Дмитрий Иванович Менделеев
Жизнь и творчество великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева всегда будет предметом пристального изучения исследователей. Наследие, завещанное нам этим гигантом научной мысли и научного дела, поистине неисчерпаемо. Родившись в 1834 году и еще на студенческой скамье (в 1855 году) начав научную работу, Д. И. Менделеев до самой своей смерти (1907) плодотворно и напряженно работал над развитием химической науки и заводского дела в России. Он оставил яркий след не только во всех областях химии и ее приложений, но и в целом ряде смежных дисциплин, развитию которых он содействовал своим авторитетом, побуждая к активности и вдохновляя русских ученых. Наиболее крупным свершением научного гения Д. И. Менделеева явилось открытие взаимной связи всех атомов в мироздании, нашедшее свое выражение в Периодическом законе химических элементов. Этот закон, над которым сам Менделеев работал почти сорок лет, находя все новые и новые подтверждения своему открытию, уточняя и углубляя его, еще при жизни его, а особенно на глазах нашего поколения, после его смерти, превратился в неугасимый маяк, освещавший и освещающий науке новые пути исканий. В настоящее время Периодический закон химических элементов получил значение глубочайшего закона природы. В этой книге, не претендующей на исчерпывающий анализ творчества Д. И. Менделеева, показывающей его в самых главных, самых основных чертах, вы найдете глубоко жизненный портрет великого химика, девизом которого было изречение: «Посев научный взойдет для жатвы народной». Он изображен без прикрас, как сын своего времени. Здесь не затушеваны отдельные ошибки и срывы в его мировоззрении. Но вместе с тем вы почувствуете, читая эту книгу, как передовая мысль лучших людей русской науки неизменно стремилась нащупать верную дорогу на материалистическом пути естествознания, подготовляя тот чудесный расцвет всех наук, который является достоянием и знаменем советской эпохи. Автор сумел увидеть и, воспользовавшись новым и малоизвестным широкой аудитории материалом, показать нам на фоне этих исканий правдивый облик Менделеева в лаборатории его мысли и творчества. Слова Менделеева, которыми автор заканчивает книгу, на самом деле являются ключом к ней. Мне хотелось бы, чтобы с этих прекрасных слов вы начали ваше знакомство с Менделеевым, который всегда помнил и чувствовал, что труд есть радость и полнота жизни. Герой Социалистического Труда академик Н. Д. Зелинский
«Наука только тогда благотворна, когда мы ее принимаем не только разумом, но и сердцем». Д. Менделеев (1857)
I. МЕНДЕЛЕЕВА НЕЛЬЗЯ ПРИГОВОРИТЬ К БЕЗДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Менделеев в юности был тяжело болен, и врачи приговорили его к смерти. Предполагали, что у него последняя степень чахотки: время от времени у него горлом шла кровь. Тогдашние врачи долго не могли распознать истинной причины этих кровотечений. А их вызывал совсем не смертельный и, при известных условиях, даже не очень опасный порок сердечного клапана. В автобиографических заметках, написанных уже под старость, Менделеев вспоминал об этой врачебной ошибке ворчливо, но благодушно. Однако представьте себе печально обнаженные стены лазарета Главного педагогического института в Петербурге, где учился Менделеев. Представьте себе худощавого, голубоглазого юношу, ослабевшего от потери крови и еще хуже чувствующего себя от пребывания в постели. Неподвижность его угнетает. Он много читает и пишет- больше, чем разрешают больничные правила. Только это примиряет его с неприветливыми стенами больницы.
Директор института хочет перевести его учиться в Киев. В то время как там уже расцветают акации и ночи над Днепром дышат теплотой нагретого за день песка, в Петербурге голые ветви Летнего сада цепенеют от мокрой измороси. Однако Менделеев отказывается покинуть север. Он дорожит каждым часом пребывания именно здесь – в Петербургском Главном педагогическом институте.
Что ему мелочная опека наставника, слишком подробное расписание будней, которые томят иных его друзей! Вырвавшись на свободу, они назовут институт «тюрьмой» и «застенком духа». Менделеев не с ними. Быть может, он даже привязан к этой кровле, под которой стоят шкафы с книгами и где вечерами долго не гаснет масляная лампа на его столе…
Менделеев не выносит даже вида институтского лекаря Кребеля. Когда тот приходит, юноша откидывается на подушки и закрывает глаза. В одно из таких посещений лазарета, думая, что Менделеев спит, лекарь говорит директору громче, чем это полагается над постелью больного:
– Этот уже не встанет…
Представьте себе все это и попробуйте угадать, что станет делать Менделеев, оставшись один. В глубокой тоске он долго еще будет лежать с закрытыми глазами. А затем… Вы думаете, он покорно подчинится велению рока, провозглашенному лекарем? Поддастся безысходному отчаянию? Будет биться головой о железные скрепы больничной койки? Ничего подобного! Он приподымается с подушек и начинает приводить в порядок записи своих лекций.
Его можно приговорить к смерти, но нельзя приговорить к ничегонеделанию. Жить для него – это значит узнавать. Жить – это значит мечтать широко и привольно, вырываясь свободной мыслью сначала за стены училищного лазарета, затем за грани своей эпохи. Жить – это значит творить, трудясь безустали, с неиссякаемым вдохновением.
Таков Менделеев, и не удивляйтесь, когда узнаете, как много этот великий химик успел сделать в своей жизни.
Его поддерживал напор могучих жизненных сил, еще скрытых, еще таящихся под запретом болезни. Ей нельзя поддаваться! Ведь столько надо успеть посмотреть, проверить, самому изучить и заново приспособить к людской пользе! Временная слабость не должна быть помехой для подготовки к большому делу жизни. Менделеев и верил, и все-таки до конца не мог поверить в безнадежность своего положения. Во всяком случае, он страстно не хотел чувствовать себя недолгим гостем на прекрасной земле, лишь по недоразумению нищей, по недоразумению несчастной. Он готов был вмешаться во все ее беды. В нем жила и зрела ответственность человека, который уже знал, как хорошо может быть, а беспокойный нрав заставлял неотступно думать над тем, что для этого надо сделать.
Он был искренне убежден, что для этого нужно совсем немного. В сущности, наивно полагал он, все в мире стоит на своих местах: при пашне состоят мужики и помещики, при заводах – рабочие и заводчики, за прилавками – купцы, в министерствах – чиновники, при войске – офицеры, и царь, как ему полагается, на троне. Правда, эти люди делают не совсем то, что им положено, и совсем не так, как следовало бы…
Совсем недавно Менделеев совершил на лошадях многотысячеверстный путь из Тобольска до Москвы, а оттуда до Петербурга. Он видел великий российский простор: нескончаемость лесов, приволье степей и красоту рек. Он вырос на стекольном заводике, который вела горячо любимая им мать. В пламени горнов речной песок перерождался в прозрачное стекло, находившее тысячи необходимейших применений. Сколько таких бросовых материалов, вроде песка, закопано по стране! Лужайки в тайге, песчаные плесы, груды мертвых камней, глиняные завалы – все это само по себе, конечно, небольшое богатство. Но тот, кто узнает, как этим воспользоваться, может обещать доброму хозяину настоящий прок от большого труда. Человек должен завести в природе собственные порядки. А тогда здесь, на русском приволье, всем всего достанет…
Менделеев вступал в жизнь с пылкой мечтой служить родному народу. Но как расплывчато у него это понятие! Для него это прекрасное слово «народ» вмещало всех: и «лапотников» и «бархатников». Он надеялся, что и тех и других, без коренной ломки, удастся приурочить к спасительному делу, вручить им рычаг, на который стоит лишь всем «миром» навалиться, как можно будет горы своротить, все клады земли из-под них повыбрать. Этот рычаг- наука, выросшая из потребностей жизни. Он не допускал мысли, что люди могут не захотеть этим рычагом воспользоваться, что для достижения всеобщего достатка люди еще должны освободиться от захребетников, сговориться между собой о
слаженном труде, научиться справедливо распределять его плоды, а не жить по волчьему закону – все Друг другу враги…
«С какой радостью снова поступил бы я в институт, где я впервые испытал сладость трудового приобретения»,- так через год после выпуска Менделеев писал директору обители «раболепства и обскурантизма», как называли Главный педагогический институт другие передовые люди России. Это разноречие не должно нас удивлять. Добролюбов, который окончил филологический факультет Главного педагогического института, имел, конечно, достаточно оснований утверждать, что общий строй жизни этого учебного заведения был задуман так, чтобы превратить его в крепость мракобесия и рассадник духовной нищеты. Но Менделеев, со своими взглядами, не мог быть в этом вопросе его единомышленником.
К тому же на естественно-математическом факультете, в отличие от других, преподавали люди, которые не только не ставили целью закрывать от юношества новые горизонты науки, но, наоборот, прилагали все усилия, чтобы насколько возможно шире раздвинуть кругозор своих питомцев.
Отдельных предметов, а значит и профессоров, на этом факультете было немного. «Ради этого, – писал впоследствии Менделеев, – огонь в нашем очаге не тух от избытка топлива, а мог только разгораться…»
На лекциях математики над кафедрой вздымались могучие плечи Михаила Васильевича Остроградского. Голос его гремел. На экзаменах ему ставили два стула рядом. Испытуемым он задавал простые, но коварные вопросы: для ответа на них надо было не помнить, а думать. Услышав удачный ответ, он весело ворчал: «соображает», и особенно отличившихся называл «архимедами» и «ньютонами». В свое время Остроградский отказался от кафедры, предложенной ему в Париже, в коллегиуме Генриха IV. Он предпочел ей малозаметный поначалу труд воспитателя молодых ученых в родной стране. И в увлечении этим делом он не знал границ… Он никогда не укладывался в рамки обычной оценки готового знания. Он стремился вдохнуть в своих слушателей постоянную неудовлетворенность достигнутым, внушить им настойчивость и дерзость в познании. Его требовательность была соразмерна с его нетерпением увидеть как можно больше русских «ньютонов» и «архимедов» на большом, живом деле созидания русской науки. О его любовном, высоком спросе с них говорила даже его привычная неуклюжая пословица: «Математику на 12 баллов, – говаривал он, – знает один господь-бог, я ее знаю на 10 баллов, а вы все на нуль». Знать математику на 10 баллов, что он оставлял для себя, очевидно, означало быть соратником славнейших геометров и механиков.
Для выдающеюся русского математика «смежными» науками оказывались все области нарождавшегося точного естествознания. И среди них на первом месте – физика, развивающая великий закон, высказанный еще за сто лет до того Ломоносовым, гласивший, что энергия не может создаваться из «ничего» и не может исчезнуть, она способна лишь превращаться из одной формы в другую. Неисчислимые следствия, вытекающие из этого закона, позволяли теоретически рассчитывать тепловые машины и обещали ввести точный расчет в изучение тайны тайн – сущности химических процессов. Ведь в них происходили не только преобразования неизменяемого вещества, но и превращения энергии. Именно химические процессы были главным источником той же теплоты.
Граничила с математикой, которую преподавал Остроградский, и астрономия. О новых трудах по развитию «небесной механики» рассказывал своим воспитанникам Остроградский, врываясь тем самым в область своего «соседа» – профессора А. Н. Савича.
Читая лекции, Остроградский увлекался, и мысль опережала руку. Он часто бросал писать и продолжал формулы на словах. Только «архимеды», среди которых был и Менделеев, успевали следить за сверкающим потоком идей, пока он не обрывался… «А теперь посмотрим», – говорил, наконец, лектор и, оглядываясь на чистую доску, где не на что было смотреть, смущенно мял в руках платок вместо губки…
Увлечения захватывают. В IX томе собрания сочинений отца русской авиации Н. Е. Жуковского помещены рядом статья «Ученые труды М. В. Ост- роградского» и восторженный отзыв «О работах Д. И. Менделеева по сопротивлению жидкостей и воздухоплаванию». В сближении этих имен в истории русской механики мы не видим случайности. Влиянию Остроградского можно смело приписать столь успешные отклонения Менделеева в область механики струй и газов.
Неутомимую разностороннюю пытливость Менделеева отличал и Степан Семенович Куторга – другой выдающийся профессор, читавший в институте геологию и «геогнозию»[1]. Куторга умел различать виды гранитов и гнейсов, кувшинок и роз, современных моллюсков и вымерших миллионы лет назад зверей с мордами дельфинов, плавниками кита, зубами крокодила и рыбьими хвостами. Это был один из последних представителей ранней науки, которая жадно и любовно описывала все разнообразие сущего. На смену подобным энциклопедистам закономерно приходили представители эры узкой специализации. Одни только перечни земноводных тварей, камней, руд и минералов, вместе с описанием их качеств, начинали вырастать в целые тома. Необозримое пространство естествознания начинало распадаться на крошечные участки, трудолюбиво исследуемые отдельными отрядами знатоков. Отдельными, но и объединенными! Но Куторга скорее чувством, чем суждением, угадывал в дымке неизвестного единство законов мироздания.
Куторга не удивился бы, если бы ему сказали, что всего через несколько десятилетий геологическое изучение земной коры (которому он, кстати сказать, посвятил первую в России научно-популярную книжку в области геологии) объединится не только с химией, но и с зоологией и с ботаникой. Наука сумеет с единой точки зрения объяснить и причины преобладания зеленых тонов в окраске горных пород Уральских хребтов, в причины повсеместного рассеяния металла церия, и хрупкости костей поволжского скота, и появления в тех местах, где можно надеяться найти золото, венчика золотособи- рающего растения Lonусеrа, цветущего подобно легендарному цветку Ивановой ночи над кладом… Но прежде еще должна появиться естественная Периодическая система химических элементов Менделеева… Куторга не дожил до этого торжества естествознания. Но у него, у этого старого энциклопедиста, впервые говорившего с университетской кафедры о дарвинизме, учил Менделеев уважению к большой научной задаче поисков единства среди хаотического, на первый взгляд, нагромождения частностей.
Однако наиболее полно овладеть его воображением сумел не пламенный Остроградский, не блестящий Куторга, неистощимый в выборе тем для своих лекций, а медлительный, тяжеловесный профессор Александр Абрамович Воскресенский.
Что могло сблизить этих столь непохожих друг на друга людей? Один из них – неудержимый мечтатель, пылкий и нетерпеливый. Другой – умудренный философ, которого жизненные разочарования так и не смогли сделать желчным скептиком, но научили ждать и находить тихие радости в скромных делах.
В тридцатых годах прошлого века Воскресенский окончил тот же Петербургский педагогический институт по первому разряду и, получив золотую медаль, был отправлен в Германию.
Глава гиссенской химической школы Либих, как он сам впоследствии рассказывал Менделееву, получил в лице Воскресенского наиболее талантливого ученика, которому «все давалось с легкостью, который на сомнительном распутье сразу выбрал лучший путь». Об этом Менделеев написал в биографии Воскресенского.
Германские химики недаром многозначительно переглядывались при упоминании этого имени. Для развития химии много дали его первые блестящие исследования некоторых типов веществ, получивших широкое применение в быстро развивавшейся германской науке и технике. От Воскресенского ждали еще и еще. Однако через два года он уехал в Россию, и с тех пор его имя почти не появлялось ни в одном из журналов, публиковавших первые сообщения о новых работах. Оно ярко сверкнуло только раз, в связи с открытием состава яда, сходного с кофеином и содержащегося в какао. Это возбуждающее в небольших дозах вещество Воскресенский назвал теобромином. Больше он не публиковал ничего заметного. Не лень и не беспечность были тому причиной.
Воскресенский оставил готовую его всячески обласкать заграницу и вернулся в родную страну. В России в то время только закладывались первые химические заводы, хотя у России был Ломоносов. Традиции русской химической науки жили в университетах. География ранней русской химии – это география университетских центров.
Воскресенский, так же как и его современник, выдающийся русский химик Зинин, начинал путь почти в одиночестве. Оба они ощущали себя центрами зарождения отечественной химической науки.
Один камень может вызвать лавину. Сдвигаясь с места, он увлекает два других, те сдвигают следующие, и скоро грандиозный поток камней грохочет по ущельям. Для того чтобы процесс создания русской химической школы разрастался подобно такой лавине, одному Воскресенскому приходилось читать химию и в университете, и в педагогическом институте, и в институте путей сообщения, и в инженерной академии. Постепенно отбирались ученики: продолжатель дела родоначальника русской физической химии Ломоносова Н. Н. Бекетов, Н. Н. Соколов, Д. И. Менделеев и многие другие, впоследствии любовно называвшие неповоротливого толстяка Воскресенского «дедушкой русской химии».
«Дедушка» угадывал таланты с проницательностью большого ученого, каким он, несомненно, и был, и растил их с терпением и страстью крупного педагога. Менделеева роднила с ним бродившая в обоих неистощимая закваска жизнерадостности. «Другие говорили часто о великих трудностях научного дела, – писал Менделеев, увековечивая память своего учителя, – а у Воскресенского мы в лаборатории чаще всего слышали его любимую поговорку: «Не боги горшки обжигают и кирпичи делают». Воскресенский, как и Остроградский, больше всего ценил в своих воспитанниках живую мысль[2].
Именно об этом – о собственных исследованиях, о своем участии в раскрытии самых глубоких тайн природы – под влиянием Воскресенского мечтал Менделеев. У него была уже даже собственная маленькая программа дальнейшей работы. Вернее, не программа, а как бы главное устремление, перечень основных вопросов, которые он хотел бы природе задать. Все эти вопросы относились к области химии.
II. О ДАЛЕКИХ СВЕРШЕНИЯХ И ЗАБЫТЫХ ОШИБКАХ
Как будто не богата событиями жизнь студента закрытого учебного заведения. Жизнь в четырех стенах, в окружении примелькавшихся лиц. Ни ярких происшествий, ни увлекательных встреч!..
Но так ли это? А разве каждая лекция, каждая лабораторная работа – это не встреча с новым, будоражащим ум, воображение, страсть? Лаборатория – только с виду тихая обитель. В действительности это никак не приют для вялых созерцателей.
Приходится еще раз добром помянуть Воскресенского, который помог юному Менделееву разглядеть за сухими листами академических сочинений, испещренных химическими символами, взрывы разочарований, горечь разбитых надежд, новые их вспышки и радости заслуженных – всегда заслуженных! – успехов.
Воскресенский вводил Менделеева в мир самых волнующих приключений, в мир борьбы идей, исход которой решал опыт – беспристрастнейший и справедливейший судья. Для того чтобы последовать за молодым Менделеевым в мир приключений человеческой мысли, который его увлекал до самозабвения, нужно хотя бы бегло перелистать несколько страничек истории химии. То, что для нас уже история, для Менделеева было живой действительностью. Журналы, печатавшие споры, следы которых нам придется искать в пожелтевших фолиантах, лежали на его рабочем столе. Книги, участвовавшие в давно забытых перипетиях борьбы, стояли у него в шкафу. Что это были за споры и какие книги в них участвовали, можно заключить из слов самого Менделеева. Много позже, отмечая память своего учителя, Менделеев писал о Воскресенском:
«Он… проводивший и в чтениях и в сочинениях идеи Берцелиуса… всегда ясно видел, что истинное знание не может ограничиваться односторонностью, а потому нас, начинающих, заставлял сопоставлять мысли и взгляды Берцелиуса – с учениями Дюма, Лорана и Жерара, тогда уже выступивших, но еще далеко не получивших господства».
Большинство этих имен у современного читателя не вызывает никаких воспоминаний. Однако они принадлежат выдающимся научным деятелям до-менделеевской эпохи химии. Это имена участников борьбы, в которой выковывалось понятие об атоме.
Во времена Воскресенского существование атомов было для химиков только сомнительным и необязательным предположением. Постичь, что свойства, которые вещество проявляет в большой массе, должны зависеть от свойств каких-то мельчайших его частиц, было очень не легко. Для этого надо было быть таким титаном мысли, как Ломоносов, атомистические воззрения которого намного опередили его время.
С одной стороны, эту мысль подсказывали наблюдения даже над простейшими химическими соединениями. Опыты утверждали, что составные части известного сложного вещества вступают в соединение между собой в определенной пропорции.
Ознакомимся с типичным образчиком рассуждений, которые приводили химика того времени к понятию об атоме.
Например, для образования киновари нужно всегда одно и то же относительное количество ее составных частей – серы и ртути.
Можно представить себе большой опыт, в котором 4 пуда серы соединяются с 25 нудами ртути. При этом образуется, без малейшего остатка, 29 пудов киновари.
Можно уменьшить масштабы опыта, повторив его с 4 фунтами серы и 25 фунтами ртути. Результат останется точно подобным первому – сера и ртуть соединятся без остатка. Этот же результат можно воспроизводить во все меньшем и меньшем масштабе, доходя до мельчайших долей единицы веса…
Но дальше естествоиспытатель имел бы дело с исчезающе малыми порциями соединяющихся веществ. Он мог продолжить деление веществ только мысленно, предположительно. И он неизбежно спрашивал себя: до какого же предела можно при этом дойти?
Долгое время этот вопрос считался неразрешимым. Способов непосредственного наблюдения строения вещества еще не было известно. Можно было только предполагать, что дробление вещества на все более и более мелкие части нельзя продолжать до бесконечности. А когда оно останавливается – это значит, что мы дошли до мельчайшей неделимой частицы вещества – до атома[3].
Неделимой частицы!..
Слово «неделимой» приводило в смущение исследователей, когда они вплотную подходили к понятию об атоме. Как представить себе частицу, имеющую объем, длину, но дальше неделимую?[4]
Решительный сдвиг в науке об атоме знаменовало открытие закона природы, оставшегося в науке под названием «закона кратных отношений» .
Этот закон был очень сильным косвенным доказательством существования атомов. С утверждением этого закона «атомистическая гипотеза», уже превращенная Ломоносовым в орудие познания, выдвигалась на первый план.
Как странно чувствуешь себя, перенесясь в эпоху, когда то, что сейчас так бесспорно для нас, вызывало осторожные оговорки! Существование атомов в наше время – это олицетворенная несомненность. Принимая ее сразу, чуть ли не с детских лет, как готовое утверждение, мы часто забываем о том, что до нас существование атомов было доказано десятками различных способов, ценой усилий целых поколений исследователей.
Древние философы создали замечательные, хотя и умозрительные, представления на эту тему. Римский поэт Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» писал:
Мед и молочная влага
Чувства приятные на языке нам всегда оставляют. Горький полынь же и золототысячник дикий, напротив, Вкусом своим отвратительным морщиться нас заставляют. Ты узнаешь без труда, что приятно ласкают нам чувства Те вещества, коих тельца первичные круглы и гладки. Те вещества же, которые горьки и остры по вкусу, Цепкие, тесно сомкнутые тельца в себе заключают…
Представления древних атомистов были плодом могучих усилий философской мысли античности, но творцы их и не помышляли о подтверждении своих предположений опытом. Но химик нового времени не может «воображать» природу. Опыт учит его сдержанности. Для него он не только критерий истины, но и орудие ремесла. Опыт – это вопрос, который задается природе, и если он поставлен правильно, природа даст на него ответ.
Если атом – реальность, то он должен быть наделен, как и всякий предмет материального мира, множеством разнообразных свойств. При открытии закона кратных отношений он позволил обнаружить себя по одному из признаков этих свойств – постоянному весу, с которым он входит в соединение. Однако этого мало. Должны, непременно должны быть еще какие-то свойства атомов, которые определяют различие веществ между собой и способность их взаимного соединения.
Вскоре после открытия закона кратных отношений один из учителей Воскресенского, упоминаемый Менделеевым шведский химик Берцелиус, начал исследовать действие на разные тела электрического тока и пришел к убеждению, что атом открылся ему еще с одной стороны – со стороны своих электрических свойств. Он построил целую теорию «электрической химии», и до поры до времени эта теория удовлетворяла науку, но в дальнейшем оказалось, что эта теория ошибочна.
За работами северной лаборатории – в стране гранита, белых ночей и фиордов – с огромным интересом следили все выдающиеся химики, с которыми Берцелиус состоял в оживленной переписке. Эти работы нашли свое отражение в журналах и учебниках, которые, занимаясь химией, изучал Менделеев.
В Стокгольме, в маленьком двухэтажном домике, в котором жил Берцелиус и где помещалась его лаборатория, были сделаны первые крупные исследования действия на различные тела гальванического тока. Берцелиуса издавна увлекала идея, что всякое химическое соединение состоит из сходящихся противоположностей. Она получала в этих исследованиях как будто наглядное подтверждение.
