Młodzieniec pewnym ruchem bierze do ręki jedwabny zielony worek i wkłada ustnik. Zatyka nos i wydycha powietrze. Musi opróżnić płuca – w przeciwnym razie pomniejszy doznania. Zatyka nos i wdycha cztery kwarty (ok. 0,005 m3) gazu. Po ok. pół minucie – jak sam zanotuje później – pojawiło się „uczucie podobne do lekkiego ucisku we wszystkich mięśniach, towarzyszyło mu przyjemne mrowienie zwłaszcza w klatce piersiowej i kończynach. Przedmioty wokół mnie stały się oślepiające, a mój słuch się wyostrzył. Przy ostatnich wdechach mrowienie się zwiększyło, czułem też rozpierającą siłę i w końcu poddałem się niemożliwej do odparcia skłonności do działania. Jak za mgłą pamiętam, co się stało, wiem, że moje ruchy były różnorodne i gwałtowne”. Z notatek obserwatora: obiekt wstał i zaczął się poruszać „krzycząc, skacząc, biegając. Wyglądał jak ktoś podekscytowany niespodziewaną dobrą wiadomością”. To nie opis eksperymentu z LSD (choć nie powstydziłby się go ojciec tej halucynogennej substancji Albert Hofmann) czy extasy. Jest 17 kwietnia (niektóre źródła podają inne daty) 1799 roku. Obiekt, na którym przeprowadzono test, to 21-letni Humphry Davy, przyszły przewodniczący Royal Society. Obserwatorem jest dr Thomas Beddoes, zwierzchnik młodzieńca oraz dyrektor Pneumatic Institute w Bristolu, na którego terenie odbył się eksperyment. Cel: ustalić właściwości nowo wyizolowanego podtlenku azotu, substancji, która za kilka lat rozpocznie błyskotliwą karierę cyrkową jako gaz rozweselający.
OD PUCYBUTA DO NAUKOWCA
Humphry Davy był najstarszym z pięciorga dzieci owdowiałej Grace Davy z Penzance w Kornwalii. Przyjaciel rodziny po śmierci ojca załatwił młodzieńcowi praktykę u miejscowego aptekarza i lekarza w jednym. Młodzieniec okazał się bardzo zdolnym chemikiem. Wkrótce już sam przeprowadzał eksperymenty. Traf chciał, że zwrócił na niego uwagę (gdy chłopak zwisał z bramy ogrodowej chlebodawcy) Davies Giddy – dawny student i przyjaciel znakomitego chemika dr. Thomasa Beddoesa, a przy okazji miejscowy szeryf. Wkrótce Davy rozwinął skrzydła, korzystając z laboratorium Giddy’ego. Gdy Beddoes zaczął poszukiwania asystenta do nowo otwartego Instytutu Pneumatycznego w Bristolu, jesienią 1798 r. przyjaciel podsunął mu kandydaturę 17-latka.
Nowy mentor Davy’ego był człowiekiem orkiestrą – lekarz, były wykładowca chemii na uniwersytecie oksfordzkim, na którego wykłady tłumy waliły drzwiami i oknami. Jednocześnie zapalony geolog, poeta oraz… polityczny radykał.
Prawdziwą pasją Beddoesa była jednak chemia gazów i tworzenie substancji niewystępujących w czystej postaci w przyrodzie. Wierzył, że dzięki gazom zwalczy największą plagę swych czasów – suchoty. W tym celu – z pewnym powodzeniem – testował inhalacje czystym tlenem. Urządzenie do produkcji i zbierania gazu zaprojektował mu sam James Watt, z którym Beddoes korespondował. To nie jedyny wpływowy przyjaciel doktora. Do grona jego sympatyków należeli m.in. Erasmus Darwin, Josiah i Tom Wedgewoodowie (potentaci porcelanowi), poeta Robert Southey, utworzenie Instytutu Pneumatycznego wsparła zaś księżna Georgiana Cavendish.
Beddoes – jak wielu lekarzy w tych czasach – wierzył w teorię szkockiego medyka Johna Browna. W uproszczeniu tzw. system brunioniański zakładał, że choroby wywołuje niedobór lub nadmiar ekscytacji. Natomiast zdrowie to stan równowagi między bodźcami.
