Фриц Хабер
Фриц Хабер (1868-1934), немецкий химик и нобелевский лауреат 1918 года, чьё имя навсегда связано с двумя противоположными открытиями: процессом синтеза аммиака, который кормит сегодня половину человечества, и разработкой химического оружия, унёсшего десятки тысяч жизней в годы Первой мировой войны.
Происхождение и детство
Фриц Хабер родился 9 декабря 1868 года в Бреслау (ныне Вроцлав, Польша), входившем тогда в состав Прусского королевства. Его отец Зигфрид Хабер был коммерсантом, торговавшим красителями, лаками и фармацевтическими товарами. Судьба с первых дней сложилась трагически: мать, Паула Хабер, умерла через три недели после рождения сына. Отец вскоре женился повторно, на Хедвиге Гамбургер, которая родила троих дочерей: Эльзе, Хелене и Фриду.
Детство Хабера прошло в еврейской семье с давними корнями в Бреслау. Тем не менее уже во взрослом возрасте, в 1892-1894 годах, он отошёл от иудаизма и принял христианство. Это решение отражало характерное для эпохи стремление образованных евреев к полному растворению в немецкой культуре. Школу Хабер окончил в сентябре 1886 года в Бреслау, после чего немедленно отправился получать высшее образование.
Образование и научное становление
Хабер учился сразу в нескольких ведущих учебных заведениях Германии. В 1886-1887 годах он слушал лекции в Берлинском университете Фридриха Вильгельма у Августа Вильгельма Гофмана, затем провёл семестр в Гейдельберге под руководством легендарного Роберта Бунзена. После этого вернулся в Берлин, в Высшую техническую школу в Шарлоттенбурге, где работал у Карла Либермана. Дополнительный семестр он провёл в Цюрихском политехническом институте (ETH) у Георга Лунге, изучая промышленные применения химии.
В мае 1891 года Хабер защитил докторскую диссертацию в Берлинском университете, посвящённую производным пиперонала. Первые годы после получения степени он провёл на производстве: работал на предприятиях отца и стажировался на нескольких заводах, познавая разрыв между лабораторной и промышленной химией. К середине 1890-х годов Хабер пришёл к выводу, что хочет заниматься наукой, а не торговлей, и в 1894 году занял должность преподавателя в Технологическом институте Карлсруэ. Именно здесь состоялось главное открытие его жизни.
Процесс Хабера-Боша: синтез аммиака
К концу XIX века перед промышленно развитыми странами стояла острая проблема: мировые запасы природного нитрата натрия (чилийской селитры), необходимой для производства удобрений и взрывчатых веществ, были ограничены. Учёные понимали, что если не научиться фиксировать атмосферный азот, рост населения обгонит возможности сельского хозяйства. Хабер занялся этой задачей систематически.
В 1909 году он впервые получил жидкий аммиак в лабораторных условиях, подобрав нужное сочетание температуры (около 500-600 градусов Цельсия), давления (200 атмосфер) и катализатора (осмия). Реакция была проста по уравнению, однако невероятно сложна технически: атмосферный азот крайне инертен, и заставить его соединиться с водородом потребовало многолетних экспериментов. Масштабировать лабораторный процесс до промышленного взялся инженер-химик Карл Бош из компании BASF. К 1913 году первый завод в Оппау заработал на полную мощность, производя аммиак тоннами.
Значение этого изобретения трудно переоценить. Аммиак стал основой азотных удобрений, резко поднявших урожайность. По оценкам, к 2010 году мировое производство удобрений по методу Хабера-Боша превысило 100 миллионов тонн в год, а выращенным с их помощью продовольствием питается около половины населения Земли. В 1931 году Нобелевскую премию за промышленное воплощение процесса получил и Карл Бош.
Первая мировая война и химическое оружие
С началом Первой мировой войны Хабер с энтузиазмом предложил свои знания немецкой армии. Он возглавил химический отдел Военного министерства Германии и взялся за разработку нового вида оружия. Уже к весне 1915 года Хабер собрал команду более чем из 150 учёных и 1300 технических специалистов. В неё вошли будущие нобелевские лауреаты Джеймс Франк, Густав Герц и Отто Ган.
22 апреля 1915 года у бельгийского города Ипр Хабер лично руководил первой в истории крупномасштабной химической атакой. Из 6000 баллонов в воздух было выпущено 168 тонн хлора. Жёлто-зелёное облако накрыло французские и алжирские позиции. По итогам атаки погибло более 5000 солдат, ещё десятки тысяч получили ранения различной степени тяжести. Очевидцы описывали гибель людей как «утопание на суше». Это событие вошло в историю как начало эры химической войны, а сам Хабер получил звание капитана из рук кайзера Вильгельма II.
Хабер разработал так называемое «правило Хабера»: математическую формулу, связывающую концентрацию отравляющего вещества с продолжительностью воздействия, необходимой для летального исхода. Сам он публично не видел в химическом оружии ничего принципиально отличного от обычного: «Смерть есть смерть, вне зависимости от её причины».
