Фотография
Фотография — удивительная технология, она позволяет использовать свет для записи образов, выхватить момент жизни и сохранить его навечно. Сделанный во время отпуска фотоснимок вызывает живые воспоминания даже спустя десятилетия и описывает мир с несравнимо большей точностью, чем наша память. Но помимо снимков с дружеских пирушек, семейных портретов и головокружительных пейзажей последние два века фотография дарит нам бесценную возможность увидеть то, чего не видит человеческий глаз. Она обеспечила важнейшей технологией многие области знания и во многом поможет ускорить постапокалиптическое возрождение. Фотография позволяет документировать события и процессы, неявные для нас, слишком быстро или слишком медленно разворачивающиеся или протекающие в недоступном нашему зрению волновом диапазоне. Например, фотография с долгой выдержкой запечатлевает слабые мерцания света с намного более протяженным периодом, чем может уловить человеческий глаз, что позволяет астрономам изучать многочисленные тусклые звезды и распознавать в бледных кляксах на снимках космоса галактики и туманности со сложной структурой[45]. Фотографические эмульсии также чувствительны к рентгеновским лучам, и это дает возможность делать медицинские снимки для диагностики внутренних повреждений.
Химическая основа фотографии довольно проста: определенные соединения серебра темнеют на солнце, так что с их помощью можно создавать черно-белые изображения. Фокус в том, чтобы найти такую растворимую форму серебра, которую можно нанести ровной тонкой пленкой, а потом превратить ее в нерастворимую соль, плотно пристающую к поверхности носителя и несмываемую.
Для начала смочите лист бумаги яичным белком (альбумином), содержащим растворы солей, и дайте высохнуть. Затем растворите в азотной кислоте, которая окислит металл до растворимого нитрата, немного серебра[46] и нанесите раствор на подготовленный лист. В реакцию вступит хлорид натрия, и продуктом будет хлорид серебра, вещество одновременно светочувствительное и нерастворимое, а яичный альбумин не даст фотоэмульсии впитаться в волокна бумаги. Одна серебряная чайная ложечка содержит количество чистого серебра, которого хватит более чем на 1500 фотографий.
Когда лучи света попадают на чувствительный слой фотопластинки, они сообщают ему энергию, достаточную для того, чтобы высвободить электроны в зернах этого слоя и тем самым восстановить из хлорида металлическое серебро. Массивное серебро, например в виде отполированного блюда, ярко блестит, но точки крошечных металлических кристаллов, наоборот, рассеивают свет и потому выглядят темными. В то же время те области фотобумаги, на которые свет не упал, сохраняют белый цвет бумажной основы. После экспозиции на фотобумагу главное — остановить фотохимическую реакцию и закрепить пойманные тени. Тиосульфат натрия — вещество, поныне применяемое в фотографии для фиксации изображения и легко приготовляемое. Пропустите через раствор соды или каустической соды сернистый газ (с. 129), затем вскипятите раствор с порошком серы, и после высыхания вы получите кристаллический закрепитель.
Проецируя изображение через линзу на фотобумагу на задней стенке светонепроницаемой камеры, мы получаем фотоаппарат, но, если не усовершенствовать первичный химический процесс, фотография, даже сделанная при ярком солнце, будет проявляться несколько часов. К счастью, мы можем несравнимо повысить чувствительность матрицы с помощью проявителя — химического состава, ускоряющего трансформацию частично засвеченных зерен и окончательно восстанавливающего их до металлического серебра. Для этого хорошо подходит железный купорос, который нетрудно получить, растворив железо в серной кислоте. Когда возрождающееся человечество продвинется в химии, можно будет заменить хлористую соль ее атомарной родней — йодом или бромом, с ними фотоэмульсия получается гораздо более чувствительной.
Но если зерна фотоэмульсии темнеют на свету, а участки, на которые он не упал, остаются белыми, выходит, что на готовом фотоснимке свет и тень поменяются местами: это будет негатив. Не существует такой быстрой химической реакции, которая бы давала устойчивое позитивное изображение, нет такого черного вещества, которое моментально светлело бы под воздействием света, — так что нужно что-то решать с негативом. Концептуальный прорыв состоялся, когда пришла догадка: если негатив создавать в камере на прозрачном носителе, тогда потом останется только посветить сквозь него на фоточувствительную бумагу, чтобы получить изображение, на котором света и тени вернутся на свои места. При мокром коллодионном процессе пироксилин растворяют в смеси эфира и спирта (все эти вещества уже встречались нам на страницах этой книги) и получают вязкую прозрачную жидкость. Лучше всего покрыть фотоэмульсией стеклянную пластину, спроецировать на нее изображение и проявить, пока жидкость не застыла в твердую водоотталкивающую пленку. Если же вместо пироксилинового раствора использовать желатин (вываренный из костей, как о том рассказывается в главе 5), то можно сделать еще более светочувствительную пластину, притом сухую и позволяющую существенно увеличить время выдержки.
Фотография — удивительный пример новой технологии, возникшей из соединения нескольких уже существовавших методов и весьма незамысловатых материалов и веществ. Сложите горн, вымазанный огнеупорной глиной, и выплавите из песка или кварца с добавлением натриевого флюса стекло. Из одного слитка выточите фокусирующую линзу, другой расплющите в прямоугольную пластину для негатива, а затем, использовав ваши навыки в изготовлении бумаги, изготовьте листы фотобумаги. В фотопроцессах используются те же кислоты и растворители, к которым мы в этой книге обращаемся раз за разом, — примитивный снимок можно сделать, располагая серебряной ложкой, навозной кучей и поваренной солью. И если бы вы перенеслись в XVI в., вы легко нашли бы там все необходимые химикаты и оптические элементы для сооружения примитивной фотокамеры и могли бы показать Гольбейну, как, не ломая голову над изобретением масляных красок, запечатлеть короля Генриха VIII на фотоснимке.
Заполнение периодической таблицы элементов, применение фотографии для исследования мира — все это важные занятия для цивилизации, возрождающейся из пепла. Но когда общество встанет на ноги и жизнь в той или иной степени наладится, людям с каждым днем будет требоваться все больше базовых веществ, о которых мы здесь все время пишем. Чтобы удовлетворить растущий спрос, обществу придется освоить кое-какие сложные технологии химической промышленности.