Одни тела отлагались из растворов на том полюсе батареи гальванических элементов, который обозначался знаком «плюс», другую категорию тел привлекал к себе отрицательный полюс цепи. На этом полюсе, отмеченном знаком «минус», отлагались, например, доказывая тем самым свою положительную электрическую заряженность, металлы, щелочи.
Берцелиус шел дальше. Он объяснял, что положительный заряд окисла металла натрия образуется потому, что положительный заряд натрия преобладает над отрицательным зарядом кислорода. Если же с кислородом соединяются атомы несколько менее положительной серы, то окисел обнаруживает отрицательный заряд. Образование сернокислого натрия (глауберовой соли) происходит в результате взаимного соединения этих противоположно заряженных окислов и т. д. и т. п.
Открытие закона кратных отношений как нельзя более устраивало Берцелиуса. Он доказывал существование атомов. Оставалось предположить, что в каждом атоме существует два противоположных электрических полюса, и все химические явления, казалось, разом получали единое объяснение.
Берцелиус считал, что «полюсы» атома не должны содержать равных количеств электричества, иначе они взаимно уничтожаются, и атом будет электрически нейтрален. Электричество одного полюса должно преобладать над электричеством другого. Берцелиус учил, что оно находится на одном из полюсов в «большем сгущении».
Все это граничило, конечно, с чистой фантастикой. Электрохимическая теория Берцелиуса, по ироническому замечанию Менделеева, которое он обронил в лекциях по основам химии, объясняла «мало известное совершенно неизвестным, или еще более темным».
На самом деле, ставя свои первые электрохимические эксперименты, скандинавский ученый слышал тихий и не очень внятный шопот природы, начавшей рассказывать ему одну из самых глубоких своих тайн – тайну электрического строения атома[5]. Трудности, которые он при этом испытывал, один остроумный физик сравнил с затруднительным положением слушателя концерта, который пытался бы по исполняемой музыкальной вещи догадаться об устройстве рояля… Пробуя истолковать свои наблюдения на языке химии, Берцелиус проявил и отвагу и изобретательность. За это его осуждать никак нельзя. Но к своему химическому пересказу действий тока на различные вещества Берцелиус слишком многое добавил от себя и слишком упорно именно на этих добавлениях настаивал.
Берцелиус представлял себе химическое соединение так: атомы различных элементов в соединении сходятся своими противоположными полюсами. Точно так же он объяснял, почему электрический ток разделяет соединение на его составные части. Берцелиус считал, что гальванический ток, притекающий со стороны, восполняет запас электричества, утерянный атомами при соединении, и позволяет им выделиться в прежнем свободном состоянии. Интересно, что русский ученый М. Г. Павлов (1793- 1840) развивал правильные взгляды на этот вопрос. Он говорил о возбуждении электрических атомов в процессе их соединения.
Свои взгляды Берцелиус опубликовал в классическом руководстве.
«Если электрохимические воззрения верны, – уверенно провозгласил в своем учебнике шведский химик священную формулу, отдающую теорию на суд опыта, – то из этого следует, что каждое химическое соединение зависит единственно от двух противоположных сил, положительного и отрицательного электричества, и что каждое соединение должно состоять из двух частей, соединенных действием электрохимической реакции… Из этого следует, что каждое сложное тело, из скольких бы частей оно ни состояло, может быть разделено
на две части, из которых одна будет электрически положительной, а другая – отрицательной»[6].
Таким образом, условие было поставлено.
Теперь опыт должен был сказать, исполнится ли решительное предсказание, то есть будет ли верна выдвинувшая его теория.
Берцелиус и его сторонники находили все новые и новые подтверждения этой теории, которая обосновывала представления о «двойственном» строении любого сложного химического вещества. Двойственность возводилась во всеобщий принцип химии. Ради цельности схемы уже отрицалось самое естественное предположение, что тела состоят из своих простейших составных частей.
Через пятнадцать лет после окончания института Менделеев в своих первых университетских лекциях подробно останавливался на событиях этого времени. Застенографированные студентом Никитиным, они составляли почти всю первую часть опубликованного Менделеевым в 1869 году замечательного химического руководства «Основы химии». Менделеев учил студентов опасаться в науке предвзятости, и в качестве ее примера он называл ошибку Берцелиуса. Именно предвзятость побуждала Берцелиуса и его последователей видеть в сернистом натрии не естественное сочетание серы, кислорода и натрия, а две воображаемые составные части: электроположительную серную кислоту и электроотрицательный натр; в квасцах различать не их действительные простейшие составные части, а результат сочетания выдуманного электроотрицательного «элемента», например сернокислого аммония, и электроположительного, скажем, сернокислого калия, и т. д.
Многие вещества сторонники системы Берцелиуса обозначали двумя различными способами. Одна – практическая, «рабочая» – формула описывала соединение так, как оно в действительности происходило, перечисляя исходные – атомные – составные части сложного тела. Другая формула – «теоретическая» – соответствовала тем скрытым и только подозреваемым соотношениям полярно-противоположных частей, которые, по идее Берцелиуса, притягивались друг к другу различными электричествами и тем самым придавали прочность соединению. Правда, большинство этих фантастических скрытых составных частей никогда не удавалось выделить в свободном состоянии. «Но элемент фтор тоже никому не приходилось видеть»[7], – возражал Берцелиус скептикам, которые называли его условные формулы «химией несуществующего».
До поры до времени обо всем этом еще можно было спорить.
Но наступил момент, когда спорить уже было не о чем, а спор продолжался…
Удар по электрохимической теории Берцелиуса, от которого она уже не оправилась, был нанесен из Франции. Его нанесли исследователи, изучавшие один из способов химического соединения веществ, когда один элемент вытесняется из сложного соединения другим. В простейших случаях такого вытеснения на место одного атома одного элемента встает также один атом другого элемента.
Теоретическому изучению этого вопроса неожиданно способствовала неудача одного бала в Тюильрийском дворце в Париже. Приглашенное на один из вечеров общество, собравшееся повеселиться, вынуждено было разойтись по домам: залы дворца были наполнены едким паром. Его испускали восковые свечи, горевшие коптящим пламенем. Директор королевского фарфорового завода в Севре считался как бы придворным химиком. Он был очень смущен, когда к нему обратились за разъяснением: он не мог допустить умаления своего престижа, но откуда директору фарфорового завода было знать природу испускаемого свечами ядовитого дымка? Под большим секретом он поручил исследование подозрительных свечей своему зятю – профессору и академику Жану Дюма. Дюма тем более охотно занялся этим делом, что ему пришлось уже им заниматься по поручению другой стороны. Сейчас к нему обращались пострадавшие потребители, а недавно он принимал у себя поставщика. Тот показывал ему образцы воска, который нельзя было выбелить обычным способом и который поэтому не находил сбыта. Зная, какие советы он подал торговцу свечами, Дюма легко объяснил происшествие в Тюильри. Выбеленные хлором, по его собственному совету, свечи, как оказалось, нашли сбыт во дворец… В этих свечах, повидимому, оставался хлор, который и выделялся в виде соляной кислоты при горении свечи. Удушливые пары, разогнавшие людей, – это и были пары соляной кислоты. Причины неприятности, таким образом, были отысканы, и можно было принять меры против ее повторения. Таким образом, было исполнено все, что требовалось от директора фарфорового завода.
Но для химика Дюма самое интересное только начиналось. Неожиданно им был установлен тот факт, что при обработке хлором органические вещества обладают способностью поглощать этот элемент, причем в больших количествах!
Здесь хлор не был случайной примесью. Научному исследованию открывались новые просторы. При их обследовании была сделана важнейшая находка: оказалось, что при отбелке хлором свечей водород, который входит в состав воска, непосредственно замещался в сложной частице горючего вещества хлором.
По словам современника химики встретили этот вывод Дюма «безграничным изумлением, чтобы не сказать – презрительным недоверием». Еще бы! Это простое заключение было убийственным для теории Берцелиуса. Основное условие, под которым Берцелиус, как мы помним, отдавал свою теорию на суд опыта, нарушалось. Оказалось, что электроположительный водород мог быть замещен… электроотрицательным хлором, то есть в одной молекуле могли быть соединены вместе два электроположительных и два электроотрицательных элемента.
Но вслед за тем ученик Дюма Лоран (которому многие историки химии приписывают главную роль в раскрытии значения факта замещения водорода) исследовал действие хлора на нафталин и полностью подтвердил предсказание Дюма о том, что
и в нафталине водород может быть замещен хлором.
Берцелиус пытался сопротивляться. Он находил, что явление замещения одного элемента другим идет вразрез с основами науки (под наукой он разумел – увы! – только свою электрохимическую теорию). Во имя этой теории он пытался отрицать факты, а заодно, как мягко выразился один из историков химии, «в своих ежегодниках порицал всю ученую деятельность Лорана».
Однако открытие факта замещения электроположительного водорода в воске электроотрицательным хлором было лишь ракетой, с которой начиналась атака. Появились еще более убедительные факты, добивавшие электрохимическую двойственность. Оказалось, что в результате действия того же хлора на уксусную кислоту можно было получить так называемую «трихлоруксусную кислоту» – еще одно соединение, в котором водород также оказывался замещенным хлором.
И все-таки Берцелиус не сдавался!
Продолжая отрицать очевидность, он искал – и ему казалось, что он находил,- в трихлоруксусной кислоте все то же, по его мнению, «скрытое», а в действительности воображаемое, сложное сочетание электроположительных и электроотрицательных частей.
Но безжалостный опыт разрушал одно его построение за другим. Была проделана обратная реакция: в трихлоруксусной кислоте хлор снова был замещен водородом. Таким образом, из трихлоруксусной была снова получена обыкновенная уксусная кислота. Теперь уже было окончательно ясно, что все происходило так, как предполагали противники Берцелиуса и вопреки его ошибочной теории.
В конце концов химия должна была отказаться от электрохимической теории в том виде, в каком она была введена Берцелиусом.
Современники неоднократно упоминали, что, находясь в зените своей славы, Берцелиус «лишь изредка согласовался с мнением других». Но отчаянное упорство, с которым он отстаивал свои ложные воззрения, нельзя объяснить одной лишь замкнутостью характера и преувеличенным чувством превосходства. Ведь Берцелиус отстаивал свои ошибочные взгляды даже тогда, когда бесстрастный опыт, выполняя условия, заранее сформулированные им же самим, оставил от его теории лишь груду обломков.
Берцелиус обладал тончайшей интуицией, великолепным «химическим чутьем», которое часто давало химикам повод удивляться, что он «находил истину там, где у него не было почти никакой точки опоры». Но ни это, ни чудесное искусство умелого аналитика не смогли спасти от краха исследователя, посмевшего предписывать природе законы, которые ей не были свойственны.
«Не в полярном различии тел, а в совокупном влиянии всех элементов на свойства образуемого соединения стали искать потом объяснения известных реакций», – рассказывал Менделеев в «Основах химии» уже своим собственным ученикам о периоде развития химической науки, который был связан с критическим преодолением взглядов Берцелиуса.
«Такое отрицание,- продолжал он, рассуждая как диалектик, – не ограничивалось одним разрушением шатких основ предшествовавшего, оно выступило с учением новым, положило основание всему направлению нашей науки».
Французский химик Дюма, в пылу спора по поводу электрохимической теории Берцелиуса, воскликнул однажды: «Не было еще идеи, более вредной для развития химии, чем эта!» Менделеев не был склонен, подобно Дюма, приписывать электрохимической теории и ее творцу одну только вредоносность. Пусть, сама по себе, теория оказалась ошибочной. Однако она выдвинула на первый план важнейший вопрос о внутреннем строении вещества. Под влиянием Берцелиуса, и в спорах с ним, химики стали особое внимание уделять определению ближайших составных частей химического соединения, то есть определению групп простейших атомов, из которых строится сложная частица вещества. Продолжая изучение реакций замещения, они увидели в сложных частицах таких веществ, как воск, нафталин, уксусная кислота и другие, подобие зданий, «в которых части, состоящие из водорода, можно заменить, без разрушения всего здания, такими же частями, состоящими из хлора или кислорода», как образно писал об этом сам Дюма.
Впоследствии знаменитый русский химик А. М. Бутлеров заключил опыт всех своих предшественников в новой, подлинно научной, теории химического строения сложных частиц или молекул. Эта теория и заложила уже прочное основание всей современной химии, которую можно смело назвать химией молекул. В наше время химик занимается тем, что по указаниям теории «разбирает» или «строит» молекулы – сложнейшие конструкции из атомов различных веществ.
Менделеев не осуждал Берцелиуса за его неудачу. Но его нисколько не привлекала безнадежная и обреченная верность шведского химика своему развенчанному кумиру, своей ниспровергнутой опытом теории. Менделеев восхищался подлинно научным рыцарством, которое, по его мнению, воплощалось в строгой объективности Воскресенского. «Истинно научным делом», по словам Менделеева, Воскресенский считал «только возможно твердое следование за фактами, добывать которые и разбирать он и учил массу своих слушателей».
Это узнавание недаром было активным, вполне в духе Менделеева. Направление его выражалось столь действенными глаголами, как «добывать» и «разбирать». В этом критическом анализе не было и следа неверия в теорию, охватившего в то время всю массу химиков мира. Первое время после крушения электрохимической теории, которая, казалось, впервые, с единообразной точки зрения обнимала всю химическую науку и по одному общему признаку позволяла классифицировать все химические вещества, очень многие европейские химики проявляли отвращение ко всякому умозрению. Они считали, что надо лишь полно и добросовестно собирать факты и не следует пытаться их толковать… Вопреки этим скептикам, Менделеев вошел в химию с твердым убеждением, что если ученые отказываются от широких обобщений, смиряют дерзкий порыв человека к разоблачению основных тайн природы, это происходит исключительно от слабости их знаний, а совсем не потому, что наука имеет чисто эмпирический характер.
Исторические поражения учили Менделеева лишь тому, что надо лучше подготовлять смелые попытки наступления на неведомое. Они внушали скромность и помогали отчеканить метод познания природы. А этот единственный верный метод заключается в том, что мысль от обобщения фактов неизменно опять возвращается к опыту и безбоязненно встречает его проверку своих заключений.
Открывавшийся перед Менделеевым во всей своей сложности мир опытного знания радовал его. Это был прочно опирающийся на нерушимые законы природы мир высшей справедливости. Здесь нет первенства по старшинству, есть первенство только по заслугам. Каждый может задать природе вопрос, и если он сумеет услышать ответ, природа ответит ему, кто бы он ни был. Древняя легенда рассказывала о царе, который хотел сразу все узнать, и о великом геометре Эвклиде, который отвечал ему, что, увы, в науке нет «царского пути». Воскресенский открывал своим ученикам мир науки не как Олимп, жилище богов, а как обширную мастерскую. В этом прекрасном мире существовало в конечном счете одно движение – вперед. Даже ошибки исследователей были плодотворны для развития знания. Они предостерегали других от выбора неверного пути. И кто-кто, а Менделеев этими предостережениями воспользовался в полной мере!
Это он написал в предисловии к своему руководству «Основы химии», с любовью посвященному всем начинающим изучение этой науки:
«Лишь связь идей с фактами и наблюдений с направлением мыслей, по моему мнению, может действовать в надлежащую сторону, иначе действительность ускользнет и на место ее легко встанет
фикция… чего мне всеми силами хотелось избежать в своем изложении».
И еще в своей юношеской работе «Удельные объемы» он писал: «Без фактической основы, руководствуясь каким-либо соображением, мы не можем и не должны вводить что-либо в науку».
Мы познакомились с некоторыми эпизодами истории науки, которые вызывали раздумья молодого Менделеева. Если мы, вместе с Менделеевым, оценим их напряженность, их внутреннюю драматичность, мы поймем, что побудило его смолоду выбрать удел усидчивого труженика лаборатории, прикованного к пробиркам и газовым рожкам, почему, едва ли не единственный из целого выпуска студентов Главного педагогического института, Менделеев на всю жизнь оставил своей основной специальностью химию.
Да, работа химика лишена всякого внешнего блеска! Человек в прожженном халате, с пальцами, коричневыми от кислот, внимательно и молчаливо отмеривает, взвешивает, пересыпает, соединяет жидкости и порошки. Счесть ли время, которое он тратит на подготовку, на продумывание опыта, на выжидание конца сменяющих друг друга реакций… Химия – это школа терпения и выдержки, но в то же время это и арена борьбы за истинное познание природы.
Вместе с тем именно химия казалась Менделееву той дорогой, следуя которой, действуя с умом, можно рассчитывать быстрее всего достичь могущества. А он о нем пламенно мечтал. Не для себя, нет! Для своей страны. Мысль о ней у него всегда была первой, мысль о себе – всегда последней! Даже когда он сражался за признание первенства
своих работ, он делал это «не ради славы своего, а ради славы русского имени». Источник достатка и могущества народа, как он его понимал, он видел в расцвете производительных сил. В химии воплощалась с детства захватившая его мечта – обратить на пользу людям простые, дешевые, доступные, «повсюдные», как он выражался, то есть повсюду распространенные, вещества.
Природа осмысленная, подчиненная строгим законам, устремленная к человеческим целям, природа в пробирках, горнах, заводских печах – против дикой природы, строптивой, сопротивляющейся, скрытой и необузданной, – вот величественное поле вековой борьбы, исход которой – он в это верил – призвана решить химия. Химия – совершеннейшее оружие в арсенале человеческого ума и труда. Его стоит оттачивать, им стоит учиться владеть.
Темпераментный, увлекающийся, нетерпеливый, Менделеев в школе Воскресенского воспитывал в себе сдержанность, аккуратность, осмотрительность. Эти достоинства необходимы исследователю, который хочет уверенно пользоваться экспериментом. С этим вооружением, и в то же время оставаясь прежним Менделеевым – пламенным энтузиастом познания, – он вступил в самостоятельную научную жизнь.
* * *
Итак, Менделеев еще на школьной скамье, но уже, о чем бы он ни думал, чтобы он ни делал, его мысли сходятся к одному главному пункту, как световые лучи, попадающие в линзу. Он слушает лекцию профессора А. Н. Савича по астрономии -
предмету, как будто достаточно далекому от его химических устремлений, – но и здесь он находит нечто важное для своих замыслов: астрономия раскрывает перед ним картину всеобщего движения.
Когда Земля, благодаря усилиям астрономов, «сдвинулась со своих устоев», тогда косные умы захотели закрепить хотя бы Солнце и звезды. Но астрономия вслед за тем открыла, что и Солнце неуклонно движется.
Все движется! В кажущемся хаосе всеобщего движения царствует, однако, строгий порядок.
Быть может, у Менделеева уже вспыхивают в уме смелые сравнения. Разве не напоминает солнечную систему крохотная молекула аммиака со своим «сдерживающим Солнцем» – атомом азота – и своими планетами – атомами водорода, из сочетания которых она состоит? Молекула поваренной соли- разве это не «двойная звезда из натрия и хлора»?..
В действительности это поэтические образы, не больше того. Именно как к поэтическим аллегориям Менделеев вернется к этим сравнениям в своей лекции, которую он напишет уже в зрелые годы для Фарадеевских чтений в Англии.
Но сейчас в подобных сравнениях заложен для него глубокий смысл. Не открывают ли они путь к познанию важнейшей тайны химии, в которую он мечтает проникнуть, – тайны сродства химических веществ, вступающих в соединение? Большинство химиков этот вопрос нисколько не волнует. Они готовы без конца пробовать все новые сочетания веществ, с наслаждением изучать все новые и новые производные этих сочетаний в их бесконечном разнообразии. Их интересует главным образом результат химической реакции, то есть превращения одних веществ в другие, отличающиеся от исходных по своим свойствам. Каков тайный механизм этой реакции – это может заинтересовать только человека с особой склонностью к физическому мышлению, то есть особым вкусом к вскрыванию основ сущего.
Но именно таков Менделеев!
И размышляя над мучающими его химическими загадками на уроке астрономии, он продолжает смелое – слишком смелое! – сближение идей. Профессор Савич рассказывает о том, как вся новая теоретическая астрономия, или, что то же, «небесная механика», развилась из закона тяготения. Этот закон, простой, как дыхание, неотразимо убедителен во всех своих проявлениях. Падает яблоко – его притягивает к Земле та же сила взаимного тяготения масс, которая удерживает Землю на ее орбите около Солнца и превращает в рой падающих звезд, или астероидов, обломки миров, встречающихся на пути нашей планеты. Масса тела – последняя основа природы. От сил электрического поля можно загородиться металлическим экраном. Но нельзя себе представить никакого экрана, способного ограничить действие силы взаимного притяжения масс. Электричество бессильно против изолятора. Но ничто не может изолировать море от действия силы притяжения Луны, вздымающей приливную волну. Не является ли масса атома главной характеристикой вещества, от которой зависит все его поведение в реторте химика? Кто может сказать, так это или не так?
Так это или иначе, Менделеева увлекала во всем этом возможность самому действенно вмешаться в естественное течение событий. Положение химика выгодно отличается от положения астронома тем, что он может не только наблюдать интересующие его явления природы, но и по своему произволу создавать особые условия для изучения заинтересовавшего его факта. Это и значит поставить опыт.
Опыт позволяет, например, устранить несколько возможных причин наблюдаемого явления, оставив только одну, – так сказать, «очистить» его. Затем уже можно без помех удостовериться, действительно ли изучаемые следствия связаны с предполагаемой их причиной. Не считаясь со временем, ученый умножает число примеров, подтверждающих уловленную им закономерность. Он испытывает ее всеми способами, он сам себя всячески старается опровергнуть, прежде чем признает: «да, это так».
И если, в заранее намеченном пункте, теория совпадает с фактами и, таким образом, получает в них новую опору, то предвидение оправдывается… Какой это праздник человеческой мысли! Как волнующе прекрасно, «на дно не опираясь… пересягать пропасти неизвестного, достигать твердых берегов действительности и охватывать весь видимый мир, цепляясь лишь за хорошо обследованные береговые устои».
Эти слова предпослал одному из самых значительных своих научных трудов – «Основам химии»-Менделеев, уже профессор, ученый, который до конца своих дней не потерял усвоенного в школе Воскресенского поэтического отношения к науке. Романтикой познания всегда была овеяна в его глазах каждая страница истории развития и приложения к химии новой для нее атомистической теории, получившей окончательное признание уже при его непосредственном участии (нельзя забывать, что сам Менделеев – добросовестнейший ученый и осторожный экспериментатор – еще долгое время в своих сочинениях называл ее «атомистической гипотезой», то есть предположением).
Таким образом, задача была поставлена! Менделеев отправлялся на поиски загадочных, таинственных сил, управляющих слиянием атомов в химическом соединении.
Путь был намечен! Путь, на котором исследователя сразу же ждали ослепительные удачи. И одна из них, самая близкая, которую он не захотел полностью признать только потому, что он не ее искал…
III. МЕНДЕЛЕЕВ ЗАНИМАЕТСЯ ИЗОМОРФИЗМОМ
Главный педагогический институт был окончен Менделеевым в 1855 году. В его стенах молодой химик успел уже стать знаменитостью. Его первая- еще студенческая – исследовательская работа[8], порученная ему руководителем кафедры химии, предназначалась к опубликованию в серьезном специальном журнале. Характерно, что она должна была искать приюта в журнале по горному делу: ни одного химического журнала в России в то время еще не было.
На выпускном экзамене сияющий Воскресенский принимал поздравления с блестящей подготовкой своего воспитанника.
Немногочисленные знатоки, присутствовавшие на торжестве, отмечали не только отличную эрудицию диссертанта, но и другое: злободневность и остроту темы, избранной для защиты. Для успеха на экзаменах вполне достаточно было бы воспроизвести какую-нибудь прославленную реакцию, вошедшую во все руководства. Достаточно было даже
повторить одно какое-нибудь классическое измерение, доказав тем самым способность дотянуться до высокой техники эксперимента, некогда проявленной учителем. Но нет, ареопагу профессоров было доложено вполне своеобразное исследование.
Менделеев обратился в нем к изучению удивительной способности некоторых веществ заменять друг друга в кристаллах, не меняя, или почти не меняя, формы кристаллической постройки. Это было необъяснимо с точки зрения распространенных тогда воззрений на природу химического соединения, – воззрений, ставивших под сомнение существование атомов.
Выбирая предмет для своего исследования, Менделеев достигал того, к чему стремился. Он сразу вступил в сражение, происходившее на бранном поле химической теории. Исход этого сражения в глазах современников отнюдь еще не был решен, что и составляло его главную заманчивость для нового бойца.
