Efekt potwierdzenia, czyli złoty interes Martina Frobishera

Martin Frobisher, urodzony w Yorkshire około roku 1535, był żeglarzem i korsarzem jej królewskiej mości Elżbiety I. Był człowiekiem raczej prostym i niezbyt gruntownie wykształconym, ale energicznym, obdarzonym żyłką awanturnika i talentem do zawierania przydatnych znajomości. Kiedy zbliżał się do czterdziestki, postanowił odnaleźć legendarne przejście północno-zachodnie wokół arktycznych wybrzeży Ameryki Północnej, otworzyć dzięki niemu alternatywny szlak handlowy prowadzący do Chin i zdobyć w ten sposób sławę i majątek. Ponieważ potrzebował sponsora, zwrócił się do Kompanii Moskiewskiej, potężnej spółki akcyjnej posiadającej monopol na handel z Rosją. Kompania jako instytucja nie była z początku zainteresowana wspieraniem Frobishera (jej wcześniejsze próby dotarcia do Chin szlakiem północno-wschodnim nie powiodły się), ale jej londyński przedstawiciel, Michael Lok, zdołał przekonać do przedsięwzięcia kilku wpływowych akcjonariuszy, a także innych kupców i ważnych osobistości, zainteresować nim Tajną Radę Anglii, a nawet zapewnić Frobisherowi pomoc merytoryczną głównego doradcy naukowego królowej Elżbiety, sławnego Johna Dee – matematyka, astronoma, znawcy nawigacji i kartografii, a przy tym okultysty, astrologa i alchemika.

Dzięki wsparciu finansowemu i przychylności dworu Frobisher wyruszył w roku 1576 na poszukiwanie przejścia północno-zachodniego. Nie znalazł go wprawdzie, a raczej znalazł coś, co później okazało się dużą zatoką, znaną dziś jako Zatoka Frobishera, a nie (jak sądził) początkiem drogi na zachód między Ameryką Północną a Azją – ale dotarł do Ziemi Baffina, zostając jej „odkrywcą”. Cudzysłów jest tu uzasadniony faktem, że ta ogromna wyspa (takie jest dosłowne znaczenie jej inuickiej nazwy Qikiqtaaluk) była zasiedlana od tysięcy lat przez rdzenną ludność kanadyjskiej Arktyki, a później odkrywana przez Inuitów i skandynawskich wikingów. Niemniej dzięki ekspedycji Frobishera dowiedziała się o jej istnieniu szesnastowieczna Europa.

Ryc. 1.

Wśród osobliwości przywiezionych do Anglii był spory kamień ciemnej barwy, znaleziony na wyspie Kondularn w Zatoce Frobishera. Dla samego Frobishera miał z początku wartość czysto symboliczną jako dotykalny dowód na istnienie nowego lądu – kawałki skały otrzymali jako upominki z Nowego Świata jego przyjaciele. Ale połyskujące wrostki mineralne zaintrygowały Loka, który dał swój fragment do zbadania trzem ekspertom złotnikom. Wszyscy zgodnie stwierdzili, że skała nie zawiera żadnego cennego kruszcu, ale Lok szukał raczej potwierdzenia swoich nadziei niż ich sfalsyfikowania, dlatego zwrócił się do czwartego rzeczoznawcy. Był to Giovanni Battista Agnello, wenecki alchemik osiadły w Londynie. Stwierdził on obecność w skale drobin złota i poprosił o większą liczbę próbek. Wydobył z nich więcej złotego pyłu i pokazał go Lokowi. Ten spytał, jakim cudem trzech innych ekspertów mogło przegapić obecność złota. Bisogna sapere adulare la natura (trzeba wiedzieć, jak schlebić naturze) – brzmiała odpowiedź alchemika.

Ryc. 2.

