de elementul chimic “europiu”? Eu nu. Însă pare că este spaima falsificatorilor. Uniunea Europeană folosește acest element în cerneala bancnotelor sale, după o rețeta secretă (chimiștii care respectă legea pot doar sa presupună ce conțin pigmenții fluorescenți cu ioni de europiu). Euro se pare că este cea mai sofisticată bancnotă creată vreodată. Europiul pare șters în lumina vizibilă, dar sub un laser special, cerneala minune se activează.

Dar care este cel mai scump element chimic de pe planetă? Gram pe gram, cel mai valoros element care poate fi cumpărat în mod legal de orice persoană este ... rodiul. In 1979, în mod simbolic, pentru a da ceva mai mult decât un “simplu” disc de platină, Guiness Book i-a oferit un disc de rodiu lui Paul McCartney, ajuns muzicianul cu cele mai mari vânzări din istorie.

Pe de altă parte, una dintre cele mai mari căderi de preț din istorie, a fost prețul aluminiului - de la 1,100 USD / kilogram înainte de 1850 la sub 1 USD / kg la începutul secolului XXI, și asta datorită unui chimist care a fost primul care a reușit să separe aluminiul (domnul Hall, chimistul, s-a și îmbogățit datorită firmei pe care a înființat-o - Aluminum Company of America). Optzeci de ani mai târziu, ceva similar s-a întâmplat în revoluția semiconductorilor. 

Mărturisesc că până să citesc cartea asta nici nu mi-am pus vreodată problema “supraconductibilității”. Explicația m-am gândit că este atât de complicată, mult peste nasul meu, dincolo de capacitatea de a o înțelege, încât nu mi-am pus niciodată problema să o aflu. Las-o așa, de ce să ne mai batem capul. Electricitatea circula practic în continuu prin supraconductori, fără întrerupere și basta. 

Citind cartea asta, veți descoperi că explicația este atât de simpla și de interesantă, aproape la fel de interesantă ca povestea celui care a descoperit-o și care a avut nevoie să câștige trei premii Nobel ca să reușească să ajungă la Stockholm și să-și ridice premiul (prima dată, a aflat că a câștigat ... la radio, era în bucătărie acasă unde făcea o omleta, pe care a și scăpat-o pe jos, a doua oară când a câștigat, a ratat evenimentul pentru că a rămas blocat în garaj, neputând să deschidă ușa nou instalată, și așa mai departe). 

Știți că lumina călătorește cu cea mai mare viteză din univers, atingând fascinanta viteză de 300,000 de km pe secunda în vid? Dacă vi se va părea fascinant că sodiul (Na) o poate încetini pana la 60 de km pe oră (viteza cu care conduceți de obicei cu mașina prin oraș) atunci așteptați și povestea aiuritoare care explică banal de simplu cum funcționează laserele folosind exemple cu vizitatori care se plimbă cu lifturile. În viața mea nu am avut sentimentul că lumea în care trăim are o explicație atât de simpla, dacă ai povestitorul potrivit. 

Veți afla, bineînțeles, cum principiul incertitudinii a lui Heisenberg este atât de ușor de interpretat greșit - dar, odată înțeles corect, devine un instrument incredibil de puternic de creare a unor forme de materie noi. Dacă o să cad pe gânduri din când în când, să nu mă întrebați la ce mă gândesc, vă rog. Mai ales că, așa cum spunea, domnul Bertrand Russel, „viața mintală bogată a ființelor umane, sursa întregii lor glorii și a unei bune părți din suferință, este 100% de natură chimică. Suntem tabelul periodic din creștet până-n tălpi”. Eu unul, habar n-aveam că stările de agregare ale materiei sunt atât de posibil instabile și că sunt mult mai multe decât cele patru/șase pe care le învățam la școală (solidă, lichidă, gazoasă și plasma până pe la liceu, plus încă doua amărâte învățate la unele facultăți - plasma quark-gluonică și materia degenearată). Și am înțeles, în sfârșit, care era motivația percepției noastre solid/lichid. Atomii care alcătuiesc materia stau la depărtări vaste unii de alții, însă vartejurile de electroni din jurul lor le imprimă atât lor, cât și simțurilor noastre grosiere, iluzia persistentă a solidității. 

