Зацепка. В свежем научном дайджесте промелькнула история советской «поливоды» 1960-х — загадочной жидкости, которая «не замерзает на морозе и тянется, как сироп». Статья рассказала о химии и опровержении, но за кадром осталось самое вкусное: как обычная лабораторная грязь на два года стала предметом Пентагоновских грантов, ЦРУ-шных допросов и писем о гибели планеты. Плюс — для меня неожиданный мостик: эта же «кислая вода» фигурирует в «Визите к Минотавру» Вайнеров, где пенсионер в столовой брюзжит про «умников, которые воду варили». Захотелось докопаться до самого дна — от костромского капилляра до капитуляции в Nature.
Всё началось не в Москве и не в лаборатории с грантом, а в Костроме — старинном городе на Волге, 400 км к северо-востоку от столицы, где в конце 1950-х — начале 1960-х работал скромный доцент Николай Федякин. Пока коллеги запускали в космос Гагарина, Федякин исследовал воду — а точнее, проверял старую теорию лорда Кельвина о том, как кривизна поверхности жидкости влияет на испарение.
Своими руками он научился вытягивать стеклянные капилляры радиусом до 0,000017 мм — тоньше человеческого волоса. В такие трубочки он запускал водяной пар, запечатывал и ждал. А потом замечал странность: в самых узких капиллярах обычная вода — та самая, которая расширяется при нагревании выше +4 °C, — вдруг переставала вести себя «по учебнику». Столбик растягивался равномерно, а через несколько недель в верхней части трубочки появлялся второй, отделённый, как масло от уксуса, — маленький столбик непонятной тягучей жидкости.
Федякин назвал её «отродьем воды» («offspring water»). Дальше — хуже: замерзала эта штука не при нуле, а в интервале от −30 до −60 °C, причём не в лёд, а в стекловидное стекло-подобное состояние, и при этом сжималась, а не расширялась, как нормальная вода. Кипела аж при 150–250 °C. Вязкость — в 15–20 раз выше, консистенция — как у вазелина. Плотность — 1,1–1,4 г/см³ вместо привычной единицы.
В 1962 году Федякин опубликовал результаты в «Коллоидном журнале» — публикации на русском, конечно, никто на Западе не заметил. Заметил только один человек в Москве.
Этим человеком был Борис Владимирович Дерягин — один из крупнейших советских физикохимиков, основатель Института физической химии АН СССР, автор всемирно признанной DLVO-теории коллоидов. Человек, который к 60-м годам был уже академической величиной, но всё ещё жаждал чего-то нобелевского масштаба. И вот на горизонте — безвестный химик из Костромы с «новой формой воды».
Дерягин вызвал Федякина в Москву и, как честно пишут западные источники, «поглотил» его исследование — повторил и улучшил методику, сократив время получения образцов с недель до часов. Его группа за четыре года выпустила десять статей о «воде II» — но всё в русскоязычных журналах малого тиража. Даже доклад Дерягина на международной конференции Faraday Society в Ноттингеме в 1966-м прошёл почти незамеченным — слишком сухо он назывался («Влияние лиофильных поверхностей на свойства граничных жидких плёнок»). Из зала заинтересовался один-единственный человек: химик из Unilever по фамилии Петика. Он поехал домой, повторил эксперименты и в 1968-м публично подтвердил результаты — теперь «аномальная вода» попала в поле зрения американских учёных.
Ключевой момент: Дерягин сделал заявление, которое потом сам же будет вынужден отозвать. Он настаивал, что аномальная вода — самая термодинамически стабильная форма воды, а значит, любая обычная вода, контактирующая с ней, рано или поздно тоже станет аномальной. Эта уверенность — не злой умысел, а, скорее, «желание верить», помноженное на огромный авторитет: сама идея была согласована с его же классической теорией поверхностных сил. А оспаривать его означало оспаривать поверхностное натяжение как таковое.
Затем случилось то, что превратило странную советскую заметку в мировую сенсацию. В июне 1969 года журнал Science опубликовал работу химика Эллиса Липпинкотта (Мэрилендский университет) и Роберта Стромберга из Национального бюро стандартов. Они прогнали крошечный образец через инфракрасную и рамановскую спектроскопию — и получили спектр, который «не принадлежит ни одному известному веществу». Сравнение с базой из 100 000 спектров ничего не дало. Вывод: молекулы воды выстроились в идеально симметричные шестиугольники, будто медовые соты — получился полимер воды. Стромберг сам придумал название — «поливода» (polywater, от polymerized + water).