Сторонники ошибочных взглядов Берцелиуса, искавшего в любом химическом соединении обязательной двойственности, отвечавшей игре скрытых электрических сил, отступали в беспорядке. Но в лагере победителей существовала тоже немалая сумятица. Как уже было сказано, мало кто давал себе труд углубленно анализировать положение, сложившееся на поле боя. И еще меньше было охотников подобрать и обновить оружие, брошенное разгромленным противником, хотя многое в этом вооружении представляло серьезную ценность.
Главной из этих ценностей было признание необходимости найти единую меру химического вещества. Этой мерой и служит атом. Над ее уточнением
й сам Берцелиус и другие исследователи трудились много, упорно и плодотворно до тех пор, пока предвзятые идеи не свернули их с правильного пути.
Новые, более полные и совершенные представления о строении химического начала – элемента – должны были окрепнуть, преодолевая ложные идеи, но одновременно используя здоровое, разумное, материалистическое зерно, которое было добыто предшественниками. Между тем исследователи, неспособные мыслить диалектически, вместе с ошибками склонны были зачеркнуть весь пройденный путь.
Однако сама природа химических превращений, или, как говорят химики, реакций, все время возвращала исследователя к мысли об атоме и его свойствах. Дерево химии разрасталось: все новые и новые вещества, все в новых и новых сочетаниях входили в круг знаний химика. И они совсем не собирались приноравливать свое поведение к тощим схемам теоретиков. Затруднения практиков предупреждали о том, что пренебрежение теорией начинало мстить за себя.
Менделеева, в его студенческой работе, увлекало стремление вложить и свой «пай» в уточнение атомистических представлений. Он с тем большим жаром взялся за предложенное ему Воскресенским исследование случаев замещения одних веществ другими в таких сложных атомных постройках, как кристаллы, что это и был прямой шаг к осуществлению его замыслов: разгадать тайну химических связей между атомами.
Некоторые элементы, при всем своем различии вели себя в кристаллах сходным образом. Им было
присвоено название, по обычаю составленное из двух греческих слов: «isos», что значит «разный», и «morphe» – «вид», «форма», а само явление получило имя «изоморфизм».
Объекты исследования, избранные Менделеевым, были не только поучительны, но и красивы. Кому не приходилось любоваться игрой огней, пусть даже не в драгоценных камнях, а хотя бы в обыкновенных кристаллах каменной соли! Кто не восхищался бесконечным разнообразием узоров в снежинках! Они радуют глаз точностью своих геометрических форм.
Но для исследователя – химика, минералога – кристаллы – это еще «к тому же выразители внутренних качеств вещества, атомов. Атомы группируются в кристалле друг подле друга, подчиняясь силам, между ними возникающим. Всеми своими внешними очертаниями – расположением ребер, углов, граней-кристалл наводит на мысль о какой-то правильной атомной постройке. Каковы законы этой постройки, на каких свойствах атомов они основаны – эти мысли захватывают естествоиспытателя, который держит в руках чудесный камушек, так изобретательно отграненный самой природой. Сама природа отчеканила этот прозрачный ключик к се важнейшей тайне – строению вещества.
Исследователь погружает кристалл одного из изоморфных по отношению друг к другу веществ в насыщенный раствор второго такого же вещества. Исходный, казалось бы чужеродный, кристаллик начинает обрастать с поверхности новыми слоями новых атомов. Это значит, что условия притяжения друг к другу частиц атомной постройки остаются почти неизменными. Частицы второго изоморфа так же ориентируются друг около друга, как и частицы первого. И те и другие выбирают в кристалле одни и те же места, на которых им в одинаковой степени легко удержаться. Они садятся вблизи угла, где уже засевшие в кристалле атомы могут с ними энергичнее взаимодействовать, где большее число связей свободно. От ребра к ребру пролегают стройные цепочки атомов, они ложатся параллельными рядами и образуют новые поверхностные слои и грани.
Менделеев, конечно, не представлял себе этой картины с такой ясностью, с какой она рисуется исследователю в наше время, когда химик и физик пронизали кристалл светом рентгеновских лучей, длина волны которых соизмерима с размерами атома. Они уловили на экране «зайчики» от рентгеновских же лучей, отраженных внутренними атомными слоями кристаллической постройки, измерили эти слои с величайшей точностью. Менделеев изучал лишь основы этого знания. Он с восхищением наблюдал, как изоморфные друг другу вещества выкристаллизовываются из смешанных растворов в виде общих кристаллов. Их количественные отношения непостоянны. Атомы как бы перемешиваются: в постройке может участвовать больше атомов одного из изоморфных веществ или, наоборот, меньше.
Это зависит от того, сколько тех или других веществ будет находиться в растворе. Если смешать растворы калиевых и аммониевых квасцов, то при пересыщении этих растворов не выделяются в отдельности кристаллы квасцов того или другого рода: в каждом отдельном кристалле будет содержаться и калий и аммоний. Изоморфные смешения, то есть взаимные замены близких по свойствам веществ, особенно часто встречаются в минералах.
Известь и магнезия, глинозем и окись железа, магнезия и закиси марганца часто замещают друг друга без перемены кристаллической формы. Попробуйте уяснить хитрую механику этих замен без участия атомов!..
***
В своей студенческой работе Менделееву кое- что удалось добавить к тому, что до него было известно о поведении атомов в кристаллах, составленных из смеси изоморфных веществ. Но для него эта работа была не только пробой сил. Пытливо всматривался он в смутные связи, обозначавшиеся в его опытах между составом и свойствами разнообразных «твердых растворов» изоморфных веществ. Кто мог в то время предвидеть, какое интересное развитие получат эти исследования в его собственных работах о растворах, которые в дальнейшем заложат основу целого направления в русской и мировой химии!
Несколько забегая вперед, следует отметить еще одну важную особенность этой первой научной работы Менделеева. В ней отчетливо проявилось то направление поисков, следуя которому исследователь пришел впоследствии к величайшим открытиям в области химии.
В явлении, которое приковало к себе внимание молодого ученого – в изоморфизме – отчетливо обнаруживались удивительные черты сходства в поведении различных элементов. В своем капитальном труде «Основы химии» сам Менделеев впоследствии отмечал, что первые наблюдения над изоморфизмом учили его открывать «сходство соединений» различных элементов. Мы увидим дальше, насколько эти наблюдения были важны.
Впрочем, все похвалы на экзамене радовали учителя гораздо больше, чем ученика.
Как бы то ни было, Менделеев получал свободу. Вдвоем со своим другом по институту, молодым механиком Вышнеградским, он снял комнату на частной квартире. Когда приятелей спрашивали, где они живут, они весело отвечали: «На Петербургской стороне, за табачной лавочкой». Кончилась жизнь по расписанию. Не было больше обязательных дежурств, репетиций.
Но единственно, для чего Менделееву могла бы пригодиться свобода, – это для работы. А работе попрежнему мешала болезнь, и Менделеев все так же этой болезни сопротивлялся. Его тело, выросшее из кряжистого сибирского корня, упорно не подчинялось давнему смертному приговору врачей. Однако всех окружающих, да и его самого, смущали повторяющиеся горловые кровотечения. Если это действительно туберкулез, его не перехитрить простой осторожностью…
Друзьям удалось настоять, чтобы Менделеев показался петербургской знаменитости – будущему придворному медику Здекауэру. Почтенный доктор удостоверил, что медицина может протянуть Менделееву единственную соломинку в виде совета поехать на юг. Доктор Здекауэр не договорил, что и это он считает бесполезным. Любезный и холодный, он дал Менделееву, на случай неизбежных осложнений, рекомендательное письмо к своему просвещенному коллеге Пирогову, который находился где-то на юге, не то в эвакуационных госпиталях возле Одессы, не то на полях сражения в Крыму. Он участвовал в длительной и тяжелой войне, в которую правительство Николая I ввергло Россию. Русские солдаты и матросы преодолевали неимоверные трудности, обороняясь против войск коалиции четырех держав, вторгшихся в пределы родной страны. Великий хирург Пирогов был с ними.
Прощай «Петербургская сторона, за табачной лавочкой»! Прощай магистерская диссертация – диплом на право занятия наукой! Вместо нее в кармане Менделеева лежало вежливое напутствие на тот свет, подписанное Здекауэром. К нему должно было присоединиться назначение на должность гимназического преподавателя химии и физики в одном из южных городов. Временная остановка на пути в небытие!..
Менделеев окончил институт с золотой медалью и имел право выбирать, куда ехать – в Одессу или в Симферополь. Одесса – это город, где есть лицей и библиотека. Он уже предчувствовал наслаждение, с которым погрузится в ароматы печатной бумаги и кожаных переплетов.
Но департаментская канцелярия перепутала фамилии, и желанное назначение получил некий Янкевич.
Менделеев отправился в министерство и тут впервые выказал свой строптивый нрав. Он не удовольствовался тем, что бушевал в приемной. Он добрался до самого директора департамента Гирса и высказал ему все, что думал о нем и его заведении. А думал он нечто такое, что на следующий день «на Петербургской стороне, за табачной лавочкой» появился специальный посыльный министра. Министр, по доносу Гирса, вызывал к себе Менделеева для отеческого внушения.
В назначенный день, в 11 утра, он отправился на прием к министру. К своему удивлению, он застал в приемной и Гирса. Менделеев сел в одном углу комнаты, Гирс – в другом. Прошел час, другой, третий. Прием окончился, все ушли. В это время отворилась дверь, и из кабинета, опираясь на палку, стуча деревяжкой, которая заменяла ему одну ногу, вышел министр Авраам Сергеевич Норов.
Дальше следует рассказ, записанный со слов Менделеева его ассистентом, ныне покойным академиком В. Е. Тищенко:
«Остановились среди комнаты. Норов посмотрел на меня, потом на Гирса и сказал:
Вы что это в разных углах сидите? Идите сюда.
Мы подошли. Он обратился к директору:
Что это у тебя там писари делают? Теперь в пустяках напутали, а потом в важном деле напортят. Смотри, чтобы этого больше не было!
А потом ко мне:
А ты, щенок! Не успел со школьной скамьи соскочить и начинаешь старшим грубить. Смотри, я этого впредь не потерплю. Ну, а теперь поцелуйтесь.
Мы не двигались
Целуйтесь, говорю вам!
Пришлось поцеловаться, и министр нас отпустил».
Поцелуйным обрядом «пустяк» исчерпался, и, печально проклиная человеческие недуги, всех начальников департаментов и всех министров на свете, Менделеев должен был все-таки отправиться на перекладных не в Одессу, куда он хотел, а в Симферополь.
IV. МЕНДЕЛЕЕВ ВЫЗДОРАВЛИВАЕТ И ЗАЩИЩАЕТ ДВЕ ДИССЕРТАЦИИ
«Парусиновый покров фургона мешал видеть кругом, и нечего было видеть, – писал Менделеев друзьям по приезде в Симферополь. – Вся местность, начиная от Перекопа, опустошена, не видно ни травки – всю съели волы, верблюды, везущие страшно бесконечные обозы раненых, припасов и новых войск»[9].
Это были печальные августовские дни окончания осады Севастополя. Тяжело было находиться совсем рядом и не иметь возможности участвовать в этой борьбе.
Письма Менделеева становились с каждым днем все меланхоличнее:
«По дороге к Севастополю… идут постоянно войска; по этой дороге открывается… вид на наш жалкий, в сущности, городок».
Это, конечно, себя, а не городок, жалеет Менделеев.
Никогда еще он не жил так нелепо! Произошло самое для него страшное: ему нечего было делать. Он набросился бы на преподавание, но гимназия была закрыта. В предместьях Симферополя раскинулись палатки Красного креста, и стоны раненых смешивались с завываниями скрипок в импровизированных ресторанах.
Менделеев делил с инспектором гимназии маленькую каморку при гимназическом архиве. Городская комната с глиняным полом стоила бы тридцать рублей из тех тридцати трех, которые он получал. Он томился и мучительно завидовал офицерам в пыльных мундирах. Война – это ведь тоже труд, напряженный, героический и захватывающий.
Бродя по окрестностям, Менделеев беседовал с офицерами переформировывавшихся поредевших полков. У союзников была прекрасная артиллерия, нарезные многозарядные ружья (штуцеры) против русских гладкостволок, заряжавшихся с дула. С гордостью за русского человека Менделеев узнавал вместе с тем о бессмертных подвигах Нахимова и его соратников на бастионах города-героя.
Попутно Менделеев навещал лазареты, там мелькал неуловимый Пирогов. Слава о великом хирурге обгоняла его самого, и раненые начинали чувствовать себя лучше, лишь только разносилась весть о возможном его появлении. Он являл блестящий пример самоотверженности, с которой наука обязана служить народу. До Пирогова в армии существовали отдельные врачи. Пирогов призвал на службу войску медицину. Пирогов учил смотреть на войну, как на своего рода эпидемию. В том, что эпидемия требует плановой борьбы, организованных, коллективных усилий,-в этом все, более или менее, отдавали себе отчет. Пирогов требовал, чтобы помощь раненым была продумана так же, как продумываются все детали борьбы с эпидемией. Врач должен позаботиться обо всем: и о перевозке больных, и о том, чтобы эта перевозка не привела к ухудшению, об условиях «сберегательного лечения», о способах достижения у больного подъема сил, который должен помочь врачу. Пирогов первый ввел гипсовые повязки переломанных конечностей. Он первый отказался от прощупывания свежей раны зондом и первый же ввел наркоз при операциях.
Менделеев с восхищением слушал рассказы о знаменитом хирурге, но не слишком настойчиво его искал. Он заранее предвидел, что могло произойти. Пирогов велик, но он бесконечно занят. Собственными руками он делает ежедневно десятки ампутаций. Усталый, он небрежно осмотрит этого нескладного чахлого учителя несуществующей гимназии и скажет все то же безличное, равнодушное и уклоняющееся: «Больше отдыхайте, не утомляйтесь, старайтесь гулять».
Иногда в письмах Менделеева брату мелькают лики южной природы: «синева южного неба, темная, мягкая синева, о какой в С.-Петербурге нельзя иметь и понятия…»
Но что до того Менделееву!
«Юг, который так влечет тебя, – пишет он в другом письме, – этот юг, поверь, хорош только на севере, да два-три месяца в году, а то бог с ним. Меня сильно порывает быть в Сибири, и, может быть, как-нибудь через Географическое общество удастся побывать. А летом непременно поеду в Петербург, разве что особенное удержит».
Но вот встреча с Пироговым, наконец, состоялась. Пирогов выслушал страстную жалобу своего неожиданного пациента. Это жалоба не столько на болезнь, сколько на терзания от неподвижности, на тоску от бездеятельности. Это крик о неудовлетворенной жажде творчества. Главный хирург действующей армии достаточно часто видел людей, и впрямь находящихся на краю смерти. Он хорошо знал признаки вспышки внутреннего огня, который подчас судорожно озарял последние минуты угасания. А этот худощавый, бледный юноша бурлил, как котелок, у которого плотно закрыта крышка. Пирогов с интересом осмотрел его, выстукал и просиял:
– Нате-ка вам, батенька, письмо вашего Здекауэра, – сказал он. – Сберегите его да ему когда-нибудь и верните. И от меня поклон передайте. Вы нас обоих переживете…
Это говорил сам Пирогов!
Менделеев был готов ко всему, но только не к помилованию.
От радостной растерянности он молчал.
На прощанье Пирогов надавал советов, как приноровиться к шалостям сердца, неизбежным, но не опасным; как беречь себя, не превращаясь в то же время в тоскливую, неприкаянную тень человека.
«Это был врач!» – много раз в своей жизни восхищенно повторял потом Менделеев, вспоминая Пирогова. И это была высшая похвала, потому что к высшему разряду людей Менделеев относил тех, которые достойны своего дела.
Итак, на этот раз была получена действительная свобода. Рассеялся страх призрака, сковывавший все порывы. Какое счастье!
Кое в чем он отстал от своих сверстников. Он застенчив, робок с женщинами, неуклюж. Но во многом он идет впереди. Только теперь, когда у него развязаны руки, он чувствует, какие они у него крепкие и голодные, – хватит ли часов в сутках, месяцев в году, лет в жизни, чтобы их сладко утомить? Лежа без сна длинными ночами в лазарете Главного института, он высмотрел для них в темноте подходящую ношу.
Довольно прозябать в гимназическом архиве!..
«30 октября выехал из Симферополя… – в неузнаваемом тоне пишет Менделеев родным. – В полушубке, который едва защищал от ночных холодов, в медвежьих сапогах, с месячным жалованьем в кармане, с надеждой в сердце… покатил из Крыма».
В Одессу приехал совсем другой Менделеев, не тот, который вялым поцелуем в щеку директора департамента запечатлел неудачное завершение своего первого турнира с министерством просвещения. Этот новый Менделеев не увязнет в бумажном болоте. Его энергия неистощима. Он уже находит каких-то нарочных для своих эстафет в столицу. Он развивает план кампании, вербует союзников в самой Одессе, приводит в движение всех петербургских друзей и, прежде всего, надежнейший таран – массивную фигуру Вознесенского. В Одессе он добивается того, чего не мог достичь в Петербурге, – места преподавателя естественных наук в 1-й Одесской гимназии при Ришельевском лицее. Здесь у него есть лаборатория, библиотека, а в сутках пока еще достаточно часов.
Новое исследование, до которого он, наконец, дорвался, поражает историка химии строгостью ограничений, которые наложил на себя молодой исследователь. Перед ним непрерывно маячила заманчивая цель – раскрытие тайны химического сродства. Но он подбирался к ней издалека, с непоколебимым упорством обследуя каждую пядь неизвестной области. Он не сторонник лихих партизанских набегов, хотя время покажет, что в нужный момент у него достает ›и смелости, и решительности, и размаха. Но, прежде всего, у него есть дисциплина воина регулярной научной армии.
Он знает, что прежде чем наступать, надо закрепить плацдарм. Плацдарм, над освоением которого неутомимо работал Менделеев, исчезающе-мал. На протяжении одного миллиметра может уложиться такое количество этих плацдармов, которые не описать числом с двадцатью семью нулями. Ну, конечно же, это атом! Он продолжал и в новой работе Менделеева находиться в центре его внимания, – разумеется, выражаясь фигурально, потому что у исследователя не было никаких способов наблюдать и изучать свойства отдельных атомов. Но это его не смущало. «Давно сказано, – писал он из своей одесской лаборатории, – что ничто не может быть определено само по себе и само из себя. Одно общее изучение многих признаков может вести по естественному пути в деле согласования состава и свойств с их изменениями».
Когда бы Менделеев ни писал, он обычно гораздо больше заботился о полноте выражения своей мысли, чем об удобочитаемости получившегося грамматического предложения. Тот, кто хочет познакомиться с оригиналами его работ, должен быть готов к тому, что некоторые фразы придется читать и перечитывать, прежде чем проникнуть в их смысл, не по одному разу, призывая на помощь интонацию живой беседы с читателем, которая почти всегда скрывается за менделеевской строкой. И каждый раз читателя покоряет самобытная прелесть менделеевской манеры письма. Но мы отклонились от высказанной Менделеевым мысли о том, что, изучая влияние изменений состава химического соединения на его свойства, нельзя ограничиваться наблюдением одного какого-либо признака этих изменений: для того, чтобы достичь успеха, исследование должно быть полным и разносторонним.
Мы уже видели, какое огромное значение в развитии химии того времени имело изучение явления замещения одних атомов в химическом соединении другими. Новое вещество создается из ранее известных. Из него, в свою очередь, создаются новые и т. д. и т. п. Замечательная находка для исследователя, если часть этих веществ может быть получена из иных исходных материалов! Сопоставляя одни вещества с другими в их химическом действии, можно постепенно распутать сложный клубок науки о превращении веществ. В сравнениях рождается истина. Естественно, что Менделеев продолжал интересоваться явлениями замещения, которые он с таким успехом изучал в своей первой работе со взаимозаменяемыми атомными «блоками» в кристаллических постройках. У него нет способов непосредственно наблюдать свойства взаимодействующих атомов. Ну что же, у него есть выход, подсказываемый передовыми идеями Авогадро, с которыми он отлично знаком, новыми мыслями Жерара, которые он не устает приветствовать и пропагандировать. Если отношения объемов газов повторяют отношения атомов, из которых эти газы состоят, надо тщательно изучить взаимодействия и замещения газовых объемов.
Он с головой ушел в эту «химию паров», уточняя отношения объемов химически соединяющихся тел, пытался проследить, насколько и чем именно они отличаются от весовых отношений тех же тел. Он исправлял десятки измерений своих предшественников. Наконец он увидел, что нагромождение ошибок в химической литературе, относящейся к этому вопросу, настолько велико, что надо проверять все подряд. И он, не колеблясь, принялся за эту титаническую работу. Каждое осуществляемое им измерение удельных объемов химически соединяющихся тел ложилось прочным камнем в фундамент здания химической науки, еще только формировавшейся, еще только вырабатывавшей методы исследования, только нащупывавшей опорные пункты для новых теоретических построений.
Совершенствуя в процессе этой черновой работы приемы исследовательского мастерства, Менделеев не терял из виду и своей большой цели. В своей работе, так и названной «Удельные объемы», он еще раз, хотя вскользь, формулировал свою главную мысль:
«Причину химического сродства мы должны искать в простом преобладании притяжения разнородных атомов или частиц».
Познать эту силу сродства можно, лишь наблюдая за ее изменениями, пишет он дальше, и тут же намечает некоторые вехи программы своих дальнейших исследований. «Изменение силы сродства от действия теплоты… растворяющего вещества и других причин, – продолжает он, – изъяснится изменением расстояния атомов, причем очевидно изменяется и сила притяжения».
С этой точки зрения он обсуждает явление превращения газа в жидкость. Частички газа при ожижении сближаются и, очевидно «могут притти в такое положение, что равновесие происходит только при ином их расположении» (надо понимать- при ином, чем в газе). Это сама по себе правильная и интересная мысль, но Менделеев явно еще не ощущает принципиального различия между физическим явлением перехода одного и того же тела из одного состояния в другое – из твердого в жидкое, из жидкого в газообразное – и явлениями чисто химическими, в которых тела с одними свойствами превращаются в новые тела со свойствами совершенно иными. Однако не будем спешить указывать гению на его заблуждения… Мы скоро узнаем, каким образом, побеждая их, Менделееву удалось открыть для человечества новую область знания – физику низких температур…
Не будем также упускать из виду уже отмеченное однажды значение этих поисков связи между химическими свойствами атомов и их массой для последующих крупнейших открытий Менделеева, перевернувших всю химию. Нам это легко сделать, оглядывая жизненный путь Менделеева из далекой исторической перспективы.
Сам Дмитрий Иванович неоднократно подчеркивал значение этих первых работ для открытия Периодического закона, составившего его главную славу. По словам его сына – И. Д. Менделеева – великий химик говорил, что путь, на который он стал в упоминавшихся нами сейчас первых исследованиях, неизбежно должен был привести его к
Периодической системе. «Ведь изоморфизм, то есть способность различных веществ давать одинаковые кристаллические формы, – говорил он, – есть одно из типичных свойств элементов одной и той же химической группы… Точно так же и удельные объемы, то есть величины, обратные плотностям, дают, как я впоследствии наблюдал, один из наиболее ярких примеров периодичности, повторяемости свойств простых тел при возрастании их атомного веса…»[10]. Но об этом после!
Между тем в работе над «Удельными объемами» он не заметил, как пролетело время. Он приехал в Одессу всего лишь в октябре. А в мае – через какие-нибудь полгода – он уже в Петербурге и уже докладывал ученому совету университета результаты своих измерений. Весна 1856 года – это памятная весна для Менделеева, весна его новой жизни. И вот ее новый стремительный успех: после защиты диссертации, в основе которой лежала его работа над удельными объемами, завоевана первая ученая степень магистра физики и химии.
Но Менделееву не с кем было делить свою радость. Любимая сестра Лиза, которая приехала с ним из Сибири, недавно умерла – ночью, совсем одна, в пустой больничной палате. Менделеев тогда еще жил в институте и, навестив ее в тот вечер, не смог по больничным правилам остаться около нее позже десяти часов.