Po tych zachęcających wynikach badań Lok łatwo uzyskał od królowej i Tajnej Rady zielone światło dla drugiej ekspedycji Frobishera w roku 1577. Tym razem w kilku lokalizacjach zarówno na wyspie Kondularn, jak i na samej Ziemi Baffina założono kopalnie odkrywkowe dla pozyskania jak największych ilości „czarnej rudy”. Zaczęto także tworzyć nową Kompanię Katajską (czyli Chińską), która miała się zająć eksploatowaniem bogactw naturalnych Arktyki, a w dalszej perspektywie żeglugą do Chin i handlem wzdłuż nowego szlaku. Mimo pracy w trudnych warunkach i niełatwych stosunków z rodzimą ludnością Ziemi Baffina przywieziono do Anglii ok. 200 ton urobku. Zajęli się nim kolejni eksperci, skonfliktowani zresztą z sobą nawzajem, ale tym razem zgodni co do tego, że skała jest złotonośna. Najwięcej metali szlachetnych znalazł w niej niemiecki metalurg Burchard Kranich, oskarżany później, że celowo „podrasował” próbki dla lepszego efektu, dodając do nich drobiny złota i srebra. Zapewne nie on jeden postępował w ten sposób, bo „eksperci” walczyli o intratne stanowiska w powstających zakładach wytopu złota, a wszystkich ogarnął nastrój znany nauce jako confirmation bias (efekt potwierdzenia, czyli selektywne ignorowanie wyników negatywnych i przesadne zaufanie do pozytywnych). Odpowiednie piece zbudowano w Dartford w Kencie, a szefem przedsięwzięcia został kolega i rywal Kranicha, Jonas Schutz. Trzeba było tylko zdobyć przemysłowe ilości rudy.

Inwestorzy chętnie złożyli się na trzecią, tym razem naprawdę wielką wyprawę w roku 1578. Składała się z piętnastu statków, a na ich pokładach podróżowało m.in. 147 zawodowych górników. Martin Frobisher dostał od królowej złoty łańcuch na szyję jako prezent na drogę. Choć nie wszystkie cele zostały osiągnięte (nie założono na Ziemi Baffina stałej kolonii), to przywieziono ponad 1100 ton „czarnej rudy”. Część tej ilości trzeba było odzyskać z narażeniem życia z wraku jednego ze statków, który pod koniec podróży powrotnej zatonął u wybrzeży Irlandii.

Dziś wiemy, że skały wydobyte przez Frobishera składają się w większości z hornblendy. Są bardzo stare (1,7–1,8 mld lat), ale nie zawierają nic szczególnie cennego. Zawartość złota w połowie z nich jest niższa niż w wybranym na chybił-trafił brukowcu. Jeśli coś w nich błyszczy, to kryształki miki lub siarczku żelaza. Zakłady w Dartford działały przez kilka lat. Próbowano w nich wydobyć z rzekomej rudy złota cokolwiek – oczywiście bez skutku. Reputacja kilku ekspertów ucierpiała, lecz burza „rozeszła się po kościach”, a najsurowsze konsekwencje poniósł Michael Lok, ścigany sądownie przez rozczarowanych inwestorów i kilkakrotnie zamykany na krótko za długi. I on jednak jakoś przeżył te upokorzenia. Frobisher miał już jednak po dziurki w nosie interesów tego typu. Nie chciał być założycielem kopalń ani faktorii hadlowych, tylko odkrywcą nowych ziem i szlaków morskich. Na to jednak nie dostał już pieniędzy, zrezygnował więc z kolejnych wypraw eksploracyjnych i zajął się wojowaniem na morzu z Hiszpanami. Za męstwo, które okazał jako dowódca jednej z eskadr podczas bitwy z Wielką Armadą w roku 1588, otrzymał tytuł szlachecki i odtąd stał się sir Martinem. Nie wypominano mu wówczas skandalu biznesowego, w który wplątał się prawdopodobnie w dobrej wierze.

Ryc. 3.

W roku 2015 Kanadyjskie Muzeum Historii w Gatineau (oddzielonym tylko rzeką od stolicy w Ottawie, ale położonym w Quebecu) zwróciło się do muzeum miejskiego w Dartford z pytaniem, czy nie znalazłby się gdzieś autentyczny kawałek „rudy” z Ziemi Baffina. Co prawda większość z tego, co przywiózł Frobisher, zużyto jako gruz wykorzystywany na budowach, ale w wyniku prac archeologicznych udało się zidentyfikować nieco oryginalnych kamieni z Arktyki. Jeden wrócił do Kanady drogą lotniczą i można go podziwiać w muzeum w Gatineau. Ten konkretny okaz nie jest co prawda czarny, ale za jego autentyczność ręczą geolodzy. W Irlandii odnaleziono także część ładunku utraconego podczas zatonięcia statku trzeciej wyprawy Frobishera.

