O białych kwiatach i siwych włosach
Nauka – jak pisze znakomity Eddington – ma swoje okna wystawowe. Umieszcza w nich gotowe produkty, opracowane logicznie, a także i pięknie. Są jednak pracownie, do których laicy najczęściej nie mają wstępu. Dobrze jest więc od czasu do czasu zaryzykować wycieczkę w niezbyt odwiedzane okolice.
Mamy różne przyzwyczajenia, zresztą nie tylko w zakresie spraw „doczesnych”, lecz także w sprawach ducha. Przyzwyczailiśmy się zaczynać wszelkie rozmowy inteligentnym: „Co słychać?”. Kiedy zaś zaczynamy mówić o rzeczach bardziej ponurych, np. o tajemnicach wiedzy lub zgoła rzeczach, o których filozofom się nie śniło — wówczas zaczynamy: „Już starożytni Grecy…”. A już w żadnym przypadku nie wolno pominąć tego rzewnego wspomnienia, kiedy mówimy o cząstkach, cząsteczkach i atomach.
Szkoda, że starożytni Grecy nie powiedzieli nic na temat rozdziału kompetencji między fizyką a chemią. Co do nas to entuzjazmujemy się chemią i adorujemy fizykę. Wiemy, że niektórzy uznają rozdział tych nauk, przyznając którejś z nich — najczęściej fizyce — pierwszeństwo, do którego, jak się wydaje, w istocie nie pretenduje. Co się zaś tyczy starożytnych Greków to byli oni „filozofami”, a więc „miłujący wiedzę”. W każdym razie, mimo zamiłowania do sportów, nie doszły do naszych uszu jakiekolwiek wiadomości o profesorskich biegach na przełaj.
Współczesna wiedza chemiczna ma piękny rozdział w swej uczonej kartotece faktów, która jest jakby odpowiedzią na naszą trochę parafialną skłonność do wysuwania się na miejsce „pierwsze przed Panem”. Tym rozdziałem wiedzy chemicznej jest chemia fizyczna. Obejmuje ona rozliczne fakty, wśród których najciekawsze bodaj fragmenty dociekań to chemia koloidów, którą Wolfgang Ostwald nazwał światem zapoznanych wielkości”.
Materia jest podzielna. Możemy ją dzielić dość subtelnie, nie tylko w zakresie widzialności naszego wzroku, ale i dalej. Poza tym jednak materia ma budowę ziarnistą, stąd jej dzielenie jest ograniczone. Dzieląc materię na coraz subtelniejsze fragmenty, dochodzimy wreszcie do pewnego kresu, poza który nie można już jej dzielić — stajemy wobec drobiny, cząsteczki, molekuły. W najlepszym razie moglibyśmy cząsteczkę rozłożyć na atomy, z których się składa, zniszczylibyśmy jednak molekułę. Atom nie daje się dzielić — rozbity przestaje po prostu istnieć. „Ale to już jest inna sprawa” — jakby powiedział (o ile się nie mylę) Kipling.
Wycieczka w chemiczny świat nie zawiedzie nas tym razem w tajemnicze zaułki naukowe, gdzie straszy rezonansem chemicznym i niesamowitościami nowoczesnej fizyki atomowej. Zatrzymamy się w pół drogi, gdzie tętni jeszcze życie. Tym bardziej że czynimy to też „pro domo sua“ — przy okazji bowiem opowiemy o wynikach prac jednego z polskich zakładów naukowych, blisko stojących tego świata zapoznanych wielkości.
Tak więc mamy przed sobą dwa skrajne pióra wachlarza ilustrującego rozproszenie materii. Z jednej strony obserwujemy materię rozproszoną do granic widzialności, z drugiej poszczególne cząsteczki (molekuły, drobiny). A między nimi lukę, na określenie której mamy dość osobliwe zdanie: „Jeśli materię dalej dzielić będziemy…“ Zakres grubego rozproszenia obejmuje zawiesiny: suspensje i emulsje. Zawiesinom przeciwstawiono subtelny świat rozproszeń cząsteczkowych (molekularnych) — cały zaś zakres rozproszeń pośrednich pozostawał przez długie lata całkowicie zapoznany. A jest to właśnie wspaniały rozdział roztworów koloidalnych (soli!). Dopiero w drugiej połowie zeszłego stulecia rozpoczął się imponujący rozkwit tej wiedzy, która prawdę mówiąc jest na j intymniej związana ze światem żywych organizmów. Życie pławi się formalnie w koloidalnym sosie. Koloidy, koloidy i jeszcze raz koloidy…
Oficjalnie ojcem chemii koloidów uznany został Szkot Tomasz Graham. Czcigodnego Tomasza Grahama proszę jednak nie posądzać o to, że jest wynalazcą smacznego Chleba tegoż imienia. Nie jest też identyczny z panem Thomas John Grahamem lub zgoła Thomas James Grahamem. Mieszanie tych szacunku godnych gentlemanów zdarza się nawet poważnym katalogom bardzo poważnych bibliotek.
Mimo tych naprawdę niezawinionych przygód nasz sir Thomas Graham (ur. 21.XII.1805) jest ojcem ważnej chemii koloidów. Był synem dzielnego kupca i przemysłowca w Glasgow, który uparł się — mimo znacznego swego bogactwa i niewątpliwych przyrodniczych uzdolnień syna — zrobić Tomasza duchownym szkockiego kościoła. Ojciec i syn mieli twarde szkockie łby, co naturalnie doprowadziło do całkowitego zerwania między seniorem a juniorem. Odbiło się to fatalnie na finansowej prężności młodego „Master of Arts“). Bardzo możliwe jednak, że właśnie dzięki temu ludzkość miała okazję postawić jeden zasłużony pomnik więcej, co zresztą nie zdarza się tak często (a propos tej rzeczywistej zasługi!)
Dwie podstawowe publikacje Grahama otworzyły ten nowy rozdział wiedzy. Pierwsza z nich to „Liquid Diffusion Applied to Analysis“ (czerwiec 1861), a druga „On the Properties of Colloidal Substances“ ogłoszona w „Proceedings of the Royal Society” (czerwiec 1864). „Revenons a nos moutons!”