Менделеев мысленно возвращался в другой, незабываемый для него, уголок Петербурга. Уже без ранящей боли, с грустной нежностью вспоминал он Эртелев переулок, маленькую квартирку на третьем этаже, где мать, привезя его из Тобольска и устроив с огромным трудом в институте, решила дождаться совершеннолетия своего последыша. Случайная простуда – и ее не стало…
Смерть матери была большим ударом для Дмитрия Менделеева. После рождения последнего ребенка – любимца, Митеньки – маленькая, худощавая, но сильная духом мать сделалась главной опорой семьи. Как раз в год рождения Дмитрия, в 1834 году, ослеп его отец Иван Павлович Менделеев, директорствовавший в Тобольской мужской гимназии. Все тяготы борьбы за существование и воспитание многочисленных детей легли целиком на плечи матери. Брат Марии Дмитриевны, Василий Дмитриевич Корнильев, пришел на помощь сестре и отдал ей в пользование стеклянный заводик, находившийся в тридцати верстах от Тобольска, в селе Аремзянском. Настойчивая, энергичная Мария Дмитриевна восстановила завод и через два года смогла уже отправить мужа в Москву на операцию снятия катаракты, которая частично восстановила ему зрение. Вернувшись в Тобольск, он содействовал жене в управлении заводиком и в занятиях с детьми. Он помог Мите одолеть латынь в гимназии, куда его отдали семи лет отроду. Несмотря на помощь отца, с латынью у Дмитрия Ивановича дело подвигалось туго, в то время как по математике и физике он был первым учеником.
Между тем Марию Дмитриевну продолжали постигать семейные неудачи.
Рушилась надежда матери видеть образованным человеком своего старшего сына Ивана. Он сбился с пути, и его пришлось взять домой.
Отдалась религии старшая дочь. Она стала фанатичкой и изуверкой и погибла от туберкулеза, не выдержав добровольных истязаний постом и молитвой. Последний, любимый, сын кончил учиться, и его-то выхода на широкий самостоятельный путь она не дождалась, не успела порадоваться…
Менделеев собирал у всех родных и перечитывал старые письма матери:
«…Слезы мои часто капают на журналы, посудные и статейные книги, но их никто не видит.
Я всею силою воли моей покоряюсь судьбе и утешаюсь тем, что, привыкнув к черным кухонным работам, смогу без горя оставить Тобольск, когда надо будет везти отсюда учиться в университет Пашу и Митю; я не заставлю на старости лет мужа моего нанимать для себя прислуги, а сварю ему щи и испеку хлеб. За всем тем и в самой старости моей самолюбие еще так велико, что мне кажется тяжко вести жизнь или существование для одних забот о чреве, и не иметь свободной минуты для души, ума и сердца…»
Тает пачка серых, плотных листков. В последних письмах чувствуется приближение старости. Мать пишет:
«Я уже не могу проводить в гуте и гончарной ночей без сна…»
Гута – знакомое слово! Так называется стекловарочная печь. Вспоминается Аремзянка и в этом сельце крошечный стекольный заводик, управляемый матерью Менделеева. Ее отец, Дмитрий Корнильев, известен тем, что в 1787 году открыл в Тобольске первую типографию. Он же завел около Тобольска, в Аремзянке, тот самый стекольный завод, который восстановила Мария Менделеева, получив его от брата в управление.
С Аремзянкой для Менделеева связаны в памяти ребячьи сражения с лопухами. Печи, не угасающие ни днем, ни ночью, с таинственными горшками, в которых варится стекло… Няня, сосланная в Тобольск на поселение своим тульским помещиком за то, что ее сын сбежал от рекрутчины. Когда няня хотела сказать наибольший попрек, вспоминал Менделеев, она обзывала своего Митю «латынцем».
В памяти Менделеева жило возвращение в То
больск… Задорные стычки мальчишек, стенка на стенку, на городском мосту… Хрестоматия Попова по латинскому языку, которую гимназисты ставили на расправу к дереву и избивали камнями. «Этой книги ни у кого не было целой…» Гимназический наставник Петр Павлович Ершов, его умный «Конек-Горбунок» и нигде не напечатанные стихи, списанные в тетрадку:
Рожденный в недрах непогоды, В краю туманов и снегов, Питомец северной природы И горя тягостных оков.
Я был приветствован метелью И встречен дряхлою зимой, И над младенческой постелью Кружился вихорь снеговой.
Мой первый слух был – вой бурана,
Мой первый взор был – грустный взор
На льдистый берег океана,
На снежный гроб высоких гор
С приветом горестным рожденья
Уж было в грудь заронено
Непостижимого мученья
Неистребимое зерно…
Чредой стекали в вечность годы,
Светлело что-то впереди,
И чувство жизни и свободы
Забилось трепетно в груди.
Я полюбил людей – как братий,
Природу – как родную мать
И в жаркий круг своих объятий
Хотел живое все созвать..
Еще одно письмо матери из Тобольска, с памятной датой 1846 года, когда Аремзянский завод занялся от пожара церкви и сгорел.
«Мои детки фабричные… – вьется старинная вязь материнского письма, – в октябре сложили новую мастерскую и печь и полтора месяца вели действие, получая только на хлеб, и когда к Николину дню написала, что отдаю на их волю – загасить или продолжать действие, потому что не знаю, будет ли иметь сбыт посуда, то все они решились работать в долг, а действие продолжать, потому что и печь и горшки хороши. Все это трогает меня до слез…»
Менделеев читал эти строки с просветленным сердцем. Вот так надо дорожить своим трудом, так надо любить его! Менделеева обуревали жаркие мечты отплатить рабочим людям за их веру в труд, которой они его научили, и за самый их труд, которому он обязан тем, чем он стал.
На обратной стороне образка, который мать передала сыну умирая, дрожащей рукой начертаны слова, указывающие на то, что Менделеев смолоду уже был атеистом: «Благословляю тебя, Митенька; я прощаю твои заблуждения и умоляю обратиться к богу…»
Этого не произойдет никогда.
Но то, что написано дальше, священно: «Помни мать, которая тебя любила паче всех. Мария Менделеева».
Когда-то, в родной Аремзянке, маленький мальчик Митя Менделеев, вцепившись в материнскую руку, с боязливым и в то же время жадным любопытством, заглядывал в неугасимую печь для варки стекла. Впервые наблюдал он пленительное и поражающее воображение таинство превращения веществ. Там же, в долгих беседах со стеклянных дел мастерами, из детского любопытства выросла любознательность, которая затем превратилась в жажду познания…
В октябре 1856 года магистр физики и химии Дмитрий Иванович Менделеев удивил ученый мир, защитив вторую диссертацию. Она называлась так: «О строении кремнеземистых соединений».
Из смеси кремнеземистых соединений состоит почва, на которой существует все живое. Одно из наиболее простых но составу подобных соединений – соединение кремния с кислородом – это кварц. Его разновидности – белый речной песок и горный хрусталь. При сплавлении в печи с известью и содой песок дает смесь кремнеземистых солей кальция и натрия – это и есть стекло.
В новой работе Менделеева речь шла о химии стекловарения.
Двадцатидвухлетний магистр физики и химии по-своему прощался с прошлым…
Вторая диссертация с точки зрения большой науки объясняла добытые опытом законы стекольного производства. Это был новый вклад и в науку и в технику. Диссертация была принята не без некоторого смущения – что это, в самом деле, скорострельная мортира, этот Менделеев! – но безоговорочно.
Вторая диссертация открывала Менделееву право на замещение должности доцента при любой кафедре и на самостоятельное чтение лекций в Петербургском университете и Технологическом институте.
V. МЕНДЕЛЕЕВ ВЫСТУПАЕТ В КАЧЕСТВЕ НАУЧНОГО ПУБЛИЦИСТА
Первая аудитория Менделеева была невелика: несколько десятков студентов.
Первая лаборатория Менделеева – две темные закопченные комнатки с каменным полом, пустыми шкафами. Но зато он может здесь проводить столько времени, сколько ему заблагорассудится…
Во всем Петербурге химик не мог в те годы найти в продаже пробирки. Даже каучуковые трубки, «спайки», как их называли, надо было делать самому. Отсутствие вытяжки испорченного воздуха то и дело выгоняло самого химика, и в дождь и в стужу, на двор. Здесь к его услугам был самый емкий поглотитель едких испарений – вся земная атмосфера и самая неистощимая вентиляция – свободный ветер.
Как всегда, находились люди, готовые нужду превратить в добродетель. Среди химиков была распространена поговорка: «Чем хуже лаборатория, тем лучше выходящие из нее исследования». Называлась, к примеру, химическая лаборатория Казанского. университета. Двадцать лет назад знаменитый русский химик Н. Н. Зинин провел там свои наиболее важные работы, широко прославившие русскую науку. А его лаборатория была не лучше других: так же, как и везде, сжигания производились здесь на углях, вручную раздувался горн; как и повсюду, профессор и ученики должны были спасаться бегством на улицу, если случайно у кого-нибудь разбивался сосуд с едкими и летучими соединениями.
Но не так думал сам Зинин. Только тот, кто собственными руками делал науку и стремился при этом вперед, мог в полной мере ощутить тягостность пут, которые нищета рабочей обстановки налагала на его порывы. Зачем проявлять чудеса ловкости, влезая в окно, когда гораздо проще и экономнее просто войти в дверь? Зачем растрачивать время, изобретательность и мастерство на преодоление препятствий, одолеть которые может помочь любой подмастерье, если ему за это заплатить? Но платить было нечем…
Для того чтобы обеспечить приток средств в науку, надо было привлечь к ней общественное внимание, заставить ее ценить. Многие, в том числе и молодой Писарев, который советовал даже Салтыкову-Щедрину бросить публицистику и заняться популяризацией знаний, все надежды возлагали на всеобщее распространение образованности.
Менделеев склонялся к мудрой стратегии Зинина.
Н. Н. Зинин для распространения влияния своей химической школы перенес свои работы из Казани в Петербургскую Медико-хирургическую академию. Развитие химии он связал с подготовкой врачей.
Искусство лечить людей требует постоянного совершенствования – эта истина никогда не тре-
бовала доказательств. Она затрагивала интересы, наиболее близкие каждому. На них-то и опирался Зинин, стремясь дать новый толчок развитию химии. До его появления в академии врачей воспитывали почти исключительно на изучении анатомии. Зинин не оспаривал того, что врач должен знать все кости скелета, все мышцы и связки. Но в тех же мышцах и костях живого организма происходят сложные процессы, протекающие по строгим законам физики и химии. Надо стремиться уловить тонкую связь между ними и на исследованиях в этой области воспитывать научное мышление. Каждый будущий врач, прежде чем стать врачом, должен самостоятельно поработать в какой-нибудь области естественных наук. А для этого надо иметь жизнеспособные и обеспеченные кафедры физики и химии, во главе с творчески одаренными профессорами. Такова была программа Зинина. Если бы она была принята, то самый недоброжелательный тупица, и тот понял бы, что ее нельзя осуществить с помощью лаборатории, на содержание которой отпускалось… 30 рублей в год.
Настойчивость Зинина дала результаты, особенно после того, как к нему присоединился Пирогов. Во время Крымской войны выяснилось, насколько слаба была общеобразовательная подготовка врачей.
В один прием в десятки раз были увеличены суммы, отпускаемые на содержание обновленных кафедр физики и химии. На берегу Невы, у Литейного моста, под руководством Зинина была начата постройка нового специального здания Естественно-исторического института Медико-хирургической академии.
Это был добрый знак.
Молодой магистр химии Менделеев, со своей стороны, стремился доказать необходимость насаждения химии на отечественной почве в интересах других областей жизни. Это было гораздо труднее, потому что тут надо было начинать с азов. Сначала еще надо было увлечь заманчивостью приложений, а затем уже требовать признания ценности их первоисточника. Неясно было также, к кому адресоваться. К услугам Менделеева было достаточное количество широко распространенных газет и журналов. На вопрос, кого убеждать в пользе науки, они отвечали: всех. В глазах Менделеева это означало – никого. Ему было трудно и непривычно разговаривать с безликой читательской массой. И в дальнейшем он всегда старался в ней отыскать совершенно определенного, конкретного собеседника, к которому можно запросто обращаться. В данный момент наиболее желанным для него собеседником был бы свой брат педагог – практический деятель, непосредственно влияющий на воспитание юношества. Через него можно воздействовать на умы молодой России, с которой связаны все надежды. А для этого надо, прежде всего, его самого приохотить к пониманию любимой науки, научить ценить ее достижения, интересоваться ее движением.
Одним словом, случилось так, что в один прекрасный день редакция тусклого официозного «Журнала министерства народного просвещения» внезапно очнулась от дремы и заговорила совершенно новым языком. Она объявила, что «в области естественных знаний совершается ныне, почти ежедневно, столь много любопытного и важного, что
Следить за новостями становятся потребностью для каждого, кто желает следить за ходом современной науки». В этом анонимном предисловии к новому отделу, заведенному журналом, без труда угадывалось авторство его недавно объявленного редактора Д. И. Менделеева. Это было тем менее затруднительно, что вслед, как хвост кометы, вытягивалась вереница статей и заметок, подписанных «Д. Менделеев», «Д. М.» или просто одной буквой «М.». Редактор отдела научных новостей был по совместительству и его единственным автором.
Статьи носили скромные названия. Они трактовали, например, «О жидком стекле или стеклянной поливе и способах ее употребления». Однако жидкое стекло было лишь поводом для широких выводов. Их основная идея красной нитью проходила сквозь все остальные:
«Наука и промышленность должны стремиться к тому, чтобы извлечь всевозможную пользу из повсюдных веществ».
Автор «М.» рассказывал не только о том, что из стекла можно тянуть нити, а из этих нитей делать ткань, что, как мы знаем, осуществилось в наши дни. Он уже мечтал о возможности приготовления из тех же «повсюдных запасов» даже органических, в том числе питательных веществ. На что только не способна великая волшебница и мастерица – химия!
«Д. М.» приглашал читателя подивиться новому способу «фабрикации алюминия или глиния», который в наше время является одним из основных материалов современной техники. Глинием заменяли серебро для ручек столовых ножей. Из него отливали орлов для знамен французской армии.
Это, не считай елочных украшений, пока все известные его применения. Но «Д. М.» берется предсказать, что это серебро из глины, которое еще пока что дороже настоящего серебра, – это металл будущего. Предсказание смелое, потому что даже через тридцать лет Английское королевское общество (так называется научное учреждение, соответствующее в Англии Академии наук), желая почтить признанного мирового корифея науки – Менделеева, поднесет ему, в качестве равноценных подарков, две вазы – золотую и алюминиевую…
За статьей, разъясняющей явление сфероидального состояния жидкостей, следовало описание лампы и горна, впервые заработавших на парах скипидара. От состава пироксилина Менделеев переходил к опытам образования азотной кислоты из воздуха. Успешное продолжение этих первых попыток связать азот воздуха позволит впоследствии создать величайшую индустрию удобрений и взрывчатых веществ.
«На подверстку» идут небольшие заметки об «алмазовидном боре» или «насекомом без нервов». Но на первом месте – сообщения о ведущих направлениях борьбы человека с природой.
Со своей скромной, малозаметной, а теперь и вовсе позабытой трибуны Менделеев выступал не только как информатор, но и как публицист. Он пропагандировал науку в ее приложениях.
Среди других заметок под инициалами «Д. М.» напечатано сообщение о судьбе трудов русского химика Н. Н. Зинина. Это сообщение называется «Новое красильное вещество», и помещено оно в мартовской книжке «Журнала министерства народного просвещения» за 1857 год.
Заметка лаконична и суха.
Всем известно, что русский исследователь Н. Н. Зинин еще в 1842 году открыл простой и удобный способ получения нового вещества «фенилами- на». Фениламин теперь можно добывать из каменноугольной смолы (точнее, из нитробензола, то есть простейшего производного бензола). Фениламин называют иначе анилином, так как он впервые получен при разложении приятной для глаза глубокого синего тона растительной краски «индиго», которая по-испански называется «аниль».
Менделеев, конечно, не может предвидеть, что анилин впоследствии будет получаться во всем мире миллионами тонн, что на его основе удастся создать лекарства от множества болезней, на анилине будет работать гигантская промышленность красок и фотографических проявителей. Автор заметки «Новое красильное вещество» – химик XIX века. Он не занимается пророчеством. Он отмечает очередной факт роста науки своего времени.
Вот этот факт:
Молодой химик Перкин берет анилин и на его основе случайно создает новое красящее вещество- мовеин. Мовеин – первая, искусственным путем полученная, краска. В важнейшей области технологии это первая решающая победа лаборатории над природой.
Стоит поразмыслить над этим фактом!..
Иной читатель «Журнала министерства народного просвещения» мог бы сказать: ну что ж, это хороший факт. Отличный ученый Виллиам Перкин, – да преуспевает он счастливо во всех своих достойных делах, – разумеется, он двигает своими трудами науку. Но почему ее, эту науку, по пути к Велико- британии и Германии двигал русский, а по пути к промышленности и жизни ее удалось сдвинуть только англичанину? Это происходит именно потому, что у нас нет еще основы для деятельности русских Перкиных. У нас нет химических заводов. Вот на какие размышления хотел бы натолкнуть своих читателей научный корреспондент «Журнала министерства народного просвещения» Менделеев.
Спор о судьбах химии еще не перерастал в спор о судьбах страны, но Менделеев пользовался своей временной трибуной, чтобы почти без обиняков высказать обуревающие его идеи.
«Стремление использовать отвлеченные выводы науки в действительной жизни, – писал он в том же журнале, – есть замечательная черта нашего времени, великий шаг вперед. Эта благодетельная связь науки с жизнью может объяснить те громадные успехи современного общества, то удивительное развитие, которым, по справедливости, может гордиться XIX столетие. Поэтому, если мы уважаем и преклоняемся перед философами, которые своими исканиями открыли истину и подарили ее миру, то мы должны, не менее того, быть признательны человеку, который приложил ее к практике и сроднил с жизнью народа…»
Вскоре у Менделеева появляются уже и непримиримые враги. Он их называет, пользуясь для этого любым поводом, даже библиографическими заметками. С негодованием он говорит о тех, кто цедит сквозь зубы, что заниматься промышленностью «не дворянское дело».
В статьях, рецензиях на новые книги, в заметках Менделеев откликается на отголоски закипающих вокруг него страстей. Но он не пускается в отвлеченные словопрения с людьми, которые пытаются заклинаниями удержать ход истории.
«Довольно говорить о прошлом!» – восклицает он в обзоре новинок экономической литературы, вырываясь смелой мыслью за пределы 1857 года, когда были написаны эти строки.
«Перед нами открывается новое время, обещающее много в будущем, время, в котором обнаружилось уже столько утешительного. Фраза, что все принимает у нас движение, и наука, и литература, и общественная жизнь- слышна из всех уст. Война доказала необходимость изменений в нашем народном хозяйстве».
Он спешит, он всегда спешит, этот неукротимый витязь прогресса. Он говорит уже о «народном хозяйстве» – и это в стране, где одиннадцать двенадцатых земли, вместе с людьми, ее населяющими, принадлежит прирожденным врагам народа, владельцам больших и малых помещичьих имений.
Какие перемены хотелось бы видеть вокруг себя Менделееву и как они пойдут в действительности, мы узнаем из следующих глав этой книги. А сейчас рассказ об этом мы вынуждены прервать, потому что магистр химии, доцент университета и научный корреспондент «Журнала министерства народного просвещения» приостановил свою разнообразную деятельность и принялся укладывать не слишком тяжелые чемоданы, собираясь в дальнюю командировку от университета.
Он ехал через Варшаву на лошадях в почтовой карете. При этом он занял наружное место, рядом с кучером. Здесь можно было, по крайней мере, вытянуть во всю длину ноги и оглядеться вокруг. И несмотря на такое большое преимущество для человека высокого роста, это место было дешевле внутренних…
За границей он ехал уже по железной дороге, держа направление сложного маршрута на живописные верховья Рейна, между Швейцарией и Францией, в маленький городок Баденского герцогства.
Вот он, знаменитый Гейдельберг!
Менделеев писал своему приятелю – химику Л. Н. Шишкову, который находился еще в Петербурге:
«Приезд в Гейдельберг после месяца бродяж- ничанья (я заезжал в Краков, Бреславль, Дрезден, Лейпциг, Эрфурт и Франкфурт) для меня был приятен во многих отношениях. Не говоря уже о том, что местность и климат нравились, я встретил здесь кружок русских…»
VI. НЕКОТОРЫЕ ТОНКОСТИ ГОСТЕПРИИМСТВА
Буржуазные германские историки охотно и распространенно повествовали о том, как молодые иностранные ученые, скажем, те же химики, попадали под гостеприимную сень немецкой науки… Они предусмотрительно умалчивали о бессовестном присвоении труда этих гостей и о том, что присвоение на этом не заканчивалось.
Вернувшись к себе домой, научная молодежь, – мы говорим в первую очередь о химиках, – продолжала плодотворно работать. Сообщение о новых работах автор посылал в приветливый немецкий журнал.
Журнал, в виде эмблематического поощрения, отсылал автору несколько оттисков его статьи. Чужеземный исследователь приобретал право быть упомянутым в очередном обзоре новостей науки (право, которым авторы обзоров отнюдь не злоупотребляли). Зато немецкий предприниматель приобретал возможность любыми опубликованными новостями свободно воспользоваться. В странах со слабым химическим производством ученым часто не приходило в голову патентовать свои открытия, даñе если они обещали выход в промышленную жизнь. Русские ученые особенно много открытий подарили миру.
В 1853 году живший в России шведский инженер Альфред Нобель познакомился с Н. Н. Зининым на даче под Петербургом[11]. У Альфреда Нобеля были хорошо объяснимые причины искать этого знакомства.
В последней своей работе о Крымской войне академик Е. Тарле опубликовал документы военного министерства, характеризующие Нобелей как неудачных поставщиков негодных гранат для русской армии. В это же время Зинин, вместе с поручиком артиллерии Петрушевским, производил опыты над новым, им открытым взрывчатым веществом. Известно было, что это вещество изготовлялось на основе нитроглицерина – сладкой, желтоватой, маслянистой жидкости, способной взрываться от самого легкого удара, иногда даже от покашливания. Зинин и Петрушевский нашли способ обезопасить капризный нитроглицерин и новым, обезвреженным составом начиняли гранаты, которые с переменным успехом взрывали в одном из уголков полигона на Волковом поле. Война прекратилась ранее окончания опытов, а Зинин отвлекся от них ради переустройства Медико-хирургической академии.
В Германии, а затем и в других странах мира, вскоре, однако, был оформлен патент на совершенно безопасное взрывчатое вещество, получаемое на основе нитроглицерина. Это был восемьдесят пятый патент Альфреда Нобеля, искушенного «применителя научных открытий на практике», как его рекомендовала официальная биография[12]. Он утвердил для этой биографии легенду о счастливой случайности, подарившей миру новое взрывчатое вещество, названное им динамитом. Легенда рассказывает, что Нобель якобы делал опыты с нитроглицерином на пароме среди озера. Однажды, при перевозке, треснула бутыль с нитроглицерином. Вытекшее «взрывчатое масло» пропитало землистую прослойку, предохранявшую бутыль от толчков. Нобелю внезапно пришло в голову испытать смесь нитроглицерина с таким нейтральным пористым поглотителем.
Оказалось, что это и есть взрывчатое вещество, которое не боится толчков и взрывается только от детонации специальным запалом. Идея запала из гремучей ртути, которую в дальнейшем применил Нобель, принадлежала английскому химику Говарду.
Восемьдесят пятый патент принес своему владельцу неплохой доход. Настолько неплохой, что знаменитый присваиватель чужих открытий решил после своей смерти расплатиться с некоторыми долгами. Воспоминание о счастливой случайности – скрывалась ли за ней несвоевременно разбившаяся бутыль, или очень своевременная встреча с Зининым -побудило Нобеля основать международную премию для ученых. Он завещал тридцать пять миллионов марок на выдачу ежегодных премий за лучшие научные достижения, в частности по физике и химии, и еще за труды в деле пропаганды мира между народами. Великий подрыватель заботился о мире во всем мире! У душеприказчика Нобеля – Шведской Академии наук – совесть была менее чувствительна, чем у завещателя. Ни один русский химик и ни один русский физик не разу не получил Нобелевской премии.
***
Менделееву предстояло быть в Гейдельберге гостем у химика Бунзена. Но Бунзену в то время было решительно не до Менделеева. Когда молодой русский химик был ему представлен, Бунзен не только не был в состоянии заинтересоваться его планами, но вряд ли даже вслушивался как следует в то, что ему говорили, поскольку это никак не относилось к охватившему его, в тот период, увлечению.
Перед самым приездом Менделеева в Гейдельберг Бунзен принял участие в опытах своего друга, физика Кирхгофа, по разложению света, испускаемого раскаленными парами различных веществ.