Historia Frobishera nie jest oczywiście jedyna w swoim rodzaju. Ludzie, w tym naukowcy, mają skłonność do subiektywnej oceny faktów, która pod wpływem oczekiwań i zaangażowania emocjonalnego może prowadzić do błędnej oceny rzeczywistości. Na przykład wiele „pozytywnych replikacji” eksperymentów Ponsa i Fleischmanna po ogłoszonym przez Uniwersytet Utah w roku 1989 sukcesie „zimnej fuzji” (rzekomej katalitycznej syntezy helu z deuteru w temperaturze zbliżonej do pokojowej) miało podobne źródło jak przesadny optymizm bohaterów afery z „czarną rudą”: presję na jak najszybsze „podpięcie się” pod sukces – w tym przypadku pod domniemane odkrycie pachnące nagrodą Nobla. Także opinia publiczna była podekscytowana perspektywą niewyczerpalnego źródła taniej energii bez potrzeby budowania reaktorów termojądrowych. Wśród ośrodków, które szybko potwierdziły odkrycie, była i warszawska Wojskowa Akademia Techniczna. Opamiętano się dopiero wówczas, gdy najpoważniejsze laboratoria zreplikowały eksperyment z wynikiem negatywnym. Nie zawsze łatwo powiedzieć, w ilu przypadkach była to jawna mistyfikacja, a w ilu – nieświadome naginanie metodologii i pomiarów do hurraoptymistycznych oczekiwań. Widać tu wiele analogii do poczynań elżbietańskich alchemików, metalurgów, przedsiębiorców i polityków znęconych fatamorganą bogactw Nowego Świata.

Co do przejścia północno-zachodniego, odkryła je ekspedycja Roberta McClure’a w roku 1850, a jako pierwszy pokonał je w całości drogą morską Roald Amundsen w latach 1903–1906. Do handlu z Chinami nie nadaje się zupełnie. Na północy Ziemi Baffina (Mary River w regionie Qikiqtaaluk) działają od kilku lat kanadyjskie kopalnie, nie wydobywają jednak złota, tylko rudę żelaza bardzo wysokiej jakości.

Opisy ilustracji

Ryc. 1. Martin Frobisher. Portret autorstwa Cornelisa Ketla namalowany na zamównienie Kompanii Katajskiej w roku 1577 dla uczczenia sukcesu drugiej wyprawy do Ziemi Baffina. Źródło: Digital Bodleian (domena publiczna).
Ryc. 2. Ziemia Baffina. Turkusowa strzałka wskazuje Zatokę Frobishera (omyłkowo uznaną za przejście północno-zachodnie). Autor: Connormah (strzałka dodana). Źródło: Wikipedia (licencja CC BY-SA 3.0).
Ryc. 3. Autentyczny fragment „rudy” przywiezionej przez Frobishera, podarowany przez muzeum w Dartford Kanadyjskiemu Museum Historii. Foto: Piotr Gąsiorowski.

Jak z ludzkiego moczu uzyskać srebro – poradnik wielce praktyczny

Przyznam, że chciałbym zobaczyć minę Henniga Branda (czasem zapisywanego jako Brandt), gdy któregoś wieczoru w 1669 roku, wszedłszy do swojej pracowni alchemicznej w Hamburgu, zauważył, że wnętrze retorty, w której prowadził od wielu dni eksperyment, jest wypełnione bladozielonym światłem. Co ciekawe – wylot retorty nie był nawet ciepły. Niesamowite delikatne i zimne światło – coś, czego nikt dotąd nie stworzył.

Obraz “The Alchymist” – autor Joseph Wright of Derby (1771)

Licencja: domena publiczna

Ale może najpierw kilka słów o samym alchemiku. Nie znamy dokładnej daty jego urodzenia (ok. 1630), niewiele wiemy o wykształceniu, data śmierci też jest wątpliwa (ok. 1692 albo 1710). Zachowały się natomiast informacje o tym, że brał udział w wojnie trzydziestoletniej. Uszedł szczęśliwie z życiem, a potem zajął się handlem i leczeniem ludzi. Miał do tego wykształcenie? Otóż nie, ale nie przeszkodziło mu to w nazywaniu siebie doktorem i praktykowaniu medycyny. Zarobione pieniądze przeznaczał przede wszystkim na wyposażenie porządnej pracowni alchemicznej. Przy okazji posiadł umiejętność dmuchania szkła i budowania aparatury szklanej. No cóż, w owych czasach alchemicy musieli sobie radzić sami, sklepów ze sprzętem nie było. Zarobki lekarskie nie były chyba imponujące, dlatego też poszukał sobie innego źródła gotówki, a był to posag naprawdę majętnej żony. Hobby alchemiczne było jednak drogie, pieniądze z posagu dość szybko się zaczęły kończyć. Żona alchemika zdążyła mu urodzić dwójkę dzieci, po czym zmarła. Brand miał szczęście, ponieważ poznał kolejną kobietę, jeszcze bardziej bogatą niż pierwsza. Jej syn z pierwszego małżeństwa został asystentem alchemika. Obaj cierpliwie pracowali – jak na alchemików przystało – nad uzyskaniem kamienia filozoficznego. Nie wiedzieć czemu Brand założył, że można go wydzielić z ludzkiego moczu. Czyżby zaintrygowała go barwa? Jedno jest pewne – surowca nie brakło. Pomocnicy zbierali go z całego miasta i znosili do laboratorium. Zanim jednak Brand zaczynał eksperymenty, pozostawiał naczynia z żółtym płynem na słońcu. Podejrzewam, że zapach w okolicy był… no, raczej niezbyt miły.