За этим последовал научный эквивалент золотой лихорадки. По оценке Дэвида Айзенберга, рецензировавшего позднее книгу Феликса Фрэнкса Polywater (MIT Press, 1981), за 1963–1974 годы вышло около 500 публикаций, из них более 160 — только за 1970-й. Заняться поливодой успело около 400 учёных. В Вашингтоне однажды закончились все эксикаторы в продаже — столько людей кидались выращивать поливоду в вытянутых капиллярах. Квантовые химики в двадцати пяти статьях наперебой рассчитывали структуру полимера, а некоторые утверждали, что их расчёты «доказывают» существование поливоды.
А теперь — холодная война. Термин «polywater gap» («отставание в поливоде») кочевал по американским газетам рядом с «bomber gap» и «missile gap» — теми самыми мифическими «отставаниями», которыми в 50–60-е годы пугали Конгресс. The Wall Street Journal в 1969-м писал с облегчением: «Хорошие новости — США, похоже, закрыли поливодный разрыв, а Пентагон финансирует усилия по продвижению американской поливодной технологии вперёд советской». Управление военно-морских исследований провело закрытый симпозиум, куда, по слухам, приглашались только американские учёные. ARPA (будущая DARPA) выделила грант в $75 000 компании Tycho Labs из Бостона на массовое производство поливоды. ЦРУ вело мониторинг советских публикаций, а после визитов Дерягина в США агенты приезжали дебрифить американских хозяев, у которых он останавливался. По сути, США и СССР начали гонку за... новую форму воды.
Кульминация безумия. Осенью 1969 года физик Фрэнк Донахо (Wilkes College) написал в Nature письмо, которое должно было звучать как апокалипсис: «Я считаю этот водный полимер самым опасным веществом на Земле и предлагаю обращаться с ним как со смертельным вирусом, пока не будет доказана его безопасность». Логика: если поливода стабильнее обычной воды, достаточно одной капли, сбежавшей в канализацию, и она начнёт самопроизвольно полимеризовать океаны. Планета превратится в подобие Венеры — высохшую, горячую пустыню. Массовая пресса немедленно вспоминала роман Курта Воннегута «Колыбель для кошки» (1963), где вымышленный кристаллоид «лёд-девять» превращает всю воду планеты в себя и убивает всё живое. Стромберг потом вспоминал: люди писали ему письма с обвинениями в том, что он «уничтожает мир».
Тут стоит сказать о псевдонаучной инерции: подогревала панику и сам Воннегут: его роман вышел всего за шесть лет до сенсации. Читатели уже «знали», что такая вода возможна. Фантастика опередила «реальность» — и сделала её правдоподобной.
Скептики были с самого начала, но им мешала одна деталь: поливоды физически было слишком мало. Все лаборатории мира в сумме могли бы собрать её объём, «едва заполняющий рюмку водки» (формулировка из Time, 1970). Аналитическая химия конца 1960-х с такими количествами не работала — даже если бы кто-то захотел проверить чистоту, инструменты не позволяли.
Переломный момент настал, когда выяснилось, что сам Дерягин в своей оригинальной публикации (в русскоязычном журнале) упоминал натриевое загрязнение, но как-то уж слишком тихо — а за железным занавесом этот факт западные химики толком не видели. 29-летний постдок из Bell Labs Денис Руссо, работавший с блестящим бразильским физиком Серджио Порто, попробовал вырастить свою поливоду и заметил, что лазер в рамановском спектрометре сжигает образец в чёрный уголёк — чего не должно было бы происходить с чистой водой.
И тут случился самый красивый эксперимент в истории разоблачений: Руссо просто пошёл играть в гандбол. Вернувшись в лабораторию вспотевшим, он отжал свою футболку, собрал пот в колбу, выпарил его и прогнал через инфракрасный спектрометр. Спектр его пота совпал со спектром «поливоды» тютелька в тютельку. Виновник — лактат натрия из человеческой кожи. Каждый человек, как Пигпен из «Peanuts», окружён невидимым облаком органических солей, испаряющихся с кожи и оседающих на стенках капилляров; эти микрочастицы попадают в конденсат и «полимеризуют» его. 27 марта 1970 года команда Руссо и Порто опубликовала в Science тщательный химический анализ: «поливода» — просто вода, загрязнённая натрием, калием, хлором и прочим, но почти без кремния.