Лучи света разной окраски, разного происхождения, проходя через прозрачную призму, по-разному отклоняются от прямого пути. Со времен Ньютона это не было новостью. Новым было то, что линии видимого спектра лучей, испускаемых каждым светящимся химическим элементом, всегда одинаковы и всегда находятся в определенном месте на длинной полоске спектра от фиолетовой до темнокрасной его части. Эти линии оказывались постоянным свойством каждого элемента.
Как всегда, обнаружение нового свойства вещества открывало неожиданные горизонты в смежных отраслях знания и, как мы увидим дальше, сыграло важную роль в гениально предсказанном Менделеевым открытии новых элементов. Еще раз физике удалось подтолкнуть развитие химии. Вместо сложных исследований с помощью химических реактивов оказалось возможным сразу обнаруживать элементарные составные части химических соединений по анализу света пламени, в которое была введена крупинка или капля раствора испытуемого вещества.
Можно было мгновенно определять наличие самых ничтожных примесей к веществам, считавшимся химически чистыми. Одной трехмиллионной доли миллиграмма натрия оказывалось достаточным для получения резкой двойной желтой «натриевой» линии спектра. Считавшийся одним из самых редких элементов – литий – оказался в действительности одним из самых рассеянных, он обнаруживался повсюду, даже в табачной золе. Спектроскоп, сделанный из двух старых подзорных труб, сигарной коробки и стеклянной призмы, наполненной жидким сероуглеродом, мог рассказать, из каких элементов состоит хвост кометы, возможна ли жизнь на Марсе, или в атмосфере этой планеты есть ядовитые вещества.
Но главным было не это. После того, как было точно установлено положение в спектре отдельных линий всех известных химических элементов, каждая новая неизвестная линия могла означать только одно – присутствие в пробе неведомого химического элемента. Пойманные Бунзеном две тонкие голубые линии соответствовали новому элементу, который он назвал церием. Темнокрасная и фиолетовая линии, не замечавшиеся раньше, выдали ему же присутствие среди испытуемых веществ еще одного неизвестного элемента – рубидия.
Подобные поиски были доступны всякому. Они казались неограниченно широкими: кто мог сказать, сколько еще неведомых элементов есть на свете! Вскоре эта охота за элементами стала всеобщим спортом.
Множество честолюбивых молодых физиков и химиков, и просто любителей, жгли перед спектроскопом брызги океанской воды, ткани животных, листья деревьев и трав и всевозможные минералы. Не прошло и года после первых публикаций Кирхгофа и Бунзена, как англичанин Вильям Крукс, сжигая колчедан, увидел в спектре его пламени великолепную зеленую линию неизвестного элемента. Он назвал его «таллий», что значит «зеленая ветвь».
Если бы Менделеев пожелал заняться этой новой областью исследований, его встреча с Бунзеном прошла бы, надо думать, по-другому. Но для этого Менделеев был слишком постоянен в осуществлении своих планов и не склонен легко бросаться по следам чужого успеха. Он не собирался отступать от своей главной задачи, которая, как мы знаем, предусматривала, в конечном итоге, отыскание ключа к важнейшему свойству атомов любого элемента, кто бы их ни открывал, – свойству соединяться с другими атомами.
Когда речь зашла о возможности поработать в лаборатории университета, для Менделеева нашлось место только в том отделе лаборатории, где толпились университетские школяры. К единственным порядочным весам – главному инструменту задуманных опытов – устанавливалась очередь, как у фонтана на площади перед ратушей. Поэтому Менделеев тотчас стал искать предлога, чтобы расстаться с лабораторией Бунзена.
Этот предлог он нашел без труда. Рядом с ним сосед по столу сосредоточенно чадил сернистыми соединениями. Их запах вызывал у Менделеева боль в груди. С видом сожаления, что ему приходится покидать столь славную лабораторию, Менделеев выразил свою признательность ее хозяевам за их радушие, но сообщил, что неудачное соседство вынуждает его, однако, искать уединения. Его никто не удерживал.
Очень довольный своей дипломатией, Менделеев снял крохотное помещение для собственной лаборатории. Это было легко потому, что приезжие практиканты составляли привычную статью дохода местных жителей. Почтенные бюргеры готовы были рекламировать Гейдельберг, Геттинген, Лейпциг, как рекламировались лечебные воды или тирольские отели: «Отличные виды!», «Превосходные профессора!», «Свободные лаборатории!» Сарайчик, который Менделеев снял под лабораторию, его вполне устраивал. Здесь не было больших удобств, но задуманные им опыты и не требовали ничего, кроме точных измерительных инструментов. А их можно было заказать недалеко – в Париже, у знаменитого механика Саллерона.
Мсье Саллерон сдержан и учтив. Маленькая лавочка, в которой он в те времена принимал посетителей, была расположена в тихом квартале Парижа, на «Мосту в Лоди», такому же сухопутному, как Кузнецкий Мост в Москве. О существовании предприятия мсье Саллерона не подозревала шумная толпа, заливавшая ежедневно Пассаж – дворец мишуры и рынок роскоши для модников всего мира. Скромная вывеска Саллерона не искала дешевой известности. На всем континенте и на островах не было ученой знаменитости, которой не довелось бы вдыхать здесь доносившиеся из-за перегородки кислые запахи медных опилок и не высказывать тонких похвал искусству мастеров Саллерона.
С теми, кто работает только руками, принято говорить свысока. Мсье Саллерон отгораживался от уколов самолюбия черным сюртуком негоцианта. За его любезной замкнутостью невозможно было угадать фанатика, способного ночь напролет прилаживать стрелку к какой-нибудь необычайной конструкции указателя прибора, которую он придумал днем, в беседе с клиентом. Если его приборами были недовольны, он презрительно поджимал губы. На долгом опыте он убедился, что очень мало людей знает, что им нужно.
Менделеев хорошо знал, что ему нужно, и со второго визита Саллерон принимал молодого магистра из Петербурга в кожаном фартуке – отличие, которым он удостаивал немногих. Это было уже после того, как Менделеев забраковал все разновески к его весам.
Он показал, положив апельсин на чашку весов, как, вывесив груз и взвесив разновески, можно точно взвешивать на неточных весах, если есть точные гири.
Саллерон взялся за тридцать пять дней изготовить разновески с необходимой точностью. Впервые он признался, что вытачивать их будет сам. В свою очередь Менделеев не скрыл от него, что весы с его разновесками послужат для изумительных опытов.
Весы – единственный прибор, по которому возможно судить о количестве вещества. Но в граммах можно непосредственно измерять и ту силу, с которой держатся друг за друга мельчайшие частицы жидкости! К одному концу коромысла весов вы привешиваете пластинку, уравновешиваете на другом конце ее гирьками и кладете ее на поверхность жидкости. Жидкость к ней прилипает. Чтобы определить теперь силу, необходимую для того, чтобы оторвать пластинку от жидкости, то есть для преодоления сил сцепления жидкости, надо постепенно накладывать на другую чашку весов все новую и новую тяжесть, пока, наконец, под ее действием пластинка не оторвется. Менделеев тут же показал, как это делается. Саллерон был удивлен, что у частиц текучей воды сила сцепления гораздо сильнее, чем у вязкого масла.
Они очень подружились.
Менделеев писал о Париже в далекий Петербург подруге своей сестры, институтке Феозве Никитичне Лещевой. Сестра его убедила, в свое время, в том, что письма, отправленные по этому адресу, будут читаться с особым вниманием…
«Народ, то-есть сами блузники, рабочие Парижа, – писал Менделеев, – это для меня было новое племя, интересное во всех отношениях. Эти люди, заставлявшие дрожать королей и выгонявшие власть за властью, – поразительны: честны, читают много, изящны даже, поговорят обо всем, живут настоящим днем – это истинные люди жизни, понимаешь, что встрепенутся толпы таких людей, так хоть кому будет жутко. Это класс, совершенно отличный от буржуазии, от торгашей: те сладки, вертлявы – просто французики, каких мы знаем, плутишки, барышники, не те, которым принадлежит история Франции. Ну, на месяц этих интересов хватит вдоволь…»
Через месяц и пять дней после своего первого появления здесь Менделеев увозил свои приборы, сделанные так, как это мог придумать только Менделеев.
Вскоре после возвращения в Гейдельберг он получил письмо из Парижа от своего приятеля молодого химика Олевинского.
«Саллерон очень Вас уважает, – писал Олевинский. – Он сказал, что большинство химиков – пачкуны».
Менделеев решил, что пришло время побеседовать с неведомым джином химии, услугами которого все химики пользуются, не спрашивая его имени. Этот благодетельный джин выступал под псевдонимом «химического сродства».
Введение этого термина в химию основывалось на том убеждении древних философов, что соединение, слияние разных веществ может происходить только тогда, когда соединяющиеся вещества имеют нечто общее, сродное. Но это настолько неопределенный признак вещества, что только на основании его невозможно с уверенностью все тела разделять на группы.
Что определенного можно сказать об особенностях, скажем, серы, которая легко соединяется и с металлами, и с кислородом, и с хлором, и с углеродом и образует с ними разнообразные соединения? Вот рядом с ней фосфор, – он сходен с ней по способности соединяться с кислородом и хлором, но с металлами и с углеродом либо не соединяется, либо дает соединения, сходные с самим металлом.
В чем же отличие атомов серы и фосфора? В чем их сходство?
По первому изданию «Основ химии» Менделеева, которое вышло в 1869 году, можно восстановить ход мыслей Менделеева в этом направлении. Он пишет:
«Химические явления определяются существованием взаимного притяжения разнородных веществ, подобно тому, как падение тел определяется притяжением их к земле».
Дальше он возвращается к этой аналогии с еще большей надеждой: «Астрономические явления – расположение светил в пространстве, движение Земли и планет около Солнца и др., объясняются, во многих своих частях, через знакомство с немногими законами, управляющими притяжением тел на далеких расстояниях. При уменьшении расстояния притягивающихся тел их форма, распределение массы тела в частях, самые свойства притягивающихся тел оказывают уже влияние на движение, возбуждаемое притяжением. При самом близком прикосновении эти отношения оказывают еще большее влияние. Таковы и есть молекулярные явления, происходящие на расстоянии, незаметном для глаза. Здесь влияние всей массы тела более или менее ограничено, масса тела удалена, и только прикасающиеся ее части оказывают взаимодействие. Расстояния здесь бесконечно малы, и потому явления притяжения иные».
Какие же, какие? Ответ отсутствует…
«Представления о природе химических процессов, – грустно замечает Менделеев, – имеют в себе много мечтательного, неясного, произвольного, вызываются общечеловеческой привычкой везде отыскивать борьбу и ее причины». Он сам прекрасно понимает, что «можно излагать всю химию, – нисколько не касаясь понятия о мере сродства разнородных элементов».
Но напрасно именно на таком подходе к химии настаивали из Петербурга друзья Менделеева.
Какое дело правоверному химику до судеб атома? Ведь эта неделимая часть абсолютно простого вещества не претерпевает никаких изменений при химических превращениях!
От Менделеева ждали, что со свойственной ему энергией и трудолюбием и он будет совершенствовать чудесное искусство превращений одних веществ в другие.
Но эти ожидания были основаны на недостаточно хорошем знакомстве с главной чертой исследовательского дара Менделеева. Это был, вероятно, самый беспокойный дар из всех, которые когда-либо доставались человеку науки.
Менделеев считал несовместимым два одновременных существования: свое и однажды взволновавшей его загадки. Загадка должна была уступить. Тем более, что, как ему казалось, он знал, как ее заставить открыться.
Он написал попечителю Петербургского учебного округа, отвечая на тревожный запрос о направлении его занятий в Гейдельберге, после отказа от работы у Бунзена:
«Главный предмет моих занятий есть физическая химия.
Первым предметом для занятий должно было по многим причинам выбрать – определение сцеплений химических соединений – то-есть заняться капиллярностью, плотностью и расширением тел…»
Он искал только там, где ему хотелось. И он нашел… Но на первых порах не то, что искал.
VII. УДАЧА ИССЛЕДОВАТЕЛЯ ПРОЯВЛЯЕТ СВОЕНРАВИЕ
Огорчение, которое причинило петербургским друзьям Менделеева его временное отступничество от химии, как они ее понимали, исторически вполне объяснимо.
Вообще говоря, содружество двух родственных наук – физики и химии – зародилось достаточно давно, еще тогда, когда Ломоносов, открывая новую эпоху в науке, впервые взвесил все вещества и приборы до химического опыта, затем взвесил вещества, получившиеся после химических превращений, и таким, чисто физическим приемом доказал, что вещество не творится и не пропадает, что материя вечна. В 1760 году он писал в Санкт-Петербургскую Академию наук:
«Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупляется к другому. Так, ежели убудет несколько материи, то умножится в другом месте».
С тех пор физика и химия оставались струями одного течения, но текли рядом, смешивая воды и выравнивая скорости хотя и непрерывно, но медленно. После весов химия получила от физики еще ряд новых орудий эксперимента: термометр, с помощью которого ей удалось установить, что при химических превращениях вещества происходит и превращение энергии (выделяется или поглощается тепло), гальванический элемент, который был первым источником электрических воздействий на химические соединения, и, наконец, такое совершенное орудие химического анализа, как спектроскоп. Впрочем, химия приветствовала эти подарки, главным образом, постольку, поскольку они способствовали расширению списков веществ, с которыми она оперировала. Свойства же отдельных веществ, которые прежде всего приковывают к себе внимание физика (теплопроводность, электропроводность, коэфициент преломления и пр.), до поры до времени оставляли химика почти равнодушным. Химики не были безразличны только к одному свойству любого элемента: к его способности образовывать соединения, вступать в реакции. Это особенно отчетливо проявилось в развитии органической химии, которая занималась и занимается бесконечным построением все новых и новых причудливо сложных веществ из очень малого круга разновидностей элементов.
Следуя своими простыми путями, химия и не могла особенно углубляться в исследование механизма химической реакции. Она считала это не своим делом, и Менделеев не ошибался, когда говорил, что для химика соединение разных элементов существенно не как процесс, а как результат. Химик задавал природе один главный вопрос: что получится, если соединить или разъединить те или иные вещества, ставил опыт и тут
же выписывал готовый ответ. Классическая химия была чисто описательной наукой и, как мы видим, этой своей ограниченностью нисколько не сму щалась.
В свою очередь физик обычно мало интересовался химическим составом вещества. Он стремился установить общие законы, управляющие всеми веществами вообще. Его внимание поглощали не столько сами по себе бром, цинк, иод и т. д., сколько те состояния, в которых они могли находиться: твердое, жидкое и газообразное. И действительно, зная, что цинк кипит при одной температуре, а вольфрам – при другой, еще ничего нельзя сказать о них как о химических элементах. Но зато можно сделать важное для физика заключение о том, насколько прочнее связи между атомами у одного металла, чем у другого.
Физический закон, утверждающий, что равные объемы газов при одинаковом давлении и температуре содержат равное число молекул, является общим законом для всех газов, независимо от их химического состава. Таких примеров можно привести много.
Называя главный предмет своих занятий «физической химией» и провозглашая тем самым наступательный союз двух наук во имя разоблачения тайны химического сродства, Менделеев выдвигал, следуя за Ломоносовым, широчайшую новую программу науки, которую удалось осуществить в полном объеме лишь значительно позже. В основе современной науки действительно лежит синтез физических и химических знаний. Он осуществляется физической химией и новой ее отраслью, которая называется химической физикой. Здесь нет игрысловами: речь идет о самостоятельных областях единой науки, широко применяющей физические методы для решения все той же основной задачи, которую всегда ставила перед собой химия. Но если физическая химия, по преимуществу, подбирает примеры для решения этой задачи, химия изучает готовый ответ, то химическая физика расшифровывает ход ее решения. Соперничая в совершенстве методов исследования с быстротой химических превращений, эта новая наука сумела «остановить мгновение» – она расчленила, разъединила химическое превращение, успела рассмотреть его промежуточные ступени, не различимые ранее.
Для уточнения различия в предмете исследований этих родственных областей знания можно сказать, что физическая химия исследует вопросы превращения тепловой, механической и электрической форм энергии в химическую. Химическая же физика изучает процессы, происходящие внутри атома, точнее – в его электронной оболочке.
После Менделеева в России физическая химия была представлена школами Н. Н. Бекетова, Н. С. Курнакова, Л. В. Писаржевского. В настоящее время ее полного расцвета достигли школы крупнейших советских физико-химиков – академиков Н. Н. Семенова, А. Н. Фрумкина, А. Н. Теренина, П. А. Ребиндера и других.
Но здесь нет места для рассказов об увлекательных достижениях и сложных проблемах новой науки. От них нам надо вернуться очень далеко назад – к первым шагам, которые в этой области сделал молодой Менделеев. Для этого нам придется оставить в стороне все, что мы успели узнать о сущности химического сродства благодаря объединенным усилиям физики и химии последнего времени.
Нам придется забыть, что атомы заставляет соединяться между собой та же сила, которая заставляет гребенку, потертую о волосы, притягивать к себе листочки бумаги, – сила электрического притяжения, проявляющаяся, однако, совсем не так элементарно, как это представлял себе когда- то Берцелиус. Забудем об электрической природе такого свойства гранита, как прочность, такого свойства стали, как твердость, и чисто химической «любви» соли к воде. Забудем, что присущее атому свойство соединяться с точно определенным числом атомов других элементов, сущность которого как раз и стремился выяснить Менделеев, – так называемая атомность или валентность, – объясняется способностью атомов обмениваться между собой электронами, которыми насыщены оболочки их ядер. Сила сцепления частиц вещества, порождающая такие явления, как прилипание, смачиваемость и т. д., тоже электрического происхождения, но проявления ее связаны с более грубым взаимодействием частиц вещества – молекул, составляющих индивидуальность того или иного химического соединения. Отсюда нельзя сразу перескочить к значительно более тонким силам химического сродства, характеризующим индивидуальность отдельных атомов, сцепляющихся между собой для того, чтобы образовать молекулу.
Но мы все эти современные воззрения на структуру вещества должны оставить в стороне совсем не для того, чтобы на опустевшем фоне большой карты нашего знания нам показались более оправданными попытки Менделеева от «механики частиц» подобраться сразу же к силам химического сродства.
Все высказанные уже оговорки необходимы лишь для того, чтобы мы могли следить за опытами, задуманными Менделеевым в 1860 году, без всякой предвзятости и без чрезмерных ожиданий. Они достаточно интересны сами по себе, и мы их так, попросту, и опишем.
Чего хотел достичь Менделеев – мы знаем: он стремился ослабить силы сцепления между молекулами и посмотреть, не прячутся ли за ними какие-нибудь любопытные и важные для химии свойства вещества, обычно замаскированные игрой этих сил взаимодействия между молекулами. Когда, с помощью рычага весов, он оторвал пластинку, припаянную к поверхности жидкости, он противопоставлял силе сцепления частиц жидкости силу земного тяготения. Он словно «взвешивал» стремление молекул к взаимному сближению. В этом опыте сила сцепления испытывалась на крайнем пределе ее мощи, когда она в состоянии еще удерживать прилипающую к поверхностному слою пластинку твердого тела. Но эту же силу можно наблюдать и на крайнем пределе ее немощи, когда она почти уничтожена. Что лее может свести «нанет» силу сцепления частиц между собой? Только что родившаяся новая механическая теория тепла указывала Менделееву ответ: ускорение их хаотического теплового движения.
Прибором для измерения сил сцепления частиц жидкости Менделееву служила тонкая стеклянная трубка с отверстием не толще волоса, так называемый капилляр. Если такой капилляр погрузить одним концом в жидкость, он тотчас начнет наполняться этой жидкостью до определенного уровня. Одна жидкость поднимается в капиллярной трубке на большую высоту, другая – на меньшую. Она вздымается повыше, если сила сцепления частиц в жидкости велика, пониже – если она мала. Таким образом, в этом простом приборе связываются между собой два физических явления: сила сцепления частиц жидкости и высота подъема жидкости в капилляре, – здесь одно является следствием другого, одно познается через другое. Шкалой этого прибора является сама стеклянная трубочка капилляра. Указатель силы сцепления – столбик жидкости, вздымающийся по волосному каналу капилляра на ту или иную высоту. Если жидкость нагревать, сцепление частиц в ней ослабляется, потому что верх берет хаотическое тепловое движение, передающееся от молекулы к молекуле и заставляющее их двигаться все быстрее и быстрее. Термометр показывает, насколько сильно нагрета жидкость. Насколько, соответственно, уменьшается сила сцепления, показывает высота подъема жидкости в капиллярной трубке. Вот и все исходные условия для наблюдений, которые предпринял Менделеев.
Он с утра и до ночи пропадал в своем сарайчике. Ему приходилось быть одновременно и исследователем, и препаратором, и лаборантом. Он сам паял термометры, сам очищал исследуемые жидкости от примесей, проверял или заново определял их удельные веса, снова оставляя в наследство своим благодарным последователям громадные таблицы безупречно точных данных. Он сопоставлял силу сцепления жидкостей и их плотность. Он наблюдал за тем, как сцепление изменялось с изменением состава жидкости. Он старался обнаружить еще новые, неизвестные связи явлений. И он не замечал ничего! Во всяком случае – ничего интересного для химика.
Он несколько видоизменил свои опыты: он измерял удельный вес жидкости при самых высоких температурах и самых больших давлениях, которые мог получить. Для этого он нагревал жидкости в запаянных с обоих концов стеклянных трубках. Увы, изменения удельного веса при всех условиях подчинялись одним и тем же законам. Никаких отступлений от хорошо известных правил! Было от чего прийти «в отчаяние… Вместо того чтобы открывать новые явления, Менделеев исчерпывал – «закрывал» – одну область исследования за другой. После такого тщательного обследования там нечего было бы больше делать. Он выполнял, таким образом, почетную и важную, хотя и незаметную, черновую работу ученого. Без нее наука не может двигаться вперед, как войско, не закрепившее за собой тыла.
Но Менделеев мечтал о другом!.. Где творческие свершения? Где разгадка ускользающей тайны?
Но вот одно явление, настолько мало выделяющееся из ряда других, подобных, что мимо него легко пройти равнодушно, как это и произошло со многими наблюдавшими его ранее – французским химиком Каньяр Латуром и другими. Перед исследователем запаянная стеклянная трубка с жидкостью. Он ее ставит вертикально. Края поверхностной пленки жидкости в капиллярной трубочке наползают на ее стенки и поднимаются выше уровня жидкости, как бы загибаются кверху. Поверхность жидкости, под действием сил сцепления, становится вогнутой. К запаянной трубке с жидкостью подводится источник тепла. Жидкость начинает нагреваться. Под влиянием нагревания силы сцепления ее частиц ослабевают, уравновешиваются силами теплового движения молекул, и уровень жидкости постепенно выравнивается. Из вогнутого он становится почти совсем плоским, еще более плоским, затем вдруг, внезапно, происходит мгновенный переход, и жидкость в трубке нацело исчезает – она вся сразу превращается в пар. Это происходит, когда сцепление становится равным нулю и жидкость превращается в тело без сцепления – в газ, – это отметил Менделеев в своей статье «Частичное сцепление некоторых жидких органических соединений», напечатанной в 1860 году в первом русском химическом журнале Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта, который эти неутомимые пропагандисты химии стали издавать в виде приложения к «Горному журналу».
«Температура этого превращения жидкости в газ – это абсолютная температура кипения», – написал Менделеев далее. С этими словами в науку входило новое понятие огромной важности. В следующей большой статье, опубликованной в том же журнале, «О сцеплении некоторых жидкостей и об отношении частичного сцепления к химическим реакциям» (1860) Менделеев еще более определенно подчеркивал, что «абсолютная температура кипения» жидкостей – это такая температура, выше которой жидкость уже не может существовать как жидкость: она вся превращается в пар».
«Абсолютная температура кипения» могла быть обнаружена только в опытах с жидкостью, нагреваемой в запаянной трубке, потому что для ее проявления должно существовать равновесие между стремлением частичек жидкости выскочить за границы поверхности, разделяющей жидкость и газ, и давлением пара над жидкостью, ограничивающим это стремление жидкости к испарению. С повышением температуры все больше частичек жидкости превращается в пар, а следовательно, все больше возрастает его давление, и так до того мгновения, когда все различия между жидкостью и паром сглаживаются и для полного перехода всей жидкости в пар не требуется уже никакой дополнительной затраты тепла.