Tak czy inaczej po latach doświadczeń zupełnym przypadkiem dokonał swojego największego odkrycia. Dziś procedura zastosowana przez Branda jest znana (ale nie próbujcie robić tego w domu!). W pierwszym etapie zagęszczał duże porcje moczu do uzyskania gęstego ciemnego syropu, następnie oddestylowywał z niego czerwonawy olej. Pozostałość po schłodzeniu rozdzielała się na ciemną gąbczastą substancję oraz mieszaninę soli. Sól była usuwana, a czerwony olej mieszany z czarną gąbką i silnie ogrzewany, a następnie prażony przez 16 godzin. W trakcie tej operacji najpierw wydzielały się białe dymy, następnie krople oleju, a na końcu zestalała się biaława substancja o konsystencji wosku – pierwiastkowy fosfor!

Krótka informacja o chemii tego procesu: w moczu obecnych jest wiele związków fosforu (w większości w postaci fosforanów). Zagęszczanie i prażenie powodują z kolei zwęglanie substancji organicznych, które także są zawarte jako metabolity w moczu. Uzyskany węgiel pierwiastkowy redukuje związki fosforowe do pierwiastkowego fosforu (konkretnie do tzw. fosforu białego). Ot i cała chemiczna tajemnica. Warto dodać, że pierwsza część procesu Branda, czyli „dojrzewanie” świeżego moczu, nie ma żadnego wpływu na wydajność procesu otrzymywania fosforu.

Czym jednak było to fascynujące zimne zielonkawe światło, które tak zachwyciło alchemika? Tu nie ma niczego tajemniczego. Biały fosfor jest najbardziej reaktywną odmianą tego pierwiastka (o innych napiszę w części drugiej). Jeśli zostanie on wystawiony na wilgotne powietrze, ulega bardzo powolnemu utlenieniu do szeregu związków. Reakcjom tym towarzyszy emisja światła widzialnego o charakterystycznej barwie. Dlatego też biały fosfor przechowuje się w wodzie – brak dostępu tlenu powoduje, że utlenianie nie zachodzi.

Nazwa fosfor ma pochodzenie starogreckie – słowo φωσφόρος oznacza dosłownie „niosący światło”. Od nazwy pierwiastka pochodzi pojęcie fosforescencji, ale tu muszę ostrzec, że świecenie, które obserwował Brand, nie było fosforescencją, lecz chemiluminescencją. Pierwsze z nich to zjawisko fizyczne, drugie – chemiczne. Chemiluminescencja to proces, w którym reakcja chemiczna powoduje niejako przy okazji wydzielanie światła. Jeśli widzieliście kiedyś latające nocą świetliki, to byliście właśnie świadkami zjawiska chemiluminescencji.

Tak czy inaczej – Brand oczywiście nie otrzymał kamienia filozoficznego. Nie mógł go otrzymać, bo taki kamień nie istnieje. Ale i tak fosfor przyniósł mu nie tylko sławę alchemiczną, ale też całkiem spory majątek. Procedurę jego otrzymywania sprzedał swojemu przyjacielowi z Drezna, Johannowi Danielowi Krafftowi, za sumę 200 talarów. Nie szukajcie kursu ówczesnego talara w tabelkach, już go od dawna nie ma. Znalazłem w sieci, że jeden talar był wtedy wart ok. 20 gramów czystego srebra. Czyli – łącznie 4 kg srebra. Nie wiem, czy to dobra cena za lata pracy w oparach cuchnących sików.

A w drugiej części napiszę trochę więcej o tym, co dziś wiemy o fosforze. Będzie o alotropii, biochemii, ale też o tym, że fosfor tworzy śmiertelnie niebezpieczne związki.