Трагедия семьи
Первой женой Хабера стала Клара Иммервар, с которой он сочетался браком 3 августа 1901 года. Клара была исключительным человеком: в 1900 году она стала первой женщиной, получившей степень доктора химических наук в Бреслауском университете. В 1902 году у них родился сын Герман.
Клара категорически осуждала работу мужа над отравляющими веществами, называя её «извращением идеалов науки» и «знаком варварства». Хабер не слышал возражений. В ночь со 1 на 2 мая 1915 года, через несколько часов после банкета в честь успешной газовой атаки у Ипра, Клара вышла в сад берлинского дома и застрелилась из служебного пистолета мужа. Первым тело обнаружил их двенадцатилетний сын Герман. Уже на следующий день Хабер выехал на Восточный фронт организовывать новые атаки.
Второй брак Хабера, с Шарлоттой Натан, был заключён 25 октября 1917 года. В этом браке родились дочь Ева-Шарлотта и сын Людвиг Фриц (домашнее имя Лутц). В декабре 1927 года этот брак распался. Трагическая цепочка продолжилась и после смерти Хабера: его сын от первого брака Герман в годы Второй мировой войны эмигрировал в США, однако в 1946 году покончил с собой, не выдержав осознания того, что Циклон Б, разработанный в институте его отца, был применён нацистами в газовых камерах концентрационных лагерей.
Нобелевская премия и международное признание
В 1918 году Шведская королевская академия наук присудила Хаберу Нобелевскую премию по химии за синтез аммиака. Церемония вручения состоялась в 1919 году. Присуждение вызвало острые разногласия в научном сообществе: ряд учёных из стран Антанты потребовали бойкота церемонии, указывая на роль Хабера в применении химического оружия. Официальный Стокгольм не отреагировал на эти протесты, сославшись на разграничение научного и военного вклада лауреата.
Помимо Нобелевской премии, Хабер в 1932 году был удостоен медали Румфорда Американской академии наук и искусств, а также избран иностранным членом Национальной академии наук США. С 1911 по 1933 год он возглавлял Институт физической химии и электрохимии Кайзера Вильгельма в Берлин-Далеме, ставший при нём одним из ведущих исследовательских центров мира.
Эмиграция и последние годы
Приход Гитлера к власти в 1933 году обернулся для Хабера личной катастрофой. Нюрнбергские расовые законы требовали немедленного увольнения всех сотрудников-евреев. Хабер, несмотря на крещение десятилетия назад и выдающиеся заслуги перед германской наукой, отказался выполнять этот приказ. 30 апреля 1933 года он подал в отставку с поста директора института, обратив при этом внимание властей на то, что вся его жизнь была посвящена служению Германии.
Осенью 1933 года Хабер перебрался в Кембридж, где провёл несколько месяцев в лаборатории Эрнеста Резерфорда. Однако в Англии его приняли холодно: часть коллег не могла забыть газовые атаки 1915 года. Хаим Вейцман предложил ему возглавить Научно-исследовательский институт Зифа в Реховоте (Британская Палестина, ныне Институт Вейцмана). Хабер принял приглашение, однако до Палестины так и не добрался. По дороге он почувствовал резкое ухудшение здоровья и был вынужден остановиться в Базеле. 29 января 1934 года Фриц Хабер скончался в базельском отеле от сердечного приступа в возрасте 65 лет. Его прах был кремирован и захоронён на кладбище Хорнли в Базеле рядом с останками первой жены Клары.
Наследие и историческая оценка
История Фрица Хабера не поддаётся однозначной оценке. С одной стороны, разработанный им процесс синтеза аммиака по праву считается одним из важнейших технологических достижений XX века. Без искусственных азотных удобрений современное сельское хозяйство не способно прокормить 8 миллиардов человек: по оценкам специалистов, каждый второй житель планеты существует благодаря пищевым цепочкам, замкнутым на процесс Хабера-Боша.
С другой стороны, Хабер стоит у истоков химической войны. Его работы по хлору и другим отравляющим веществам открыли страницу, которую человечество с тех пор не может закрыть. Учёные его института впоследствии синтезировали Циклон Б, который нацистский режим использовал для массового уничтожения людей в Освенциме и других лагерях смерти. Среди жертв этого яда оказались и родственники самого Хабера. В 1953 году его бывший институт в Берлине был переименован в Институт имени Фрица Хабера. В 2009 году Международный астрономический союз присвоил его имя кратеру на обратной стороне Луны.
Биография Хабера стала символом трагического противоречия между научным гением и этической ответственностью. Его жизнь поднимает вопросы, на которые наука до сих пор не имеет готового ответа: где проходит граница между служением отечеству и соучастием в преступлении, и можно ли оценивать открытие в отрыве от того, как оно применяется.