Если понижать температуру любого газа, он также, рано или поздно, достигнет своей «критической точки», и если охлаждать его еще дальше, температура его перейдет за эту точку и он неизбежно превратится в жидкость. Всякую жидкость можно обратить в газ, и всякий газ можно обратить в жидкость. Это произойдет при достижении каждым из них своей особой «критической» точки – менделеевской «абсолютной температуры кипения».
Напрасно бились исследователи, пытаясь, вслед за Фарадеем, с помощью высоких давлений сжижать углекислый газ, азот и кислород, из смеси которых состоит воздух, которым мы дышим. Они подвергали эти газы все большему и большему сжатию, но получали сжатый газ и ничего больше. Газы – упрямцы, не желавшие сжижаться ни при каких давлениях, получили даже название «постоянных газов». Открытие Менделеева разоблачало секрет этого поразительного постоянства. Если эти газы не удавалось привести в жидкое состояние, так это только потому, что их не сумели охладить до «абсолютной температуры» их кипения, до «критической температуры», как ее сейчас называют в науке. Если бы экспериментаторы, которые продолжали безуспешно единоборствовать с «постоянными газами», дали себе труд дотянуться уж если не до «Горного журнала», издающегося в Петербурге, а хотя бы до известий Парижской Академии наук («Соmpte Rendus»), в которых были опубликованы краткие сообщения Менделеева об открытой им «температуре абсолютного кипения», и если бы они вдумались в сущность этого открытия, то на десять лет раньше, чем это в действительности произошло, они поняли бы, что никаких «постоянных газов» в природе не существует и существовать не может. Лишь десять лет спустя после обнародования результатов менделеевских исследований английский физик Эндрюс опубликовал свой мемуар, где понятия о «критической температуре» он связывал с задачей сжижения углекислоты. Менделеев с живостью отозвался на эту работу. Он написал «Замечания к исследованию Эндрюса над сжижаемостью углекислоты», где привел наиболее важные места из своих старых – гейдельбергских – работ, более точно определяющих «абсолютную температуру кипения», или «критическую температуру», чем это делал Эндрюс[13].
В декабре 1877 года француз Кайете и швейцарский физик Пикте, охладив воздух до температуры – 184ºС, наблюдали первые капли жидкого воздуха, осевшие на стенках сосуда, в котором происходило охлаждение. Они работали независимо друг от друга, но они оба зависели от открытия Менделеева, впервые указавшего науке тот путь, следуя которым они достигли своего замечательного успеха. И теперь, когда в сотнях колонн громадных промышленных гигантов мировой индустрии текут целые реки жидкого воздуха, переведенного через границу его «абсолютной температуры кипения», чтобы в жидком виде он мог отдать кислород, вдуваемый в домны, ускоряющий химические процессы, заливаемый в холодо-упорные баки сверхскоростных ракетных самолетов, – не пришло ли теперь время отдать справедливую дань памяти пионера науки, перебросившего первый мостик познания к этому широкому пути? Не пора ли в расчетах холодильных заводов, в теоретических работах, посвященных самому диковинному веществу на свете – жидкому гелию, начать называть неизбежно упоминаемые
«критические температуры» их настоящим именем: точками Менделеева?
Приближалось время возвращаться в Петербург, в ту же лабораторию с пустыми шкафами, которую он так недавно покинул. По существу ее надо было оборудовать и отстраивать заново…
А у его друга, молодого физиолога Ивана Михайловича Сеченова, не было даже и такой зацепки в жизни, как собственная лаборатория. Друзья хлопотали о кафедре для него в Московском университете. Но все хлопоты были пока безуспешны. Кафедра физиологии в этом университете была свободна, и профессор Иноземцев предложил Сеченова в качестве ее руководителя, но достопочтенный профессор Анке заявил на заседании ученого совета университета, что, как ему доподлинно известно, Сеченов занимается не физиологией, а психологией, и потому эта кафедра ему не по специальности. Предложение Иноземцева было отклонено. А у профессора Анке был, разумеется, припасен свой кандидат на эту кафедру – профессор Эйнбродт…
Действительно, Сеченов, в числе других проблем естествознания, интересовался и психологией. Но, ссылаясь на это, профессор Анке вел заведомо нечистую игру – физиология была главным интересом Сеченова. Волновавшие его идеи находили горячий отклик у Менделеева. Сеченов стремился ввести в науку о живом объективные методы исследования.
В Гейдельберге, например, он исследовал собственное свечение тканей глаза – флюоресценцию. Ему удалось усовершенствовать способ определения газов, растворенных в крови. Это пона-
добилось ему для изучения влияния на организм острого алкогольного отравления.
С любимой идеей Сеченова о единстве жизненных процессов, о материальном единстве мира, Менделеев связывал задачу естественного расширения границ химии. Он принимал близко к сердцу успехи Сеченова в выяснении химического характера газообмена в тканях живого тела.
О присоединении к этому кружку третьего сочлена – химика и музыканта Александра Порфирьевича Бородина – мы узнаем из его письма к матери. Мы приводим выдержку из него, так как оно сообщает некоторые штрихи, характеризующие тамошнее окружение друзей.
«Русские здесь разделяются на две группы,- писал Бородин из Гейдельберга, – ничего не делающие, то-есть аристократы: Голицын, Олсуфьевы и пр. и пр., и делающие что-нибудь, то-есть штудирующие; эти держатся все вместе и сходятся за обедом и по вечерам. Я короче всех сошелся, конечно, с Менделеевым и Сеченовым – отличным господином, чрезвычайно простым и очень дельным. Общество же немцев невыносимо до крайности: чопорность, сплетни ужасные… Общество немецких студентов еще противнее… Представьте себе, что все они разделены на партии, из которых каждая имеет своего наибольшего – сениора. Студенты разных партий отличаются костюмами и цветами: у одних фуражки желтые, у других – красные, у третьих – белые и т. д. Кроме того, у каждого студента шелковая перевязь через плечо; у сениора шляпа треугольная; фасоны фуражек самые курьезные! Прибавьте к этому еще ботфорты престранной формы, и вы будете иметь понятие о костюме немецкого студента. По воскресеньям студенты пьянствуют, и редкая неделя проходит без дуэли; повод всегда один и тот же: один студент назовет другого «думмер юнге»[14]. И это ведется с незапамятных времен. Вот консерватизм-то! Дуэли эти, впрочем, ограничиваются всегда пустяками: одному раскроят лоб, другому порежут физиономию – и только. Все сходки их сопровождаются кучей формальностей, самых нелепых, которые, однако, всегда используются с точностью.
Город имеет увеселения: театр и концерты симфонического общества. На одном из этих концертов мне удалось быть. Музыка очень порядочна. Но театр – это просто чорт знает что такое. Кроме двух или трех персонажей, остальные никуда не годятся. Но пьеса, которую я видел, воистину удивительная. Трудно выдумать что-нибудь бессмысленнее. А немцы сидят и восхищаются…»
Друзей тянуло в Россию. Менделеев мечтал об этом нетерпеливо. В милой сердцу родной стране есть свои собственные научные центры, лучше Гейдельберга. Но передовая русская наука не встречала поддержки со стороны правящих верхов.
«В России плохо заниматься наукой…» – так начиналось письмо на эту тему, которое Менделеев отправил из Гейдельберга на имя попечителя Петербургского учебного округа. Он называл и разбирал в своем письме и причины этого: «Недостаток во времени и недостаток в пособиях, необходимых при занятиях».
«Недостаток во времени, – продолжал он, – происходит от множества посторонних занятий, какое берет на себя каждый для того, чтобы иметь средства к жизни, или по причине того общественного положения, в каком находится у нас небольшое число специалистов».
Менделеев не жаловался, а требовал. Вот что должно было быть, по его мнению, изменено в университетской научной жизни:
«Недостаток у нас в средствах для занятий, – писал он, – происходит, во-первых, от того, что… самому приходится выполнять кучу черной работы, а при недостатке во времени приготовление грубых материалов сильно убивает энергию. Во-вторых, упомянутый недостаток происходит от того, что мы не имели лабораторий под руками…»[15].
Сеченов не предвидел особенных успехов от таких обращений к официальному руководству ведомства просвещения. По своему собственному
признанию, которое мы находим в его «Автобиографических записках», он был крайне удивлен, когда, вернувшись в Россию, он услышал мнение на этот счет Н. Н. Зинина. «В ответ на наши – мои и Боткина – сетования на некоторые стороны русской жизни: «Эх, молодежь, молодежь, – сказал он, словно всерьез, но, конечно, соглашаясь с нами, – знаете ли вы, что Россия единственная страна, где все можно сделать»[16].
Больше всего друзей сближала свойственная им всем неистовая, вдохновенная, фанатическая привязанность к труду. Менделеев позже писал в одной из своих публицистических работ: «Для меня несомненно, что придет время, когда нетрудящиеся не будут в состоянии прожить, хотя до этого, конечно, ныне очень далеко…»
В этом смысле и Бородин, так же как и Менделеев и Сеченов, был человеком будущего. Его биограф А. П. Дианин писал о нем: «…И вообще он не любил быть без занятий». Это звучало так же, как если бы кто-нибудь написал об огнедышащем вулкане: «И вообще он не любил не извергаться». Одновременно с созданием партитуры оперы «Князь Игорь» Бородин опубликовал не одну даже, а несколько крупных химических работ. Он умел лепить и гравировать, готовить фейерверки, рисовать карандашом и писать красками, играть на нескольких инструментах. Он мог сколько угодно иронизировать над целеустремленной поглощенностью Менделеева, но тот отлично знал, что сам Бородин, впервые занявшись химией, к великому ужасу жиль-
цов, не только свою комнату, но и всю квартиру превратил в химическую лабораторию и гордился тем, что в совершенно неподходящем месте впервые самостоятельно получил гликолевую кислоту. Все, чего бы ни касалось его увлечение, превращалось в ветер, в огонь, в стихию. Однажды он возвращался домой со своим другом Щиглевым. Фонари еле-еле мерцали на Петербургской стороне и то кое-где. Вдруг Щиглева поразил какой-то неопределенный шум, и шаги Бородина, шедшего впереди, перестали раздаваться. Вслед за тем он услыхал у себя под ногами звуки флейты. Оказалось, что Бородин слетел в подвал лавки и, испугавшись за свою самую большую в этот момент драгоценность – за флейту, которая вылетела у нею из футляра, мгновенно поднял ее и начал пробовать, цела ли она…[17]
Бородин любил Менделеева за то же, что и тот ценил в нем: за способность безраздельно отдаваться творческой мысли, порыву. Но для Бородина одного порыва хватало, подчас, едва на неделю, а у Менделеева он продолжался всю жизнь. Менделеев принимал все извивы сложной талантливости своего друга как естественное природное богатство; близость к нему он рассматривал как собственное везенье и наслаждался этой дружбой без зависти и корысти.
Они поклялись, что в случае, если одного замучит какой-нибудь непосильный вопрос, родившийся из столкновения с суровой жизнью, другие придут ему на помощь. Они съедутся вместе, чтобы дать для решения все свои знания, опыт и убеждения. Этой клятвой связали себя Менделеев, Бородин и
Сеченов. К ней потом присоединились Мечников и рано умерший Олевинский. На памяти близких Менделеева пять раз собирался этот съезд друзей, назначенный в дни сомнений и печали одного из них. Они обсуждали вопросы общественного устройства, вопросы этики и морали. Темы последних двух съездов не знает никто.
Каждый из них шел своим путем, держась за поручни этой дружбы.
Она скрасила тревожные гейдельбергские раздумья о будущем, о науке, о себе.
Она внесла в жизнь Менделеева светлую радость искусства. Вдохновленные импровизациями Бородина на рояле, друзья снимались с места и отправлялись пешком в соседний Фрейбург слушать, в складчину, знаменитый орган.
Вместе с Бородиным Менделеев забирался, ради отдыха, в горы.
Из маленького швейцарского местечка Интерлакен Менделеев подробно описывал свои впечатления в письме к Феозве Никитичне Лещевой. Невольно он все чаще думал об этой девушке.
«Только не ждите, пожалуйста, – писал он Лещевой, – чтобы я вам объяснил, почему и для чего бродят по горам пешком по камням, снегу и в грязи… Снеговая вершина просто-напросто точно острая крыша, покрытая снегом. Мы идем на гору вышиной с версту, справа скачет ручей Рейхенбах, скалистая гора поросла елями, усталый стираешь пот и вдруг между деревьями видишь снеговую пирамиду, блестящую, отражающую свет. Кажется, простая штука, а нет, так и охватывает всего что-то прекрасное, пропадает усталость… Не забудешь этой минуты, рад будешь десять верст лезть, чтобыеще раз испытать то же. А от чего? Я вам не скажу. Не скажу не потому, что не хочу, нет, сам не знаю, и выдумывать не могу…»
Бывают мгновенья, когда ученый нуждается в помощи поэта.
Менделеев вкладывал в свое письмо пушкинские строки (цитируя их на память и с некоторыми неточностями).
Когда б не смутное томленье
Чего-то жаждущей души,
Я здесь остался б наслажденье Вкушать в неведомой глуши.
«Право, – продолжал он, – это то же самое чувство, которое и Ольгу заставило грустить – все чего-то не хватает…»
Чувствовал он сильно и ярко, как это может только большой человек. Но, вспоминая о своих озарениях, он мучительно путается в неуклюжих строчках письма. Он совсем не умел разбираться в своих чувствах и, тем более, писать о них. Только когда он говорил или писал о своем любимом труде, о творчестве, о химии, о судьбах страны, в его трудном и «своеобычном» языке, откуда ни возьмись, появлялись и яркие образы и запоминающиеся сравнения, он умел быть и торжественным, и убедительным, и ироничным, и даже влюбленным.
VIII. В ХИМИИ УТВЕРЖДАЕТСЯ ПОНЯТИЕ МОЛЕКУЛЫ
Все оттенки чувств, от восторженности до негодования, мы найдем в письме Менделеева к Воскресенскому с международного конгресса химиков в Карлсруэ.
В поисках объяснений очередных побед Менделеева на научном поприще иные его биографы обращают свои взоры к западноевропейским влияниям. Затаив дыхание от избытка почтительности, они упоминают об этом съезде, на который молодой Менделеев попал якобы благодаря своему пребыванию в Гейдельберге. Робким учеником западных мастеров представляют они читателю Менделеева.
Уже известные нашему читателю факты говорят совсем обратное. В действительности, как мы уже знаем, воздухом самых вершин науки Менделеев дышал полной грудью еще на лекциях Воскресенского, а ко времени первого международного съезда химиков уже успел протоптать к этим сияющим вершинам знания и свою собственную, пока еще, правда, небольшую, тропку.
Во всяком случае, он давно уже имел все основания чувствовать себя своим человеком среди ученых и на съезд в Карлсруэ приехал не только в качестве равноправного члена русской делегации, но и сразу же был избран в комиссию, которой была поручена основная работа съезда – подготовка важнейших его решений.
Съезд этот – фактически первый мировой съезд химиков – действительно сыграл в истории химии большую роль.
Письмо учителю, в котором Менделеев со многими подробностями описывал ход конгресса, было настолько содержательным, а тема его настолько злободневной, что Воскресенский опубликовал его в одном из очередных номеров газеты «С.-Петербургские ведомости»[18]. Таким образом, оно стало первым газетным выступлением Менделеева перед широкой русской публикой.
Для того чтобы читатель – современник блистательных побед новой химической науки – мог оценить воодушевление Менделеева, участвовавшего в установлении основных понятий химии, нужно предпослать менделеевскому письму несколько пояснений.
К моменту первого международного конгресса химиков продолжение «смутного времени» в химии становилось нетерпимым. Такое название сохранилось за эпохой развития химии, непосредственно предшествовавшей эпохе менделеевских и бутлеровских открытий, перевернувших всю химию и окончательно придавших ей научную стройность. В описываемое же время исследователи, в буквальном смысле слова, перестали понимать друг друга. Внешне это противоречие между формой, в которую облекались химические знания, и их содержанием находило свое выражение в следующем.
У химии есть свой особый условный язык, гораздо более простой, чем язык математических символов, но такой же краткий и выразительный. Отдельными терминами этого своеобразного языка химических формул служат сокращенные наименования веществ, входящих в состав сложного соединения – инициалы их латинских или греческих названий. Водород обозначается в этих формулах буквой Н (начальной буквой латинского названия этого элемента Hydrogenium), кислород – буквой О (Oxigenium), углерод – буквой С (Cabronium), азот – N (Nitrogenium), сера – S (Sulfur), фосфор – Р (Phosphorus), железо – F (Ferrum) и т. д., и т. п. С помощью этих обозначений можно записать все, что интересует химика относительно состава соединения.
Сейчас, когда на этот счет во всем мире существует полная договоренность (мы увидим дальше, с каким энтузиазмом Менделеев участвовал в ее установлении), условный язык химии приобрел исключительную простоту и наглядность. Каждый значок, вставляемый в формулу, указывает не только наименование элемента, к которому он относится, не только качество вещества, участвующего в реакции. Эти значки имеют и количественное значение. За каждым из них, в действительности, стоит один атом, со своим строго определенным относительным весом (относительным потому, что сейчас все атомные веса отнесены к единице, в качестве которой избран вес атома кислорода). Значок Н обозначает вес атома водорода, значок N- вес атома азота, значок О – вес атома кислорода и т. д., и т. п.
Если нужно показать, что в составе сложного соединения участвуют два или несколько атомов любого из этих элементов, внизу буквенного обозначения атома ставится соответствующая цифра. Таким образом, для того чтобы показать, что частица соли состоит из одного атома хлора (Сl) и одного атома натрия (Nа), достаточно написать NaCl. Это и будет химическая формула обыкновенной поваренной соли. Если серную кислоту обозначают H2SO4, то это значит, что частица серной кислоты состоит из 1 атома серы, 4 атомов кислорода и 2 атомов водорода и т. д. Но тогда все это не было так просто и наглядно. Перед исследователями возникали трудности. За буквенными обозначениями элемента в одних случаях химиками подразумевался «весовой пай», с которым этот элемент вступает в известные им соединения, в других случаях объем, в третьих – «эквивалент»[19], который они, вдобавок ко всему, путали с атомом…
Подобное смешение понятий приводило к ошибкам, и можно ли удивляться, что многим они казались непреодолимыми. Вот один пример таких затруднений, который больше других любил впоследствии приводить, в своих лекциях Менделеев.
Мы уже знаем, при каких обстоятельствах французский химик Дюма выяснил, что при белении воска хлором происходит частичная подмена содержащегося в воске водорода хлором. Мы знаем, как открытие этого факта расшатало «двойственную», электрополярную теорию Берцелиуса. Уточняя свое открытие, Дюма установил, что на один и тот же объем освобождающегося из воска водорода (если перевести его в газообразное состояние) приходится в точности такой же объем газообразного хлора, представляющего собой плотный, зеленоватого цвета, ядовитый газ. Если отношение равных объемов газов выражает отношение атомов, из которых они состоят, то это значило, что на место атома водорода становится атом хлора. Вслед за тем Велер и Либих, обрабатывая хлором горькоминдальное масло, обнаружили, что в получающемся при этом соединении уже не один, а два объема водорода замещаются таким же количеством хлора.
Это наблюдение было первым звеном в целой цепи исследований, показавших, что равные объемы водорода, брома, хлора и йода, а значит и атомы этих веществ, равноценны, эквивалентны. Но вместе с тем они были химически равнозначны лишь половине равного объема кислорода… Отсюда можно было вывести заключение, что атом кислорода по своему химическому действию соответствует двум атомам хлора, двум атомам натрия, двум атомам водорода! Значит, понятие об атоме, если уж его придерживаться, надо строго отделять от понятия о величине его химического значения, его эквивалента, то есть способности его ко взаимному насыщению.
«Учение об эквивалентах было бы совершенно просто, – рассказывал впоследствии Менделеев студентам на своих лекциях о «смутном времени» в химии, – если бы каждый металл и каждое простое тело давало только одну степень соединения с кислородом, или один окисел. Оно усложняется тем, что многие металлы дают несколько степеней окисления, следовательно, представляют в различных степенях окисления различные эквиваленты. Через это понятие об эквиваленте усложняется, и каждому простому телу нельзя придать одного определенного эквивалентного веса.. и потому понятие об эквивалентах, играя весьма важную роль в историческом отношении, представляет, при более полном изучении фактов химии, только вводное понятие, подчиненное более высшим…»
Отказ от овладения этими «высшими понятиями», под которыми Менделеев разумел в первую очередь понятие об атоме, тормозил поступательное движение науки.
Составляя формулу соединения, химик должен был каждый раз оговаривать, что именно он разумел под символами, обозначающими вступившие в химическую реакцию вещества. Получилось так, что простое, сравнительно, вещество можно было обозначить десятком различных способов.
Для уксусной кислоты, формулу которой сейчас прочтет без труда каждый школьник, в те времена, в зависимости от взглядов автора, применялось до 19 различных обозначений. К каждому химическому сочинению должна была прилагаться своя особая «смысловая отмычка». Издатель одного из химических журналов жаловался, что «каждой статье необходимо предпосылать ключ, как в музыке». Дело, конечно, не в значках, не в обозначениях, не в иероглифах химических формул. Об их единообразии легко было бы договориться, если бы химики одинаково понимали то, что творится за стеклом пробирок.
Физики могли бы оказать химикам в этом существенную поддержку, но химики не спешили обращаться за этой помощью.
К этому времени был уже хорошо известен простой и остроумный способ уточнения одного из важнейших свойств атома как материальной частицы – его веса. Изучая различные газы, физики установили, что как бы эти газы ни были разнородны, но при изменении температуры или изменении давления объем любого газа изменяется почти одинаково. Отсюда был сделан важный вывод, с которого сейчас в школе начинают изучение химии, что равные объемы газа при постоянной температуре и постоянном атмосферном давлении представляют собой своеобразные «упаковки», в которых заключено равное число частиц газа. На этом основывалось важное предложение, которое впервые внес туринский физик Амедео Авогадро, – воспользоваться этими «упаковками» частиц различных газов, то есть их равными объемами, взятыми при одинаковых и неизменных условиях, чтобы узнать относительный вес частиц любого газа.
В самом деле! Совет Авогадро можно пояснить на общеизвестном примере, напоминающем простую арифметическую задачку. Чтобы узнать, во сколько раз яблоко одного сорта тяжелее яблока другого сорта, если ящики запакованы и достать по одному яблоку оттуда невозможно, надо взвесить целиком один ящик, взвесить другой, заключающий в себе столько же одинаковых яблок, и сравнить их вес. Во столько же, во сколько один ящик будет тяжелее другого, во столько средний вес отдельного яблока, которое в нем заключено, будет тяжелее среднего веса отдельного яблока, заключенного в более легком ящике.
Ход рассуждения не меняется, если бы мы захотели тем же способом узнать относительный вес атомов. За единицу сравнения надо взять вес самого легкого атома, каким является атом водорода. Чтобы полутать сравнительный вес атома любого элемента относительно атома водорода, надо в одинаковых условиях сравнить «упаковку», заключающую в себе частицы водорода, с такой же «упаковкой», содержащей столько же частиц другого вещества, но весящей больше.
Однако этот простой способ установления атомных весов не случайно долгое время оставался в пренебрежении у химиков. Казалось, что он приводит к безысходному противоречию. Известно было, например, что из 1 объема ядовитого газа хлора и 1 объема водорода получается 2 объема газа хлористого водорода. Если верить правилу, что в равных объемах содержится равное число частиц любого газа, то выходило, что из двух атомов – одного атома хлора и одного атома водорода – образуются тоже две частички хлористого водорода и в каждой из них присутствует и хлор и водород. Выходило, что или атомы химически делимы и, таким образом, они вовсе не атомы, или правило Авогадро совсем не правило…
Одним из важнейших признаков окончания «смутного времени» в химии было опубликование французским химиком Жераром смелой догадки, что газ водород состоит не из отдельных атомов водорода, а из более сложных частиц, молекул, понятие о которых установил Ломоносов и каждая из которых в данном случае заключала по два атома водорода, соединенных вместе. Из двух соединенных атомов состоит и частица газа хлора. Если это так.
то становилось понятным, что при попарном соединении этих частичек, или молекул, соединяются совсем не половинки атомов, а целые атомы, выделяющиеся из разделившихся молекул. Из одной молекулы хлора, состоящей из двух атомов этого элемента, и одной молекулы водорода, также состоящей из двух атомов этого элемента, образуются тоже две молекулы нового вещества – хлороводорода:
В химии утверждалось понятие молекулы!