Aby kogoś uleczyć, należało więc zaaplikować mu albo odpowiedni stymulant, albo depresant. Wśród tych pierwszych królował alkohol, wśród drugich opium. Beddoes poszukiwał innych substancji mogących leczyć zgodnie z tą zasadą. Zwłaszcza gazów.
ZACZAROWANY TERMOMETR
Przed eksperymentem z 17 kwietnia tlenek azotu uważany był za trujący. Tak wynikało z badań Amerykanina Samuela Lathama Mitchilla – kolejnego korespondenta Beddoesa. Naukowiec twierdził, że wszelkie zetknięcie się z tą substancją powodowało rozkład albo śmierć. Mitchill ułożył nawet wierszyk o niszczycielskich cechach tlenku azotu (substancję tę ochrzcił nazwą septon): „Ponury septon, uzbrojony w moc ingerowania/ i maszyny zwierzęcej wyłączania”.
Davy szybko pokazał, że Mitchill badał mieszaninę dwóch związków – tlenku azotu (NO), który po zetknięciu z powietrzem tworzy trujący dwutlenek azotu (NO2) oraz podtlenku azotu (N2O). Młodzieniec postanowił zająć się tą drugą substancją, którą udało mu się wyizolować. Przed próbą z 17 kwietnia dwa razy sprawdzał, czy związek jest toksyczny, wdychając małe ilości. Jedynym efektem było lekkie odurzenie. Śmiały eksperyment – z pomysłodawcą w roli królika doświadczalnego – nikogo na przełomie XVIII i XIX wieku nie dziwił. Nowoczesna nauka – w tym chemia – była dopiero w powijakach. Nadchodziła epoka przełomowych odkryć, eksperymentowano na potęgę. Do tego stopnia, że Edmund Burke napisał w „Letter to a Noble Lord”: „Ci filozofowie są fanatykami. Bezmyślna furia pędzi ich na oślep ku każdej nowej próbie tak, że poświęciliby cały rodzaj ludzki w imię najmniejszego ze swoich eksperymentów”.
Po pozytywnej próbie, której był świadkiem, rozentuzjazmowany Beddoes uwierzył, że podtlenek azotu – jako stymulant – może leczyć tych, którym brakuje sił życiowych, czyli np. chorych na porażenie. W liście do Josiaha Wedgewooda informował go, że gaz „wydaje się działać, dając pobudzenie lub życie”. Do testów wybrał dwójkę pacjentów. 26-latek, który „po epizodzie pełnym rozpusty i rozpasania, zwłaszcza jeśli chodzi o alkohol” stracił władzę po jednej stronie ciała, po kilku seansach z gazem odzyskał czucie w sparaliżowanej ręce. Inny pacjent po raz pierwszy od wielu lat zaczął chodzić. Gdy wieść o efektach eksperymentów rozeszła się, chorzy sami zgłaszali się na cudowną kurację. Wiara w jej skuteczność była tak wielka, że dochodziło do absurdalnych sytuacji. Pewnego dnia gdy Davy wetknął pacjentowi termometr pod język, ten od razu zapewnił, że już czuje się lepiej. Po kilku zabiegach z termometrem w roli głównej zupełnie wyzdrowiał… Sceptyczny co do wyników eksperymentów jest również dr Jacek Kot z Krajowego Ośrodka Medycyny Hiperbarycznej w Gdyni. „Nie znam opisu leczniczego wpływu podtlenku azotu na jakąkolwiek postać »paraliżu «. Wręcz odwrotnie – w literaturze wspomina się o przypadkach zaburzeń neurologiczych po stosowaniu podtlenku azotu u pacjentów z niedoborami kobalaminy [wit. B12]. Jedynym czynnikiem, który mógł spowodować jakąkolwiek poprawę, był tlen, który musiał być stosowany równolegle (być może w większym stężeniu)” – spekuluje dr Kot.
CIOS MIĘDZY OCZY
Tymczasem Davy dalej eksperymentował na sobie – zwiększając i zmniejszając dawki podtlenku azotu. Jednak nigdy nie udało mu się prowadzić testu dłużej niż 5 minut. „Podtlenek azotu działa szybko i jeżeli nie ma rozcieńczania mieszaniny oddechowej powietrzem (przy zatkanym nosie lub z użyciem maski obejmującej nos i usta), to po kilku minutach już działa”– wyjaśnia dr Kot.