Дальше события пошли как в хорошо срежиссированном детективе. Профессор Роберт Дэвис из Пердью раздобыл в малоизвестном советском журнале заметку о том, что ещё в 1968 году анализ дерягинских образцов показал загрязнение «возможно, человеческого происхождения, возможно, пот». Об этом написала The New York Times (27 сентября 1970), а в октябре Time вышел с фотографией Дэвиса, выжимающего пот из футболки. Дерягин ответил обвинениями в адрес американцев — дескать, их «образцы» грязные, — и ещё год-полтора шли арьергардные бои: летом 1971-го он привёз на конференцию в Лихайском университете «свежие» доказательства, новых данных фактически не предъявил, и большинство участников разъехались в состоянии взаимного недоверия.
Формула Руссо вошла в историю: поливода состоит из 1% воображения и 99% пота. Стромберг, отец поливодного бума, публично признал: «Данные были верными, интерпретация — ошибочной». Липпинкотт отступил раньше: летом 1970-го на конференции в Лихайском университете он признал, что спектр его «поливоды» почти наверняка объясняется загрязнением: «Поливода такая странная, что мы всё время гадаем: где же большой косяк, который мы сделали?»
Финальный аккорд поставил сам Дерягин. В августе 1973 года он вместе с Н. В. Чураевым напечатал в Nature письмо: «эти [аномальные] свойства следует отнести к примесям, а не к существованию полимерных молекул воды». В 1974-м вышел подробный разбор состава: кремний, органика, твёрдые частицы. При тщательно отмытой лабораторной посуде никакого аномального слоя не образовывалось. История закрыта.
А теперь самое вкусное — то, что история почти всегда опускает. Ещё в 1969 году можно было теоретически доказать, что поливоды не существует, не сделав ни одного нового эксперимента. Ричард Фейнман сформулировал свой знаменитый «биологический контрпример»: «Поливоды не существует, потому что если бы она существовала, то существовало бы и животное, которому не нужна еда. Оно бы просто пило воду и выделяло поливоду» — ведь переход воды в более стабильное состояние высвобождает энергию, которую можно было бы использовать для метаболизма. За миллиарды лет эволюции такой организм точно бы появился. Не появился — значит, не существует.
Ещё проще: если поливода правда стабильнее воды при данных условиях, то биллионы лет прибоя, омывающего кремниевые пляжи, должны были уже превратить мировой океан в поливоду. Раз этого не случилось — либо поливоды нет, либо неверны первый и второй законы термодинамики. Как позднее подытожил Айзенберг в рецензии на книгу Фрэнкса: «Тенденция поливодных учёных игнорировать устоявшиеся термодинамические принципы свидетельствовала о некой „воле к вере“».
В СССР история поливоды тоже оставила следы — и не только научные. Термин «дерягинская вода» попал в справочник «Спутник химика» (1976) и даже в детскую научно-популярную литературу. Эпизод из романа Вайнеров «Визит к Минотавру» (1971–1972), где следователь Тихонов слушает в столовой брюзжание пенсионера про «умников, которые варили воду», — прямое отражение того, что в 1970–1971 годах поливода обсуждалась в советских газетах на уровне бытовых разговоров. Роман писался ровно на пике сенсации — за год до покаянного письма Дерягина в Nature.
В «Науке и жизни» (№ 8, 1971) Дерягин — ещё до капитуляции — публиковал обширную статью «Аномальная вода: гипотезы и факты» с описанием камеры В. Карасева и Ю. Лужкова для получения «максимально чистой» поливоды (и, кстати, с гипотезой, что облака Венеры состоят из капелек аномальной воды на силикатных ядрах — идея, которую Дерягин делил с американским астрономом Донахью). Да-да, тот самый Юрий Лужков — будущий мэр Москвы, а тогда молодой научный работник, чья фамилия стояла рядом с дерягинской командой в попытках спасти «открытие» более совершенной камерой. Уже одно это делает историю политически колоритной: поливода была не маргинальной причудой, а темой, в которую вкладывались люди самого разного масштаба — от академиков до будущих градоначальников.