Poate sunteți pasionați de gastronomie. Care sunt cele 4 gusturi pe care le simțim cu limba? Dulce, sărat, amar, acru. Superb, doar ca sunt 5 de fapt - mai e unul - "umami" = gustos (descoperit de un japonez, umai = gustos), care îți permite să simți gustul proteinelor din alimentele savuroase (șuncă, brânză etc). Ingredientul principal e glutamatul monosodic, iar japonezul a făcut și ceva bănuți după ce a vândut rețeta unui producător alimentar (piața de glutamat sintetic azi e de 1.5 mil tone, care se bagă liniștit în produse că să fie mai gustoase). Receptorii pentru Acru și Sarat sunt sensibili la sarcini electrice. Experimentele care demonstrează asta sunt savuroase. Iar dacă vreți să nu mai simtiți absolut niciun gust, încercați ... potasiul (K), care are capacitatea de a opri toți receptorii limbii, dacă e ținut suficient timp în gură. 

Evoluția chimiei a influențat multe domenii (medicina cel mai la îndemană), însă paginile cărții sunt pline de istorie, etimologie, mitologie, criminologie a moravurilor sau psihologie. Acidul este un hoț de electroni (și donează protoni - acidul acetic lasă în apă doar câțiva protoni, în timp ce acidul sulfuric, un acid tare, inundă soluția cu protoni). Prin contrast, bazele (cum e leșia) sunt donatori de electroni. Ce am înțeles este că comportamentul electronic guvernează tabelul periodic. În interiorul nucleului, numărul protonilor (numărul atomic) determina identitatea atomului. Altfel spus, un atom nu poate să piardă sau să câștige protoni fără a deveni alt element, ceea ce înseamnă că... un element se transformă în altul. 

Utilizarea chimiei în război, are o istorie cam sumbră. 
Fritz Haber a fost un chimist evreu, chel și mustacios, care a inventat, printre altele, un proces de captare a azotului (abundent în aer) pentru a face amoniac (NH3), primul îngrășământ sintetic (agricultorii au fost foarte fericiți). A mai inventat și Zyklon A, un gaz folosit ca insecticid. A luat și premiul Nobel pentru chimie în 1919. 

Tot Haber este cel care a condus laboratoarele armatei germane, în căutare de bombe chimice și, după câteva încercări nereușite cu brom (așa cum făceau și francezii), s-a reorientat către clor, generând dezastrele pomenite de istorie. Ca sa nu "încalce" convenția de la Haga care interzicea armele chimice, germanii au adăugat și srapnele (!) alături de gaz, în bombe, și gata cu problemele juridice. Haber nu era om de laborator, ci mergea des pe front ca să coordoneze atacurile. Interesant e că îi plăcea să "testeze" prototipurile nu pe francezi, ci pe englezi. 

În 1920, a fost declarat criminal de război. La câțiva ani după, noul regim nazist l-au expulzat din Germania pentru originile sale evreiești. A murit în 1934, în drum spre Anglia, unde căuta statut de refugiat. În câțiva ani, naziștii aveau să gazeze milioane de evrei (inclusiv rude de-ale lui Haber), folosind formula de gaz îmbogățită - Zyklon B. 

Dacă bombele atomice (cu uraniu, plutoniu sau, și mai distrugătoare, cu hidrogen) vi se par înfiorătoare, așa este.  După explozie, locul nu va mai fi niciodată la fel, dar măcar există speranța că va putea fi reconstruit și repopulat (așa cum se întamplă azi în Hiroshima și Nagasaki). Nu același lucru se aplica însă în cazul bombei cu cobalt60, care ar însemna, probabil, apocalipsa planetei daca ar fi folosită la scară largă. 

