Experiment Henricha Branda, alchymisty, který snil o přeměně moči na zlato… a způsobil revoluci ve světě

Rozhodující okamžik Alchymista hledající kámen mudrců, dílo Josepha Wrighta, ve kterém umělec zobrazil objev fosforu Henningem Brandem v roce 1669.

Chtěl proměnit moč ve zlato a nakonec izoloval první čistý chemický prvek: fosfor. Povíme vám o nejodpornějším a nejabsurdnějším experimentu v historii, který vedl alchymistu Henninga Branda k tomu, že nasbíral více než pět tisíc litrů moči od svých sousedů, a nakonec položil základy moderní chemie a revolucionalizoval zemědělství.

Zápach vycházející z jeho sklepa je tak silný, že si sousedé začali stěžovat. Hennig Brand pracuje ve své laboratoři. Již několik týdnů vaří moč podle alchymistického receptu, který má údajně přeměnit „zlato ledvin“ na skutečné zlato. To, co destiluje, však není zlato, ale tajemná látka, která ve tmě svítí přízračným světlem a při kontaktu se vzduchem hoří. Aniž by to zamýšlel, se Brand právě stal prvním člověkem, který izoloval čistý chemický prvek metodami předbíhajícími moderní vědu.

Když byla alchymie respektovanou vědou

Abychom pochopili rozsah Brandova náhodného úspěchu, musíme se přenést do 17. století. Brand nebyl šarlatán, ale zvídavý člověk, který se zajímal o vědecké myšlenky té doby. Isaac Newton, génius, který objevil zákony gravitační síly, věnoval více času studiu alchymie než fyzice. Jeho tajné rukopisy, které byly po staletí uchovávány v tajnosti Královskou společností, ukazují, že věřil v kámen mudrců.

Brand zjistil, že pouhým seškrábáním malého množství této látky lze zapálit oheň. Právě vynalezl zápalky

Brand se narodil kolem roku 1630 v rodině hamburských obchodníků. Brzy se začal zajímat o alchymii. Jeho první žena Margareta přinesla do manželství velké věno, které investoval do laboratorního vybavení. Skleněné baňky dovezené z Benátek, pece z žáruvzdorných cihel, přesné váhy…

Když Margareta v roce 1666 zemřela, Brand utratil celé své jmění za honbu za chimérou alchymistické transmutace. Brand se však nevzdal. Jeho druhá manželka Anna byla vdovou po bohatém sládkovi. Svatba byla rychlá, téměř jako obchodní jednání. „Moje drahá Anno,“ napsal jí, „jsem na pokraji odhalení tajemství, které mudrci hledali po tisíciletí. S tvou podporou můžeme společně dosáhnout slávy.“ Manželství poskytlo Brandovi zdroje potřebné k provedení nejabsurdnějšího a nejzápachovějšího experimentu v historii.

Hamburk: velký pisoár

Brand se rozhodl shromáždit dostatečné množství lidské moči, aby z ní extrahoval „zlaté vlastnosti“, o nichž byl přesvědčen, že v ní jsou obsaženy – zlato bylo žluté, moč byla žlutá, proto moč musela obsahovat zlaté esence. Za tímto účelem nainstaloval nádoby ve vojenských kasárnách, tavernách… Problém přepravy 5500 litrů čerstvé moči do jeho laboratoře vyžadoval impozantní logistiku. Brand najal síť vozníků, stanovil harmonogram sběru a dokonce vyvinul systém chemické konzervace, při kterém přidával mořskou sůl, aby zabránil hnilobě.

Fosfor je důležitým a nenahraditelným zdrojem pro výrobu potravin, protože je hlavní složkou fosforových hnojiv. Dnes stojíme před „vrcholem fosforu“, okamžikem, kdy světová poptávka převýší možnosti těžby nových ložisek. Vzhledem k tomu, že v zemědělství neexistuje náhrada za fosfor, může tento vrchol vést k prudkému nárůstu cen potravin a vyvolat napětí…

Proces vyvinutý Brandem začínal fermentací moči po dobu několika týdnů, dokud se neobjevil intenzivní zápach, což odpovídá přeměně močoviny na amoniak pomocí bakterií. Poté tuto páchnoucí tekutinu několikrát destiloval a postupně koncentroval pevné zbytky, až získal pastu, kterou vystavil vysokým teplotám.

Noc objevu

Během několika měsíců Brand zredukoval svých původních pět tun moči na přibližně dva litry koncentrovaného zbytku s konzistencí kaše. Zatímco tato směs varnila v peci, Brand pozoroval řadu jevů, které považoval za slibné. Nejprve se objevily podivné barevné páry – zelené, fialové, zlaté. Poté začala viskózní kapalina kondenzovat, ale nebylo to tekuté zlato, které Brand očekával. Byla to bělavá voskovitá látka, asi 120 gramů materiálu získaného výsledkem všech těchto snah.