„Czasem okazywałem swoje zadowolenie tylko tupiąc i śmiejąc się, kiedy indziej tańcząc wokół pokoju i krzycząc” – pisał Davy w „Researches chemical and philisophical, chiefly concernig nitrous oxide…”. W maju i lipcu młody naukowiec inhalował się 3–4 razy dziennie. Gaz okazał się narkotykiem niemal idealnym: doznania nie zmniejszały się wraz z upływem czasu (choć nigdy nie były takie same), nie zanotowano objawów kaca. Davy odczuwał szczególną przyjemność, gdy inhalował się samotnie w ciemności i ciszy „zajęty jedynie idealnym bytem”. Z czasem zauważył jednak pierwsze minusy – nadwrażliwość na dotyk, irytację, przemęczenie.
Równocześnie do instytutu w Bristolu zaczęli zjeżdżać sławni przyjaciele Beddoesa i Davy’ego, którzy chcieli sami spróbować zawartości zielonej jedwabnej torby. Podczas wieczorków w instytucie zamiast herbatki śmiałkom serwowano więc podtlenek azotu. Substancja wywoływała przeróżne reakcje. Zazwyczaj jednak dominowały: mrowienie, śmiech, chęć działania, niekontrolowane wrzaski. Poeta Robert Southey w uniesieniu napisał, że „atmosfera w najwyższym niebie musi składać się z tego gazu”. Zdarzały się też nietypowe sytuacje. James Webb Tobin, sztachnąwszy się gazem, wstał i walnął Davy’ego. Następnie ruszył w kierunku nieznajomego, który właśnie wszedł do pokoju, i uderzył go kilka razy, „ale bardziej z powodu dobrego humoru niż złości” – jak później sam przyznawał w liście opublikowanym w „Researches”. Porażką zakończyły się również eksperymenty na kobietach – panie, zamiast bujać w obłokach jak mężczyźni, zazwyczaj dostawały histerii…
W ŚWIECIE IDEI
Beddoes marzył, że dzięki N2O lekarze nauczą się kontrolować ból i przyjemność, a w przyszłości człowiek będzie sprawował „władzę nad przyczynami bólu i przyjemności w sposób tak absolutny jak w tej chwili nad zwierzętami domowymi i innymi przedmiotami stworzonymi dla jego wygody”. Na fali rosnącego entuzjazmu Davy nie przestawał eksperymentować. Pod koniec listopada po podróży nawdychał się 9 kwart (0,01 m3) i zaczął tracić świadomość. Przed oczyma zobaczył inne swoje eksperymenty. Krzyknął: „Jakie niesamowite skupisko idei!”. Już wkrótce miał to miejsce poznać lepiej…
26 grudnia Davy zamknął się w specjalnym szczelnym pojemniku zaprojektowanym przez Watta. Stopniowo uwolniono tam 60 kwart (0,07 m3) podtlenku azotu. Nie zanotowano żadnych nowych doznań. Prawdziwa bomba wybuchła, gdy Humphry opuścił pojemnik i przyssał się do zielonego worka. To, co nastąpiło potem, można śmiało nazwać wyjściem z siebie. „Stopniowo jak zwiększało się odczuwanie przyjemności, straciłem wszelką łączność ze światem zewnętrznym – pisał w „Researches”– ciągi wyraźnych obrazów przemykały w moim umyśle i były połączone ze słowami w taki sposób, że tworzyły zupełnie nowe spostrzeżenia. Istniałem w świecie nowo połączonych i nowo zmodyfikowanych idei. Teoretyzowałem, wyobrażałem sobie, że dokonywałem odkryć…”. Gdy Davy’emu odebrano ustnik, przez minutę chodził po pokoju bez kontaktu z otoczeniem. Potem chciał przekazać swoje odkrycia innym, ale były „słabe i niewyraźne”. Jednak jedno spostrzeżenie wryło mu się w pamięć. „Nie istnieje nic poza myślami! Wszechświat składa się z wrażeń, idei, przyjemności i bólu!” – wykrzyknął.