Mai merită menționat că proiectul Manhatan (și, implicit, inventarea bombei atomice) nu ar fi ajuns nicăieri fără o "armată" de femei (multe dintre ele neveste de cercetători, angajate ca ajutătoare, pentru că se plictiseau de moarte în Los Alamos) care, atenție, au calculat "de mână" cantități enorme de date. Ele au ajuns să fie cunoscute prin neologismul "calculatoare" .
Dar chimia mai mult a ajutat, decât a dăunat. 

Capitolul 10, care face legătura dintre tabelul periodic și medicină, este absolut superb. Veți afla despre proprietățile antiseptice ale argintului (în vechime se punea o monedă de argint pe fundul ulcicăi de lapte ca să nu se strice), despre cum a ajutat cuprul când o bacterie nemaiîntâlnită a pătruns în sistemul de aer conditionat al unui hotel și a generat o epidemie. Cum Pasteur a salvat viața unui băiețel mușcat de un câine turbat cu ceea ce avea sa devină vaccinul antirabic, dar care nu fusese încă testat pe oameni. Cum doctorul Domagk a inventat primul antibiotic, și l-a folosit (din nou netestat) pe fata lui deoarece risca să moară (chiar dacă i s-ar fi amputat brațul). Povești adevărate despre cum s-au făcut lucrurile pe care le folosim zi de zi fără să ne gândim, dar și despre ce s-ar putea să apăra mâine, ca tratament mult mai bun (“bomba minusculă” cu gadoliniu în loc de chimioterapie pentru tratarea cancerului, de exemplu). Toate procesele sunt explicate simplu, pe întelesul și mirarea omului de rând. Așa se face că am înțeles in sfârșit și eu cum funcționează RMN ul.

Dacă descoperirea mâine a unui vaccin pentru COVID vi s-ar părea senzațională, imaginați-vă o secundă ce a reprezentat descoperirea antibioticelor - oamenii experimentau modernitatea în felurite feluri, de la transport pe distanțe lungi (trenul) la comunicații (telegraful), însă le lipsea șansa supraviețuirii infecțiilor, chiar și celor mai banale.

Care a fost una dintre cele mai ieftine si mai eficiente măsuri de sănătate publică luate vreodată? Iodul a început să fie adăugat în sarea din comerț aflată în magazinele din Statele Unite în anul 1924, de către Morton Salt Company, la cererea guvernului american. Acest lucru a fost făcut ca o încercare a autorităților de a introduce iod în alimetația populației cu probleme de sănătate datorate carenței acestui element.  În carte veți afla care e legătura între pacifistul Ghandi, care nu suporta iodul, și problemele medicale majore pe care le are încă India.

Până să citesc această carte eu nu auzisem de cuvântul “chiralitate”, adică proprietatea unor molecule de a admite aranjări diferite ale elementelor structurale. Acest cuvânt e important deoarece reprezintă conceptul care a călăuzit biochimia în încercarea de a înțelege cum funcționează “chimia vie” (și nu doar cea de laborator - “chimia materiei moarte”). 

Pentru că abia s-au terminat sărbătorile pascale, mai rețineți va rog un cuvânt: levogir (abia ce l-am învățat și eu), simplist vorbind, înseamnă “orientat spre stânga” (stiați că materia vie are o preferință adânc înrădăcinată pentru ... “stângaci”?). Cuvântul e foarte util, deoarece capitolul 10 se termină cu descoperirea (încununată de Nobel) a sintezei medicamentelor, care a dus, printre altele, la trezirea din inconștiență (sau “învierea” dacă vreți) a 80 de pacienți care stăteau în stare vegetativă de patruzeci de ani (!!!) în urma contractării unei forme severe de Parkinson (boala somnului - Encephalis lethargica). Dacă nici acum chimia nu vi se pare interesantă, nu știu ce să mai spun. 