Brand byl připraven přiznat svou porážku, když se rozhodl prozkoumat zbytek po jeho ochlazení. Látka svítila ve tmě modrozeleným světlem, které jako by vycházelo z jejího vnitřku. Brand pozoroval – i když to nemohl vědět – pomalé oxidování bílého fosforu při kontaktu s kyslíkem vzduchu, proces, který uvolňuje energii ve formě viditelného světla. Brand si však všiml ještě něčeho znepokojivějšího: když vystavil malé množství látky působení vzduchu, samovolně vzplanula jasným plamenem a vydávala hustý kouř. Zjistil, že tuto látku může použít k rozdělávání ohně. Stačilo jen seškrábnout malé množství. Právě vynalezl zápalky.

Nejdražší tajemství Evropy

Brand uchovával tajemství svého objevu s obchodní prohnaností, aby se pokusil prodat jej za částku, která by mu vrátila alespoň část utraceného jmění. Rozhodl se využít služeb zprostředkovatele: Johanna Daniela Krafta, německého obchodníka, který prodával recepty na barevné sklo a barviva pro textil. Brand prodal Kraftovi celý svůj proces za 200 tolarů a částečně splatil své dluhy, ačkoli v té době se patenty nevydávaly a duševní vlastnictví nebylo chráněno. Kraft začal prodávat fosfor na evropských dvorech jako kuriozitu.

Když se zvědavost proměnila ve vědu

Právě díky Kraftovi získal anglický filozof a přírodovědec Robert Boyle přístup k tajemství fosforu. Boyle se neomezil na reprodukci Brandova procesu, ale jej vylepšil a publikoval, aby jej mohli ostatní vědci zopakovat. V roce 1680 Boyle publikoval „Aerial noctiluca“ (Noční světlo), pojednání, ve kterém popsal proces výroby fosforu a poskytl první systematický vědecký popis jeho vlastností, což se stalo precedentem pro to, co se později stalo moderní praxí otevřených vědeckých publikací.

Alternativy s budoucností. Vertikální kultury v uzavřených systémech mohou být řešením: znovu využívají téměř sto procent živin a produkují třikrát až desetkrát více potravin při použití stejného množství fosforu.

Antoine Lavoisier, aristokratický francouzský chemik, který přišel o hlavu na gilotině během francouzské revoluce, byl tím, kdo konečně vysvětlil, co Brand ve skutečnosti objevil. Lavoisier dokázal, že fosfor byl jednoduchý prvek: základní látka, která se nemohla rozkládat. Tento objev zničil alchymistickou kosmologii. Po staletí alchymisté věřili, že všechny kovy jsou variantami jedné společné „suroviny“ a že je možné přeměnit jeden kov na druhý úpravou poměru aristotelovských prvků: země, vody, vzduchu a ohně. Lavoisier však dokázal, že elementární látky jsou neměnné. K transmutacím nedocházelo, protože fosfor byl fosforem, železo bylo železem, zlato bylo zlatem, a tečka.

Chemik, který přišel o hlavu

Lavoisier použil Brandův fosfor jako jeden z nástrojů pro rozvoj moderní chemie. Spaloval fosfor v uzavřených nádobách a měřil hmotnost před a po spálení. Tyto experimenty mu umožnily formulovat zákon zachování hmoty: „Nic se nevytváří, nic se nezničí, vše se přemění“. Lavoisier však nebyl jen chemik, byl také nenáviděným výběrčím daní. Když přišla revoluce, ocitl se padesátiletý Lavoisier na popravišti. Revoluční prokurátor prohlásil: „Republika nepotřebuje vědce.“

Fosfor života: od DNA po hnojiva

Fosfor je základem života: každá molekula DNA ve vašem těle je podobná točitému schodišti, jehož schody jsou tvořeny dusíkatými bázemi a „zábradlí“, které drží celou konstrukci pohromadě, je tvořeno fosfátovými skupinami. Ale to není vše: ATP (adenosintrifosfát), baterie všech živých buněk, vděčí za svou energii fosforovým vazbám, které se rozpadají a uvolňují energii. Pokaždé, když stahujete sval, přemýšlíte o něčem, využíváte chemii fosforu. Kromě toho se fosfor stal jedním z nenahraditelných prvků civilizace. Moderní zemědělství je na něm závislé. Fosforová hnojiva živí více než polovinu světové populace. V medicíně se radioaktivní izotop fosfor-32 používá v léčbě rakoviny.

Má však i svou temnou stránku. Organofosforové sloučeniny patří k nejjedovatějším látkám. Během první světové války Němci vyvinuli nervové plyny na bázi fosforu. A nacisté náhodou vytvořili plyn sarin při výzkumu nových insekticidů. Brandaův příběh odhaluje hlubokou myšlenku, kterou později formuloval filozof Karl Popper: „Věda pokrokuje ne díky ověřování správných teorií, ale díky vyvracení chybných teorií. Naše chyby jsou stejně poučné jako naše úspěchy.“