***
Этот важный момент лег в основу решений первого съезда химиков в Карлсруэ. Его горячо приветствовал молодой Менделеев.
«Существенным поводом к созванию международного химического конгресса, – писал он Воскресенскому, – служило желание уяснить и, если возможно, согласить основные разноречия, существующие между последователями разных химических школ. Сначала г. Кекуле предложил было для разрешения многие вопросы: вопрос о различии частицы, атома и эквивалента, вопрос о величинах атомного веса… далее, вопрос о формулах и даже, наконец, о тех силах, какие при современном состоянии науки надобно считать причиною химических явлений. Но в первом же заседании, 3 сентября, собрание нашло невозможным в такое короткое время уяснить такое большое число вопросов и поэтому решилось остановиться только на первых двух.
Была избрана комиссия, в которую вошло до 30 человек, для предварительной разработки этих двух вопросов; был в ней и С. Каниццаро, одушевленная речь которого, по справедливости, была встречена общим одобрением. На втором заседании конгресса, 4 сентября, комиссия вынесла выработанную ею резолюцию такого содержания: «Предлагается принять различие понятий о частице и атоме, считая частицей количество тела, вступающее в реакции и определяющее ее физические свойства, и считая атомом наименьшее количество тела, заключающегося в частицах. Далее предлагается понятие об эквиваленте считать эмпирическим, не зависящим от понятий об атомах и частицах. При голосовании за резолюцию большинство подняло руки. Кто против? Робко поднялась одна рука-и опустилась.
Результат неожиданно единодушный и важный. Приняв различие атома и частицы, химики всех стран мира приняли начало унитарной системы; теперь было бы большой непоследовательностью, признав начало, не признавать его следствий».
Встречая это решение, как должное, Менделеев недаром с некоторым удивлением отмечал «неожиданное» единодушие химиков в вопросе, прояснению которого он посвятил столько самоотверженного труда, работая над изоморфными соединениями и над удельными объемами. Победа была достигнута дорогой ценой, хотя на торжественных заседаниях съезда об этой цене не упоминалось. Светила химии, которые здесь поднимали руки за утверждение в науке различия между атомом и молекулой, тем самым невольно осуждали собственные заблуждения. Среди них не было уже выдающегося французского химика Жерара, который доказал применимость в химии закона Авогадро. Жерар умер, надорванный непосильным бременем преподавания в провинциальном лицее, затравленный самовлюбленными недругами, увенчанными званием «бессмертных», как во Франции предупредительно именуют академиков. Его обычный обед состоял из воды и хлеба. Эта диета, по его словам, поддерживала ясность головы, а сбереженные с ее помощью деньги он тратил на покупку химических реактивов. Он должен был их приобретать сам, потому что его влиятельные противники отрицали за ним, этим выходцем из простолюдинов, право на занятие наукой, а за его яркими идеями – права гражданства в химии.
После того как Жерар скоропостижно скончался в расцвете лет, оставив без средств семью, один из тех, кто ему отказывал при жизни в малейшей поддержке, – академик Вюрц, – высокопарно писал о «возвысившей его смерти», об «искании истины», которое было его страстью, во имя которой он предпочел независимость карьере, убеждения – выгодам, познав любовь к науке не только превыше благ мира, но даже превыше самой жизни, так как умер за работой. «Славная смерть, которую Франция не забудет», – так кончалась надгробная речь человека, одного слова которого было бы достаточно, чтобы спасти эту жизнь для науки… Менделеев учился понимать действительную ценность красивых фраз, не подкрепленных делами!
Соотечественник Авогадро итальянец Каниццаро привез на конгресс в Карлсруэ маленькую книжечку, в которой наиболее последовательно излагал взгляды Жерара и выводы из них. Оказалось, что эту работу скромного итальянского ученого почти никто из общепризнанных германских, английских, французских мэтров химии не удосужился даже перелистать. Они узнали о ней только на съезде, хотя она была им разослана задолго до этого. Любопытное свидетельство на этот счет одного из видных немецких химиков Лотара Мейера приведено в специальной исторической работе, посвященной конгрессу (о письме Менделеева, содержавшем его наиболее полную характеристику, там, конечно, даже не упоминается). Лотар Мейер писал, что после его ознакомления с брошюрой Каниццаро «словно спала пелена, которой были закрыты глаза». Это испытывали многие, но они не спешили в этом признаться…
IX. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» И ЕЕ УЯЗВИМОЕ МЕСТО
12 февраля 1861 года Менделеев получил в городе Ковно подорожную на две лошади до Динабурга. Это была уже Россия. Все железные дороги России в то время составляли протяженность одной современной магистрали от Москвы до Севастополя.
Менделеев возвращался из дальних странствий к кафедре органической химии в университете, руководить которой он был назначен, обуреваемый новыми мыслями. Он увез со съезда химиков в Карлсруэ и могучее воодушевление и глубокую неудовлетворенность. Он был счастлив торжеством новых идей, которым был предан еще со школьной скамьи.
Русские химики на съезде оказались в первых рядах преобразователей химического знания. Этим можно гордиться.
Но Менделеева огорчало, что наряду с людьми больших порывов и смелой мысли он нашел среди признанных олимпийцев науки косных рутинеров. Он наблюдал, как игра мелких самолюбий подчас затмевала интересы знания.
Менделеев не скрывал ни от себя, ни от читателей опубликованного в газете письма со съезда, что хотя единство взглядов на основные вопросы химии как будто бы и было достигнуто, но в глубине души многие участники съезда еще колебались, многие так и не поняли до конца важности происходившего в науке перелома, многие все еще оставались равнодушны к теориям и продолжали думать, что гораздо большее значение имеет открытие новых веществ, чем объяснение сущности происходящих при этом процессов.
Поэтому Менделеев уже думал о необходимости какими-то дополнительными усилиями способствовать закреплению успеха, достигнутого в развитии химической теории. Это можно было сделать, только практически показав приложимость и плодотворность новых воззрений в какой-нибудь неиспытанной области.
Опыт – лучший судья любых теоретических взглядов! И зачем откладывать этот опыт в долгий ящик, если у студентов университета нет ни одного порядочного учебника химии?
Менделеев затащил в свою лабораторию высокую конторку (в молодости он предпочитал писать стоя) и залпом, работая и днем и ночью, как об этом рассказывал в своих воспоминаниях его ассистент Г. Г. Густавсон[20], в два месяца написал курс органической химии. Эта книжка была дозарезу нужна его слушателям. Тем лучше! Но вместе с тем это была своеобразная – менделеевская – репликав незавершенном споре. Реплика звучная, щедрая – на триста страниц убористого шрифта.
Судьба этой книги примечательна во всех отношениях.
Это был первый и единственный в то время в России вполне оригинальный курс органической химии. Он был встречен всеобщим одобрением. Новые взгляды, изложенные в нем Менделеевым, получили признание. По представлению Н. Н. Зинина книга была удостоена большой Демидовской премии Российской Академии наук. Однако второе издание этой отличной книги (1863) было в то же время и последним. Разъяснение этого странного обстоятельства приведет нас к истории соперничества и дружбы двух титанов русской химии – Менделеева и Бутлерова.
Надо хотя бы кратко пояснить, что за новое слово произнес Менделеев в своем университетском курсе органической химии.
После того, как стало ясно, что можно избежать путаницы между молекулами и атомами, и ценные советы Авогадро о способах точного взвешивания атомов оказались осуществимыми, химическая формула приобретала строгую определенность.
За каждым значком, обозначившим название элемента, становился атом со всей своей точно измеренной массой, со своими особыми свойствами, хотя еще и не выясненными до конца. Молекула складывалась из отдельных атомов, хотя, как именно это происходило, никому не было ясно.
Во всяком случае, шагом вперед было то, что химическая частица молекула, «маленькая масса» химического соединения, рассматривалась как нечто цельное. В целом она сравнивалась с другими мо лекулами, в целом входила в какую-то систему науки. Она, так же как и атом, служила своеобразной единицей меры химического соединения. От французского слова unité – единица – и происходило незнакомое современному читателю название новой «унитарной» химии молекул, которое Менделеев употребил в своем письме к Воскресенскому.
Унитарная система устанавливала известный порядок в довольно бесформенной массе разнородных фактических данных, собранных к тому времени, позволяла несколько ориентироваться среди хаотического нагромождения разнообразнейших веществ с различными свойствами. Вооруженный представлением о молекуле, исследователь стал искать и находить прочные, устойчивые молекулы, которые оставались неизменными при многих химических превращениях. Они присоединяли к себе новые части, теряли их, приобретали другие, но сами не утрачивали своей химической индивидуальности. Вокруг таких «типовых» молекул группировались сходные с ними, образуя как бы галлерею химических «типов».
Но классификаторы «типов» молекул останавливались в смущении перед обширным классом веществ, называвшихся «органическими».
Прежде всего это были вещества, встречающиеся в организмах. Из таких, встречающихся в природе, тел научились при помощи сухой перегонки (прокаливания в замкнутом сосуде с отводной трубкой), действуя на них азотной кислотой и т. д., получать более простые вещества. Иногда они были настолько просты, что их причисляли на этом осно вании к неорганической химии. Но так как исход ным материалом для них всегда служили вещества, встречающиеся в природе, считалось, что в области органических тел химик способен только упрощать. «Никогда, быть может, между двумя отделами одной и той же науки не существовало такой пропасти, как в то Бремя между неорганической и органической химией, – рассказывал впоследствии об этом периоде К. А. Тимирязев, – они говорили на двух разных языках, изображали одно и то же различными формулами. Так что студент, основательно знающий неорганическую химию, попав случайно в аудиторию органической химии, мог не признать на доске самых хорошо известных тел».
Главную прелесть поставленной перед собой задачи Менделеев видел именно в том, чтобы не только описывать известные химические молекулы, но и показывать, как они получаются, как ведут себя в тех или других случаях и каким предельным изменениям могут быть подвергнуты.
Это была химия молекул в действии. Менделеев уводил читателя из музея веществ в лабораторию и вместе с ним прослеживал сложнейшие родственные связи разных веществ. Сам он писал об этой задаче своего курса «Органической химии» так:
«В прежнее время одной почти растворимостью руководствовались для отделения органических составных веществ. Смесь их обрабатывали водой, спиртом, эфиром и так разделяли на отдельные вещества, из которых потом делали целые отделы или группы. Так, был отдел жиров – нелетучих тел, нерастворимых в воде, мало растворимых в спирте и смешивавшихся во всех пропорциях с эфиром;
отдел летучих масел… и т. д. Эти группы впоследствии или раздробились, или вовсе уничтожились, потому что основанием для естественной химической системы должна быть их взаимная связь по происхождению и химическому характеру, а не одно или два физических свойства…[21] Самые естественные группы органических соединений… представляют только последовательность в изменении свойств с изменением веса частиц. Оттого в одном… ряду встретим легколетучие тела вместе (но не рядом) с телами, не улетучивающимися без разложения, растворимые с нерастворимыми и т. д.».
Здесь, в курсе «Органической химии», уже отчетливо проявлялось стремление Менделеева использовать сведения об относительном весе атомов и молекул и способности отдельных элементов присоединять к себе строго определенное количество атомов (которую Менделеев называл «атомность», а современная наука – валентностью) «как для сравнения и систематического описания, так и для изучения реакции тел». И в этом мы также находим элементы подготовки к тем знаменательным обобщениям связи атомов по их свойствам, широкие выводы из которых в веках прославили имя Менделеева.
«Органическая химия» Менделеева имела еще одну важную особенность. Автор книги, со всем своим пылом, обрушился на искателей особой, исключительной «жизненной силы», которой будто бы были обязаны своим появлением сложнейшие органические вещества. Когда исследователи того времени говорили о «жизненной силе», они имели в виду не своеобразие, не особое качество тех сложнейших процессов, связанных с проявлениями жизни, которое не может не признать материалист. В их глазах «жизненная сила» была некоей непознаваемой субстанцией, чем-то вроде божества или провидения, сообщавшего явлениям жизни их принципиальную неповторимость и невоспроизводимость в условиях лаборатории.
Ссылки на таинственную и непостижимую «жизненную силу» всегда служили утешением неудачникам знания. К их числу никак нельзя, конечно, целиком причислить Берцелиуса, заслуги которого перед химией велики. Но когда в преклонные годы он с упорством отчаяния отстаивал свою любимую теорию «дуализма», двойственности химических соединений, разделяемых на электрополярные части, и когда, в только еще нарождавшейся органической химии, эта теория сразу проявила свою полную неприложимость, он не нашел мужества сказать: «тем хуже для теории». Он отдал свою теорию под защиту фантома и объявил, что открытые им законы теряют власть в сфере влияния таинственной «жизненной силы». Приверженцы идеалистического учения о «жизненной силе» видели в ней особое духовное начало, пребывающее в живом организме, и только в нем. Благодаря этому началу, – ошибочно полагали они, – в живых организмах происходит синтез органических веществ из неорганических. Так как вне живого организма «жизненной силы» быть не может, – утверждали идеалисты, – то органические вещества не могут быть синтезированы в искусственных условиях (за пределами живого организма). Берцелиус предпочел, во имя сохранения ложной теории, отказаться от познания реальной действительности. Даже любимец юного Менделеева, реформатор химии Жерар, и тот допускал решающее участие «жизненной силы» в формировании органического вещества и не верил в возможность искусственного органического синтеза.
Уже было известно много веществ, которые в лаборатории, искусственным путем, из элементов неживой природы, из обычных атомов составляли сложные частицы органических веществ – мочевины и др. Но «жизненная сила» находилась под особым покровительством философов правившего в России лагеря, так же как человек прославлялся ими как центр мира. Для того чтобы найти источники действительно мощного влияния, которое испытывал на себе Менделеев в гейдельбергский период, нужно вспомнить бунтарские работы его друга Сеченова, утверждавшего, что человек – это лишь «определенная единица в ряду явлений, представляемых нашей планетой и вся его даже духовная жизнь… есть явление земное». По учению церкви, поддержанному всей силой государственного авторитета, душа существовала отдельно от тела, дух и материя подчинялись разным законам. Но для Сеченова «обособление духовного человека от всего материального» – это был «самообман, упорно поддерживающийся в людях яркой характерностью самоощущений».
В то время как Сеченов писал в своей гейдельбергской диссертации, что «физиолог – это физико-химик, имеющий дело с явлениями животных организмов», Менделеев, в свою очередь, пояснил в своем курсе «Органической химии», что новая химия занимается не только описанием и сравнением форм и свойств химических веществ, но, главным образом, изучает реакции тел, то есть химические изменения, происходящие при их взаимодействии, и на этом основании называл излагаемую науку «физиологией и анатомией мертвых тел». Сеченов учил, как он об этом писал впоследствии, что «вся тайна животной жизни, поскольку она выражается деятельностями, движениями, заключается в непрерывных химических превращениях веществ, входящих в состав животного тела». И еще более определенно: «Жизненные химические процессы в животном теле подчинены общим основным законам химических превращений веществ».
А Менделеев, в своей «Органической химии», рассказывал о только что зародившейся химии жизни-биологической химии, или, как ее сейчас называют, биохимии, и начинал этот рассказ с вызывающего, хотя и более сдержанного, чем у Сеченова, утверждения:
«Каждое жизненное явление не есть следствие какой-то особой силы, каких-то особых причин, а совершается по общим законам природы». Не отрицая своеобразия явлений жизни в целом, Менделеев писал, что «ни один жизненный процесс, отдельно взятый, не есть следствие особенных сил».
Это уже была перекличка единомышленников!
Но у замечательной книги Менделеева была своя «ахиллесова пята». Она указывала на незавершенность теории, которой пользовался Менделеев, составляя свой курс. Если бы Менделеев был по специальности химиком-органиком, если бы основные его интересы были сосредоточены в области этих изменчивых, подвижных соединений углерода, можно не сомневаться, что он не только оценил бы по достоинству первостепенную важность признаков неполноты теории, которой он руководствовался, но и сделал бы отсюда практические выводы для своей работы.
Но для него органическая химия не была родной областью. Экспедицию сюда он предпринял только в качестве глашатая и проповедника новых «молекулярных» представлений.
Поэтому, натолкнувшись в своем изложении на необъяснимую загадку природы, он не накинулся на нее по своему обыкновению, чтобы поскорее ее разоблачить, а ограничился только тем, что подробно ее описал.
Необъяснимым еще, на том уровне развития химической теории, которого достигла наука ко времени составления Менделеевым своего курса, оставался факт существования большого количества веществ, совершенно сходных по своему химическому составу и в то же время имевших особенности, резко их отличавшие. Так, например, существовала «правая» и «левая» винная или виноградная кислота. На объяснении таких странных характеристик кислоты, как «правая» и «левая», необходимо несколько задержаться.
Винная кислота – это бесцветное твердое тело, без запаха. Кристаллы ее имеют вид призмочек с клиновидными гранями. Это очень полезное вещество: оно употребляется для протравки нитей при крашении, для получения белых и розовых узоров по красному фону в ситценабивном производстве, оно заменяет лимонную кислоту при изготовлении лимонадов.
Молекула винной кислоты состоит из четырех атомов углерода, шести атомов водорода и шести атомов кислорода. Соответственно, ее формула пишется так: C4H6O6. Заменяя в этой молекуле водород металлами, можно получать различные соли. Например, из нее изготовляется сегнетова соль, кристаллы которой известны сейчас каждому радиолюбителю как незаменимый материал для изготовления пьезоэлектрических адаптеров и громкоговорителей (во времена Менделеева она употреблялась только в медицине). Другая соль винной кислоты, называемая винным камнем, используется в гальванотехнике и т. д. Винная кислота легко растворяется в воде.
Изучение водных растворов этой кислоты и привело к открытию существования двух химически неразличимых кислот-близнецов. Через прозрачную ванночку с раствором кислоты пропускается луч поляризованного, то есть особым образом препарированного, света.
Обычное световое излучение образуется световыми волнами, колебания которых происходят в самых разнообразных направлениях. В потоке обычного света попадаются волны, колеблющиеся вверх и вниз, вправо и влево, во всех возможных плоскостях. Это можно очень ясно представить себе, если сделать из веревки, прикрепленной одним концом к неподвижному предмету, модель волнового движения и встряхивать эту веревку так, чтобы по ней побежали волны. Эти волны могут возникать не только в вертикальной плоскости, но и в любой другой плоскости, под любым углом к вертикали.
Существует способ «фильтрации» световых волн, отбора таких, которые колеблются только в одной плоскости. Таким световым фильтром – поляризатором – служат некоторые, естественно приспособленные для этого сложные кристаллические атомные «решетки». Например, способностью «поляризовать» пропускаемый через них свет обладают кристаллы полудрагоценного камня турмалина. Имея два таких кристалла, можно поставить красивый опыт. Пучок света, поляризованного одним таким кристаллом, то есть состоящего из волн, колеблющихся только в одной плоскости, пропускают через второй такой же кристалл. Если он будет расположен в точности подобно первому, скажем, в вертикальной плоскости, то свет, поляризованный первым кристаллом, будет свободно проходить сквозь него.
Если начать теперь поворачивать второй кристалл, то он уже не сможет пропускать лучей, колеблющихся в вертикальной плоскости. Он потеряет прозрачность для этих световых волн. Продолжая смотреть сквозь него на прежний источник поляризованного света, мы не увидим ничего, свет погаснет.
Итак, опыт с винной кислотой состоял в том, что сквозь раствор этой кислоты пропускался поляризованный одним из кристаллов свет. Пучок поляризованных лучей, прошедших сквозь раствор, улавливался другим кристаллом. И вот с помощью этого второго кристалла удалось установить, что раствор винной кислоты поворачивает плоскость поляризации светового пучка, причем в одних случаях вправо, а
в других – влево. Состав исследуемого вещества оставался неизменным; он описывался одной и той же формулой – С4Н6O6. И вместе с этим опыт ясно показывал, что под этой формулой скрывались два каких-то, отличающихся между собой, вещества. Это явление было названо изомерией (от двух греческих слов: «isos» – равный и «meros» – частица), а подобные молекулы – изомерными. Изомеров было известно много. Менделеев описывал их с большим вкусом и заканчивал это описание так, как подобало настоящему искателю:
«Все эти явления, – писал он, имея в виду явления изомерии, – составляют один из самых интересных предметов химии, потому что не подчиняются до сих пор никаким теоретическим соображениям».
Это надо было понимать так, что здесь, где обозначалось противоречие между теорией и фактами, – именно здесь под заступом пионера должен был забить живой ключ-источник открытий. Менделеев еще не подозревал, что теоретические соображения, которым должна была «подчиниться» изомерия, уже выведены, что опыты, на которых эти соображения основаны, будут отнесены к наиболее блестящим в истории химии и что сила теоретических соображений, сорвавших уже покров загадочности с явлений изомерии, настолько велика, что они откроют новую эпоху в науке. И что, наконец, именно поэтому прекрасный учебник «Органической химии», только что им написанный, выдержит всего два издания: так быстро устареют некоторые его положения…
Покончив с «Органической химией» и таким образом по-своему подведя итоги съезда в Карлсруэ, Менделеев с увлечением окунулся в преподавание и в новые, захлестнувшие его дела.
Подписчикам рассылалась мартовская книжка журнала «Современник» за 1861 год, высказывавшая мысли, которые Менделеев, как мы уже знаем, полностью разделял.
«Мы ценим ученость, – писал журнал в безыменном обращении к читателю, – и глубоко уважаем людей, посвятивших себя науке, но думаем, что истинная ученость, cамая глубокая, может привести человека к тому убеждению, что единственно прочное благо на земле – тем или другим способом служить человечеству, что… ученые, занимающиеся постройкой великолепных систем и забывающие при этом о деятельности на пользу своих меньших братий, представляют собою безжизненных Вагнеров[22], бесплодно тратящих время на штопанье дырок всего мироздания.
Уж слишком отрывочна жизнь и вселенная,
К профессору немцу пойду непременно я,
Верно, ее не оставит он так:
Системы придумает, даст им названия… Шлафрок надевши и старый колпак,
Он штопает дырки всего мироздания.
Итак, читатель, побольше и побольше любви к человечеству, особенно к тому, которое мы привыкли считать за двуногих, не имеющих с нами ничего общего. В этом состоит венец истинного знания и истинной мудрости…»
Ближайшим выражением любви Менделеева к народу в духе облеченных в шутливую форму, но по существу глубоко серьезных призывов «Современника» явилось то, что он взвалил на себя новый груз обязанностей, которые принял от умиравшего от чахотки руководителя кафедры технологии в Петербургском университете, талантливого ученика Воскресенского, профессора Михаила Васильевича Скобликова. Этот груз состоял не только в чтении лекций, но и в редактировании задуманного Скобликовым обширного курса общей технологии. В основу его Скобликов положил немецкое руководство.
В 1862 году вышел в свет первый выпуск «Технологии», посвященный производству муки, хлеба и крахмала. От первоисточника там осталось только название.
Курс был написан заново, с примерами из русской действительности. Издатели в предисловии извещали, что «в настоящее время общее заведывание переводом и дополнениями технологии… принял на себя доцент С.-Петербургского университета Д. И. Менделеев. По его предложению первоначально мы издаем те отделы, которые имеют наибольшее практическое значение в России, а именно, отделы, касающиеся разработки сельско-хозяйственных продуктов».
В глазах Менделеева преподавание, составление теоретического курса, переделка прикладного руководства для практиков не были разными делами.
Он явно не принадлежал к числу «безжизненных Вагнеров» и никогда не делил науку на высшую – «чистую», «теоретическую», и второсортную – «прикладную». Он знал лишь науку и ее приложения.
В редкие свободные вечера – много ли их могло остаться от подготовки к лекциям, от лабораторных занятий, от редактуры!-он устремлялся в единственный близкий ему в Петербурге дом. С окончанием срока ссылки мужа в столицу переехала сестра Ольга, которая была замужем за декабристом Басаргиным. Здесь, словно ненароком, Менделеев встречался с вдохновительницей своих швейцарских посланий, уже окончившей институт Феозвой Никитичной Лещевой. Ольга Ивановна считала, что брату не пристало ходить в неприкаянных холостяках, и она делала все, чтобы ускорить налаживание давно облюбованного ею союза. Дмитрий Иванович тем охотнее позволял собою руководить в этом щекотливом предприятии, что не доверял показаниям собственных чувств. Когда Феозва была где- то вдали, он мечтал о ней с нежностью и страстью. Но стоило молодым людям хоть немного побыть наедине, как между ними проскальзывал пронизывающий холодок отчуждения.