Absolut spectaculos pare efectul “litiului” asupra sănătății mentale, în cazul celor care suferă de tulburări maniaco-depresive (ca mulți artiști de geniu, fie pictori ca Van Gogh, fie poeți ca Lowell, ce au avut, pe de altă parte, acces la o zonă tulburată a creierului pe care oamenii normali nu o experimentează). Însă felul în care litiul regularizează proteinele care controlează ceasul intern al organismului (și care funcționează, straniu, pe bază de ADN) este absolut remarcabil, ținând cont că acest element chimic (folosit în general pentru baterii) nu reacționează în forma medicală așa cum ne-am aștepta la un medicament obișnuit.

Sau poate sunteți interesat de otrăvuri si radioactivitate. Veți afla cum a fost folosit plumbul radioactiv pentru a demonstra că o cârciumăreasă folosea resturile de carne de la prânz pentru a găti cina, cum au scăpat de naziști și cum au “supraviețuit” medaliile Nobel de aur într-un laborator din Copenhaga, într-un vas cu “apă regală” ținut tot timpul la vedere și cât de talentată a fost (întreaga) familie Curie. 

Bismutul, plasat pe aceeași coloană cu arsenul și cu antimoniul, și amplasat printre cele mai otrăvitoare metale grele, este probabil elementul cel mai prost plasat din întregul tabel periodic deoarece este ... complet inofensiv (chiar benign se pare, folosit și ca medicament pentru bolnavii de ulcer). Și mai arată și fascinant când îngheață, bismutul pur fiind unul dintre puținele elemente care se dilată prin îngheț. 

Mi-a plăcut mult capitolul în care se analizează caracteristicile științei “patologice”, iar povestea lui Roentgen, un profesoraș modest toată viața, care a devenit eroul tuturor savanților, este relevantă tocmai datorită perseverenței de a nu caută spectaculosul (tocmai când îl descoperi - în cazul lui razele X). Dorința de a analiza (și combate) corectitudinea descoperirii/teoriei este ceea ce deosebește știința făcută serios de amatorismul celui care caută doar să valideze o concluzie convenabilă ca tocmai a produs o idee/descoperire de geniu. Ideile științifice noi sunt adoptate doar dacă trec de proba dovezilor solide, a experimentelor repetabile, făcute cu dorința (aparent paradoxală) de a găsi greșeală. 

Surprinzător este și capitolul în care marele explorator Scott a murit la întoarcere din Antarctica din cauza “leprei zincului” (al cărui “țipăt” nici măcar nu l-a auzit) fără măcar sa atingă zincul “bolnav”. 

Să nu uităm însă de... bere. 
Care e legătura dintre bulele din bere și vârsta planetelor (și a începutului biologiei moleculare ca disciplină științifică)? Dar, mult mai important, tot studiul bulelor explică de ce avem o coloană impresionantă de pana la 6 (șase!) metri înălțime atunci când lăsam un simplu mentosan să cadă într-o sticlă cu apă minerală (să nu-mi spuneți că nu ați experimentat niciodată). 

Absolut năucitoare este și partea din carte care povestește despre grupurile atomice (gelatiniul din 13 atomi de aluminiu grupati în configurația adecvată imită perfect bromul și reacționează chimic absolut identic) și despre punctul cuantic al elementelor chimice care creează “superorganisme”(despre care vom auzi mai multe odată cu computerele cuantice), numite și Clătite atomice. 

Am păstrat pentru final, explicația fascinanta a titlului cărții. De fapt, mai bine o citiți. Dacă însă sunteți chiar nerăbdători sa vedeți cum se face gluma cu linguriţa de galiu, puteţi vedea pe YouTube filmulețe în care o lingura dispare efectiv: https://www.youtube.com/watch?v=cvRcUeWjBu0 

Citește și:  Freakonomics și Când să jefuiești o bancă prin ochii lui Codruț Nicolau