Для самого Дерягина история стоила значительной части репутации. Впрочем, справедливости ради: его наследие в коллоидной химии — DLVO-теория, названная по первым буквам фамилий Дерягин–Ландау–Фервей–Овербек, приближение Дерягина, модель DMT в контактной механике — живёт в каждом современном учебнике. В 1990 году он всё-таки получил Государственную премию СССР. Он умер в 1994-м, в 91 год, признав поливоду ошибкой ещё в 1973-м.
Поливода сегодня числится в одном ряду с «N-лучами» Блондло и «холодным термоядом» Флейшмана—Понса как классический пример pathological science — термина, который ввёл ещё Ирвинг Лэнгмюр. Но с важной оговоркой: это была не мошенническая, а безумно человеческая ошибка. Три фактора сошлись, как планеты в соединение:
Технический: в 1960-е не существовало аналитических приборов, способных проанализировать микрограммы вещества. Спектрометр давал сигнал, но не мог отличить «новую структуру» от «следов соли». То, что выглядит как доказательство, было просто пределом разрешения техники.
Психологический: сама идея «новой формы воды» идеально легла на правильную фундаментальную теорию Дерягина о поверхностных слоях жидкости. Самая живучая научная ересь всегда растёт из верной идеи, прикрываясь ею как щитом: сомневаться в поливоде означало сомневаться в поверхностном натяжении. Добавим карьеры, гранты, Нобеля на горизонте и холодновоенный азарт — и получится «воля к вере».
Геополитический: в постспутниковой Америке никто не хотел «отдавать Советам» ещё одно поле. Сам термин «polywater gap» смоделирован по образцу военных «отставаний». Пентагон, ЦРУ, ARPA — все смотрели не на химию, а на карту мира.
И при этом наука сработала. Никто не соврал. Никто не организовал секту «свидетелей аномальной воды». От первого громкого «подтверждения» в Science до публичной капитуляции Дерягина прошло четыре года — мизер по историческим меркам. Система самоисправилась, хоть и сжигая по пути деньги, время и нервы сотен учёных. Феликс Фрэнкс в книге 1981 года прямо назвал случившееся «научной золотой лихорадкой» — по аналогии с Клондайком, где толпа старателей гонится за блеском, а находит кварц с примесями.
Три мысли, которые остались со мной после погружения.
Первая. Поливода — идеальный кейс о том, как «железная занавеска» работает в обе стороны. Русскоязычные публикации семь лет игнорировались Западом — не потому что были плохи, а потому что никто не читал по-русски. Когда Дерягин приехал в Ноттингем, первой реакцией было недоверие («советская пропаганда чего-то там»). А потом, когда заговорили в Science, — противоположная крайность: раз американские приборы подтверждают, значит, правда. Ни в одном из случаев никто не отправился проверять само явление с той тщательностью, которой оно требовало. Геополитика всегда готова подставить плечо плохой идее, если та подтверждает страхи.
Вторая. Красивейший урок про «ложный след, который красивее правды». В истории с Руссо и потом все вспоминают «пот с футболки» — но мало кто говорит, что даже после этого результата часть сторонников поливоды продолжала верить. Они говорили: «наши образцы чистые, грязные — у Руссо». И это тот же механизм, что и в истории с «памятью воды» Бенвениста или холодным термоядом: как только идея зацепилась за карьеры, гранты и национальную гордость, фактология становится второстепенной. Дерягин, к его чести, сумел выйти из этой петли — и потому остаётся в истории не как шарлатан, а как учёный, который ошибся и признал это.
Третья. Про Фейнмана и термодинамику. Мне кажется, именно эта линия — самая недооценённая в ретроспективах. Все любят историю про пот и про гандбол. Но настоящая изящная развязка здесь другая: правильный ответ лежал в начале 1969 года, на бумаге, в учебнике термодинамики. Он не требовал ни грантов, ни спектрометров, ни визитов в Кострому. Он требовал одного — остановиться и задать неудобный вопрос. Вопрос, который не приносит грантов и не помещается в пресс-релиз: «А если это правда — почему этого ещё не произошло само?» Почти вся дорогая гонка за поливодой могла быть предотвращена одним вопросом из первого курса. И это не про химию, это про любую сферу, где за «интересную гипотезу» уже выданы деньги и заголовки.