Kilka miesięcy wcześniej naukowiec niemal nie znalazł się na stałe w świecie idei. A wszystko przez eksperymenty z innymi gazami. W sierpniu Davy wdychał kolejno wodór i azot zmieszany z małą ilością kwasu węglowego. Za każdym razem musiał przerywać próbę, gdyż miał wrażenie, że się udusi. To była jednak dopiero rozgrzewka. Następna w kolejce była bowiem mieszanina wodoru i dwutlenku węgla. Badacz zaczął ostrożnie – w zielonym worku pozostawił sporo powietrza. Naukowiec odczuł jedynie lekkie zawroty głowy, ból i chwilowy zanik zdolności do ruchu. Zachęcony wynikiem postanowił wyeliminować z następnej próby powietrze.
„Po drugim wdechu straciłem zdolność postrzegania rzeczy na zewnątrz i nic nie czułem poza strasznym uciskiem klatki piersiowej. Podczas trzeciego wydechu to uczucie zniknęło, i wydawało mi się, że zanurzam się w destrukcji i miałem tylko tyle siły, by wypluć ustnik”. Mimo że przez eksperyment wylądował w łóżku, Davy nie poddał się – już czekał worek z czystym kwasem węglowym…
Eksperymenty i publikacje Davy’ego nie pozostały niezauważone. Zainteresował się nim hr. Rumford i postanowił podkupić badacza dla założonego przez siebie Royal Institute. Nie okazało się to zbyt trudne i w marcu 1801 r. Davy przeniósł się do Londynu. Zajmował się głównie galwanizmem i przygotowywał wykłady. 20 lipca przeprowadził ostatnią publiczną demonstrację podtlenku azotu. W obecności 500 osób zachęcił słuchaczy do zaciągnięcia się gazem. Reporter Royal Institute zanotował, że skorzystali m.in. panowie Grosvenor, Bedford, Stodart i Underwood.
„Efekty, które wywołał [podtlenek azotu], zwłaszcza na tym ostatnim, były naprawdę wspaniałe. Pan Underwood odczuwał tak wielką przyjemność (…), że stracił łączność ze wszystkim innym, tak że worek mógł mu zostać odebrany jedynie siłą”. W następnym tygodniu w oknie galerii Jamesa Gillraya przy Bond Street pojawił się rysunek wyśmiewający tę scenę. Nie wiadomo, czy właśnie on zniechęcił Davy’ego do dalszych pokazów. Wkrótce naukowiec wynalazł bezpieczną lampę górniczą, nazwaną od jego imienia lampą Davy’ego, i – jako pierwszy – wyizolował m.in. potas i sód. W 1820 r. został przewodniczącym Royal Society. Lepszego zwieńczenia kariery nie mógł sobie wymarzyć.
POST SCRIPTUM
A co z gazem? Podtlenek azotu trafił do objazdowych cyrków. I pewnie pozostałby anegdotą i wesołym okresem w życiu wielkiego badacza, gdyby nie fakt, że gaz miał przed sobą świetlaną przyszłość. I to bynajmniej nie sceniczną. Już Davy zauważył, że podtlenek azotu „wydaje się tłumić ból i prawdopodobnie można go użyć podczas operacji chirurgicznych”. Sam miał okazję sprawdzić znieczulające działanie N2O, gdy rósł mu ząb mądrości. Nie kontynuował jednak badań w tym kierunku – zarówno Davy, jak i jego przyjaciele poszukiwali raczej źródła przyjemności niż tabletki przeciwbólowej. Ponad 40 lat później w grudniu 1844 r. dentysta Horace Wells podczas pokazu działania N2O zauważył, że osoba pod wpływem gazu nie odczuwa bólu. Stomatolog postanowił wypróbować, czy nowy środek nadaje się do znieczulania pacjentów. Wzorem Davy’ego sam został królikiem doświadczalnym…
Następnego dnia pomocnik Wellsa w asyście autora pokazu Gardnera Quincy Coltona usunął dentyście ząb mądrości. Choć operacja przebiegła pomyślnie, potrzeba było kolejnych lat, aby podtlenek azotu na stałe zagościł w gabinetach stomatologicznych, rywalizując na polu anestezjologii z eterem. Spełniła się przepowiednia ojca chemii gazowej Josepha Priestleya, który w 1774 r. w „Experiments and Observations on Different Kinds of Airs” pisał: „Nie mogę przestać sobie pochlebiać, że w przyszłości różne gazy będą miały bardzo ważne zastosowania medyczne”.