Во всем он винил себя. Он не владел искусством непринужденного общения с людьми. Для этого нужно было, вероятно, обладать большим душевным досугом, уметь легко отрешаться от тягот повседневности. А он, куда бы ни попадал, всюду оседал и располагался со всем своим тяжеловесным скарбом неизбывных забот. Мысли его никогда не могли полностью оторваться от очередного неоконченного дела, от задуманного опыта. А дела никогда не кончались, планы набегали друг на друга, как льдины в ледостав.
Он осторожно пытался посвящать Феозву в свои заветные мысли. Она выслушивала его с такой бездумно-вежливой внимательностью, что он задыхался и умолкал, а она принималась за свое вышивание. Ему казалось, что он читает в ее взгляде молчаливый укор. Он не знал, к чему его отнести, и не знал, как о таких вещах спрашивать. Были ли ей непонятны его думы или неинтересны его занятия? В действительности дело обстояло гораздо хуже. Она не допускала и мысли, что это и есть главное содержание его жизни, вот это самое, что он так неудачно пробовал перед ней раскрывать.
Если бы он успел ей досказать, что мучительную, невыгодную, оплачивавшуюся грошами работу по созданию новой «Технологии» он предпринял потому, что, по его мнению, это нужно было для пробуждения в России промышленности, она только широко и недоуменно открыла бы свои красивые карие глаза. Люди почему-то считают себя обязанными окутывать самые простые вещи целыми облаками пустых слов. В ее прекрасных глазах действительно мелькала тень досады: он никогда не хотел ради нее отказаться от множества ненужных слов, которыми сопровождал и свои удачные и свои неудачные поступки. Она не могла уловить в его словах то, что должно было касаться только их одних, их будущей семьи, – ведь недаром же он тянется к ней, делит с ней ее долгие часы досуга. Все люди, как она думала, во имя своего главного, по ее мнению, жизненного дела – устройства семьи, воспитания детенышей-наследников – вынуждены носить какую-то личину, которую они считают для себя наиболее удобной и право на которую окружающие за ними признают. Один принимает для этого обличье
чиновника, другой – адвоката, третий с профессорской кафедры распространяет скуку познания среди нового поколения. Ее всегда тяготили занятия в институте острым ощущением своей никчемности. Учителя отбывали ежедневную тоскливую обязанность. Они задавали уроки «от сих до сих» и требовали, чтобы она запоминала имена давно почивших в бозе императоров, произносила названия никому не нужных рек, извивавшихся на карте, как расщепившиеся шелковинки, пуговок – городов, формул, которые ей-то наверняка, а может быть и никому, не понадобятся. Во всяком случае, учитель не мог об этом сказать ничего определенного…
Ольга Ивановна находила, что ее замысел развивается успешно. Помолвка произошла. Менделеев виделся с Феозвой Никитичной чаще, чем раньше. И он никак не мог понять, чем завтрашний день должен отличаться от сегодняшнего, откуда ждать той полноты радости, которую должно было бы обещать начало совместной жизни с любимым человеком.
Он написал Ольге отчаянное письмо – она уезжала по каким-то хлопотам в Москву. Он выносил на ее суд все свои сомнения и тревоги. Сестра ответила ему, что жизнью нужно управлять рассудком, а не плыть по течению чувств. Письмо начиналось с увещеваний, а кончилось упреком: «Вспомни еще, что великий Гёте сказал: «нет больше греха, как обмануть девушку». Ты помолвлен, объявлен женихом, в каком положении будет она, если ты теперь откажешься?»
Менделеев сдался. За исключением того, что они оставались и во время помолвки безнадежно чужими друг другу, у него не было никаких возражений против предстоящего брака.
Свадьба состоялась в 1862 году, и молодые отправились в свадебное путешествие.
Подробности первых лет семейной жизни Менделеева не вполне ясны. Известно только, что Феозва Никитична на третий год замужества пережила две радости: вскоре после рождения сына, названного Владимиром, Дмитрий Иванович объявил, что его приятель, профессор технологического института Ильин предложил ему разделить с ним покупку у разорившегося князя Дадиани маленького именья Боблово около Клина и что он принял это предложение. Если бы Феозва Никитична меньше надежд связывала с этим последним событием, горечь разочарования, которую ей пришлось испытать, была бы менее острой…
X. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ОПЫТЫ
Дмитрий Иванович Менделеев был четырнадцатым ребенком в семье, младшим сыном. Одна из его старших сестер, Екатерина Ивановна Менделеева, вышла замуж за управляющего Томской Казенной палатой Капустина, уехала в Томск и в 1859 году овдовела, имея на руках большую семью. Менделеев помогал сестре. Весной 1867 года он посоветовал ей совсем перебраться из Томска в Петербург для воспитания детей, а по пути приглашал в Боблово. Приглашение было принято с радостью, и вся семья Капустиных – мать, ее три сына, три дочери и внучка – поселились у Дмитрия Ивановича до осени.
Прошло много лет, дети выросли, и одна из племянниц, Надежда Яковлевна Капустина (Губкина), оставила «Воспоминания о Дмитрии Ивановиче Менделееве»[23] изданные ею после его смерти в 1908 году, вместе с некоторыми письмами его матери, отрывки которых нами уже приводились, а также братьев и сестер, в виде своеобразной хроники семьи Менделеевых. В ее собственных воспоминаниях, подчас наивных, но всегда теплых и дружественных, подкупает искренность и чистота преклонения сначала девочки, затем девушки и, наконец, прошедшей большой жизненный путь женщины перед кумиром, каким для нее всегда оставался Дмитрий Иванович.
По следам Гёте тенью ходил его секретарь, верный Эккерман, который с педантизмом фанатика заносил в специальный журнал описания всех деяний, совершенных его великим патроном, изъяснения всех слов, им произнесенных. Надежда Яковлевна Капустина могла бы быть менделеевским Эккерманом, и ее свидетельства явились бы неоценимым подспорьем историка, если бы она хоть отдаленно понимала, что делал Менделеев за пределами крошечного по сравнению с большим миром, в котором он так жадно жил, мирка семьи; и если бы Надежда Яковлевна имела хоть малейшее представление о том, как нужно документировать исторические факты. Нужно быть благодарным ей и за то, что ей удалось сделать. Но каково же огорчение биографа, который наталкивается на обрывки «мыслей и мнений» Менделеева, в святом неведении выхваченных Надеждой Яковлевной из каких-то бесконечно более драгоценных записей разговоров и встреч. Эти лоскутные «мысли и мнения» она с трогательной старательностью опубликовала пестрыми пачками, без связи с происходившим, без указаний дат, без ссылок на поводы, которые их вызвали к жизни!..
Вместе с тем она оставила несколько безыскусственных зарисовок жизни в Боблове, какой та запечатлелась в памяти двенадцатилетней де вочки. Она начинает их с описания старинной вязовой аллеи в глубине обширного парка из вековых дубов, кленов, развесистых берез и сторожевых елей, скрывающих дом на Бобловской горе. Тарантас, который везет ее в Боблово, сворачивает с аллеи на мостовую двора усадьбы, и навстречу ему с крыльца сбегает «высокий и бодрый, немного сутуловатый человек в серой куртке, с русой бородой и длинными развевающимися над высоким лбом волосами». Этот высокий человек – Менделеев. Ему тридцать три года. Его двухлетний сын Володя уже хорошо говорит и бойко бегает.
«Дмитрий Иванович был не только нежный, но и горячо любящий отец. Как бы он ни был занят, но если он слышал крик или плач ребенка, он бросался с места, прибегал испуганный, кричал громко и резко няне: – В чем дело? В чем дело? – и очень ласково и нежно говорил мальчику: Володичка! Что ты, об чем?..»
На следующий день Надя увидела жену дяди – «маленькую, грациозную женщину, уже немолодую» (она была на шесть лет старше своего мужа). Но «душой дома был Димитрий Иванович», в его «серой, неподпоясанной широкой куртке, в белой… соломенной шляпе, с… быстрыми движениями, энергичным голосом, хлопотами по полевому хозяйству, увлечением в каждом деле и всегдашней лаской и добротой к нам, детям…»
Она знала, что Дмитрий Иванович ученый и профессор и что он химик. Но, по ее собственному признанию, ей тогда это не казалось ни интересным, ни важным. «А было важно и интересно, что Дмитрий Иванович так любил поля, лес, луга».
В Боблове было еще одно существо, которое относилось к Менделееву точно так же и выражало это с той же непосредственностью двенадцатилетней девочки. Это была его немолодая жена.
Она наслаждалась безмятежным счастьем в своем, отгороженном от всего света, углу. Счастье заключалось в том, что ей никто не был нужен и она никому не была нужна, кроме своих близких.
В имении было мало пахотной земли, и она вся была занята опытным полем. Как вспоминает племянница, Дмитрий Иванович на своем гнедом жеребце часто ездил осматривать это поле. «При этом иногда бывало, что я, маленькая ростом и худенькая, но бойкая, оказывалась, по приглашению дяденьки, сидящей с ним вместе верхом на лошади, впереди его казацкого седла. И счастью и гордости моей не было конца».
Иной раз, когда он уходил перед вечером поглядеть на возвращающееся стадо, его провожала жена. Они останавливались у низкого частокола, за которым колыхалась тугая рожь. В молчании Феозва упивалась медовым дыханием полей, переливами вечерней песни какой-то пеночки, – для нее все птички были пеночками… И сколь же разными были их думы!..
***
Опыты Дмитрия Ивановича давали богатые плоды. Юная бытописательница бобловской жизни вспоминала, как однажды во двор к Дмитрию Ивановичу пришли несколько мужиков по какому-то делу и, кончив его, спросили:
Скажи-кася ты, Митрий Иванович, хлеб-то у тебя как родился хорошо за Аржаным прудом… Талан это у тебя, али счастье?
«Я стояла тут же и видела, как весело и ясно сверкнули синие глаза Дмитрия Ивановича, он хитро усмехнулся и сказал:
Конечно, братцы, талан…
…Потом, за обедом, он, смеясь, рассказывал это большим и прибавил:
Зачем же я скажу, что это только мое счастье? В талане заслуги больше».
Его «талан» не был мертвым сокровищем, закопанным в землю. Он был пущен в мир и умножался несчетно, этот «талан» знаний и умелости. Во многих, более поздних, высказываниях Менделеева и в его докладах в Вольно-экономическом обществе сельскохозяйственные увлечения той поры выявляются со всеми своими корнями. Маленькое бобловское поле для него самого было источником ответов на глубоко волновавшие его вопросы. Опыты, поставленные на этом поле, знаменовали начало его первых общественных экспериментов и выступлений. С этого он начал осуществлять свой заветный замысел продвижения науки в народнохозяйственную жизнь. В обрывках «мыслей и мнений», собранных в коробе воспоминаний Н. Я. Капустиной, есть одно, весьма примечательное, высказывание Менделеева, неизвестно, впрочем, к какому периоду жизни относящееся. Он говорил как-то о том, что в будущем труд крестьян, вооруженный знанием и техникой, будет разновидностью умственного труда…
Он искал в своих опытах опоры для протеста против рассуждений разнообразных последователей Мальтуса. Ханжествующий английский пастор не только возводил в непреложный закон нищету, которая душила огромную часть человечества, но предрекал еще большие беды от роста народонаселения, обгоняющего якобы рост средств существования. Надо подавить, ограничить, иссушить силу размножения, учил он, ибо число приборов на жизненном пиру строго ограничено и лишним места нет. Этот бред человеконенавистничества возмущал Менделеева не меньше, чем проповедь благостности страдания в земной юдоли во имя воздаяния в потустороннем мире. Хотя Менделеев не раз повторял, что от «лентяев и лежебоков все отнимется когда-нибудь, несмотря ни на что», однако он никогда не поднимался выше туманных благих пожеланий, никогда не достигал ясного понимания законов классовой борьбы, которым подчиняется жизнь общества и из которых единственно вытекало научное предвидение подлинно светлого будущего. Но искренняя и честная любовь к трудовому люду, которая в нем жила, внушала ему глубокую ненависть к проповеди блаженной и смиренной скудости, лицемерно призывающей многих голодных отказаться от своих человеческих прав во имя безраздельного довольства немногих сытых. На склоне лет он писал в своих «Заветных мыслях», что не хочет вдаваться даже в рассмотрение «слащавой мысли», что условием «блага народного» должно считать довольство первобытными потребностями.
«Не хочется мне этого делать по той причине, что, долго живши, я слышал речи подобного рода от лиц с очень сложными потребностями, больше всего от литераторов». Этому от всей души противилось ясное, молодое, менделеевское: «Чтобы все было!» Чтобы деток было побольше – «деток надо жалеть». Чтобы люди жили и обильнее и теснее, – «без тесноты людской не мог бы появиться ни Рафаэль, ни Стефенсон», – из глуши народных масс выкристаллизовываются таланты и гении, «что теснее, то дружнее». И обилие и тесноту можно совместить. Кто смеет утверждать, что убывание земного плодородия неизбежно? Мы не знаем, когда Менделеев говорил о крестьянине будущего, занимающемся умственным трудом, но мы наверняка знаем, что именно он под этим понимал. А он разумел под этим научное управление процессами увеличения производительности сельскохозяйственного производства, безграничное расширение пира жизни. Это та же мечта о превращении земли в благоухающий и плодоносящий сад, которую вынашивали в себе Чехов и другие лучшие люди старой России. Максим Горький вспоминал, как незадолго до смерти, устраивая свой домик в Крыму, Чехов говорил: «Как прекрасна была бы земля наша, если бы каждый на одном маленьком клочке сделал все, что он может…» Этой мечте о трудовом подвиге нехватало самой малости – точки приложения этого рычага, способного перевернуть мир, – того самого свободного клочка земли, на котором можно создать чудеса…
Менделеев не видел прямых путей передачи трудового уменья, воспитанного наукой, из одних рук в другие, из рук ученого – в чьи-то руки, которые смогут использовать все могучие средства покорения природы в полную силу. Чьи это руки? Где, когда они примут этот дар? Не по-менделеевски, не орлиным взором исследователя, а робко.
ощупью он будет искать ответы на этот вопрос. Но зато первую часть задачи он понимает в совершенстве. Выковать победоносное оружие своей науки он умеет, быть может, лучше, чем кто бы то ни было в его время. Он охватывает просторы знания шире, чем другие…
И вступая на путь сельскохозяйственных опытов, он был на своем коне. На незыблемую опору опытного знания он хотел поставить зревшее в нем убеждение, что «хлебная производительность… не достигла своего наибольшего возможного развития и с увеличением знаний может еще безгранично возрастать до возможности искусственного производства (заводским путем) питательных веществ» и что, следовательно, «проповедь… мальтузианцев… может иметь влияние… противное естественной разумности». Мнение это, которому он справедливо придавал большую важность, он имел уже право с полной уверенностью высказать в своей большой работе о своде российских таможенных тарифов 1891 года, откуда мы его и заимствуем. К тому времени он уже успел подкрепить его обширным материалом. К этому вели, в частности, и затеянные им бобловские сельскохозяйственные опыты.
Незадолго до смерти, приводя в порядок свой рабочий архив, он написал на полях рукописей, относившихся к сельскохозяйственным опытам шестидесятых годов: «Они важны для меня потому, что оправдывают все мое дальнейшее отношение к промышленности»; это была другая их сторона. На интереснейшем вопросе об отношении Менделеева к промышленности нам придется еще подробно остановиться, рассказывая о его участии в борьбе за развитие производительных сил родной страны. В данном случае он имел в виду совершенно определенную, обозначавшуюся в предпринятых им опытах связь между успехами земледелия и необходимостью развертывания такой существенной отрасли химической промышленности, как производство удобрений.
Он упоминал в своей речи в Вольно-экономическом обществе о первых опытах по выяснению роли удобрений в сельском хозяйстве[24]. Эти опыты служили прекрасным примером полезности коллективных усилий в науке, плодотворности споров, решаемых практикой. Они все вытекали из ясного понимания того, что сельскохозяйственное производство относится к тому особому кругу обмена веществ на земном шаре, который направляется сознательной творческой волей человека и входит, как новое звено, в общую цепь круговорота веществ в природе. Менделеев всегда говорил об этой идее в плане именно такого широкого обобщения. «Основным законом химии, – писал он, например, в своем отчете о поездке на Международную выставку 1867 года в Париже, – служит закон вечности материи, который гласит, что материя ни в одном знакомом нам процессе не создается и не пропадает, что она только подвергается разнообразным превращениям, но ее элементы не создаются и друг в друга не переходят. Эта истина, примененная ныне к растениям, дала те основы, которыми должны руководствоваться земледельцы при употреблении удобрений».
Юстус Либих был одним из первых, кто начал пробовать применять эти основы на практике. Неутомимый в удовлетворении своей любознательности аналитика, он исследовал вещества, которые содержатся в золе, остающейся при сжигании растений. Он установил таким образом, что озимая рожь вытягивает своими корнями из каждого гектара пашни около 40 килограммов фосфорной кислоты и до 75 килограммов окиси калия. Естественно, что у него сразу возникла мысль о необходимости возвращать земле соли, похищенные у нее урожаем, для восстановления, тем самым, ослабленной силы ее плодородия и о вероятной возможности повышать урожаи, создавая в почве избыточные запасы солей. Но Либих потерпел неудачу: одни только фосфорно-калиевые удобрения оказались не в состоянии поднять урожай.
Эти исследования довелось дополнить Жану Буссенго. Двадцатилетним юношей, окончив горную школу, Буссенго отправился в Южную Америку, чтобы стать под знамя Боливара, легендарного героя освободительных войн против испанских феодалов[25]. Переходя с места на место с армией повстанцев, в промежутках между боями Буссенго изучал распределение растительности в горах, состав газов, выходящих из расселин в кра тере действующего вулкана, а также залежи чилий ской селитры и перуанского гуано, которое местные жители примешивали к бесплодной песчаной почве, чтобы получать богатейшие урожаи маиса.
Вернувшись в Европу, Буссенго объяснил причину неудачи Либиха. Внесение в почву одной толь ко золы не может обеспечить поднятие урожая, потому что в золе нет третьего элемента, прозванного когда-то «безжизненным»[26] и без которого на самом деле нет жизни, – в ней нет азота. Либих возражал: он ссылался на свои безупречные анализы химического состава десятков разнообразных почвенных образцов. Все они показывали, что азота в почве больше чем достаточно. Буссенго доказал, в свою очередь, что преобладающая часть этих азотных богатств почвы также недоступна растению, как вода, заключенная в кристалле, для желающего утолить жажду. Корни могут всасывать только растворимые в воде минеральные соединения азота – селитру, соли аммиака, которых в почве почти всегда нехватает. Озимая пшеница, например, ежегодно уносит с каждого гектара около ста килограммов усвояемого минерального азота. Буссенго доказал также, что растения не в состоянии питаться недеятельным свободным азотом из воздуха. Чтобы растение нормально развивалось, ему необходим навоз, который богат усвояемыми азотистыми соединениями.
Менделеев напомнил об этих начальных опытах, чтобы итти дальше. Вопрос о значении удобрений до тех пор был только поставлен и выяснен лишь в самых общих чертах. Нужны были новые подробные фактические данные. И «их надо собирать… по плану», – заявлял Менделеев. Он рассказывал о своих собственных опытах, в которых
испытывались им самим приготовленные подкормки земли. Он сам ездил по окрестным селам, скупал на свалках старые кости, золу, устроил костедробилку и обрабатывая костяную муку серной кислотой, добывал суперфосфат. Обожженная кость служила ему фосфорно-известковым удобрением. Он смешивал эти минеральные удобрения с навозом, испытывал их в разных пропорциях на горохе, на ржи. Он утроил урожай на своем опытном участке и видел, что это еще далеко не предел.
Многие ему «предрекали неуспех», как вспоминал он потом, но это, разумеется, его «еще больше возбуждало».
Он не считал свои выводы вполне и до конца «безучастными» (объективными, как сказали бы мы сейчас). Он настаивал на более широкой постановке исследований, чтобы можно было «превратить виденное в числа, которые добываются измерением». Он ясно представлял себе, что единичными усилиями громадную проблему, к которой он прикоснулся, не продвинуть. Он развертывал перед своими слушателями, на собраниях Вольно-экономического общества, заманчивую программу крупных исследований. Надо одновременно вести опыты в разных местах. Надо тщательно учитывать все их особенности: узнавать историю каждого опытного поля, производить анализы почвы и подпочвенных слоев, изучать метеорологические условия местности, наблюдать за развитием не только опытных растений, но и сорной растительности, научиться точно анализировать продукты урожая. Надо уметь гибко менять масштабы опыта: можно рассматривать то или иное явление сельскохозяй- ственного производства как бы при большом увеличении – это будет опыт лабораторный; в более крупном масштабе, с более широким охватом материала – это будет опыт вегетационный и, наконец, на полном развороте полевых испытаний.
Но кто восприемники этой программы, предусматривающей приложение соединенных, мы бы сказали сейчас-комплексных, усилий целой плеяды науки: и химии, и несуществующего еще почвоведения, и метеорологии, и ботаники, и физиологии растений? Его вдохновенным речам несколько скептически внимают просвещенные землевладельцы и восторженно горсточка научной молодежи, среди которой, впрочем, молодой Докучаев, будущий основатель мировой науки о почвах, исследователь русского чернозема, создатель системы лесозащитных зон, преобразующих земледелие степной полосы. Среди нее будущий великий русский ученый Тимирязев, которому предстоит показать применимость к анализу жизни растения законов физики и написать новую главу науки о круговороте веществ в природе, – главу о механизме поглощения растением четвертого, важнейшего, необходимого ему элемента-углерода. Из этого элемента растение, в основном, строит свои ткани, преимущественно его оно откладывает в своих плодах. Тимирязев решит одну из интереснейших загадок жизни – откроет изумительную естественную приспособленность растения к использованию энергии красной части солнечного излучения для разложения углекислоты – источника углерода, из которого растение строит свои ткани.
Может быть, для начала этого не так уж мало!
Появляются охотники предоставить для новыхопытов свои земли и средства. Менделеев отправляет Тимирязева в Симбирскую губернию, в имение князя Ухтомского. Там закладывается один из четырех – первых в России – опытных участков сельскохозяйственной науки[27]. Другие участники опытов – Яковлев, Капустин, Густавсон – «разъезжаются по другим поместьям, в другие края.
161
Пусть невелики будут полученные ими первые результаты. Менделеев понимает, что значение их не столько в них самих, «сколько в положенном ими начале опытного пути». «Главной пользы от наших опытов мы ждем только тогда, когда они будут продолжены», – говорит он с трибуны Вольно-экономического общества, обращаясь к будущему. Ему в высокой степени свойственно ощущение простора научных возможностей. «Если можно было дойти до производства тюльпанов желаемого цвета, то можно дойти и до производства из рябины – фрукта на славу по широте спроса, по вкусу и пользе, – продолжает он в лекции «Мысли о развитии сельско-хозяйственной промышленности». – Но к этому перескочить сразу нельзя, надо начинать – передовикам… Только тогда можно надеяться на открытие многого нового, неизвестного, а совокупность таких новостей может глубоко повлиять на науку и на практику сельского хозяйства. Наши главные породы культурных хлебов ведь все созданы давно-давно, разве один картофель поновее, а вероятно, что когда за дело примутся с за-пасом знаний, наблюдательности и настойчивости, найдутся неожиданности…»[28].
Здесь вновь углубляется то противоречие, которым отмечена его жизнь. Ведь эти его слова не могут относиться к тому будущему, которое он хотел бы провидеть, оставаясь со всеми своими передовыми идеями в плену жизненного строя царской России. В этом душном и косном мире жизнь, конечно, тоже будет итти вперед. По инициативе профессора А. Я. Зайкевича возникнут опытные поля в Харьковской губернии, правда, для того, чтобы вскоре закрыться из-за материальной необеспеченности. Будет снаряжена «Особая экспедиция для испытания и исследования различных способов и приемов лесного и водного хозяйства» под руководством В. В. Докучаева. Результатом ее явится замечательное научное обобщение-о существовании зависимости между климатом и культурной растительностью, хотя в отчетах этой экспедиции, как и в отчетах всех опытных станций, будет указано, что «намеченная программа на деле не была осуществлена вполне». Д. Н. Прянишников завершит здание теории круговорота азота в природе и в культурном обиходе человека. Тимирязев выступит со своими блистательными открытиями. Мичурин, в безвестном Козлове, не только из рябины создаст «фрукт на славу», но и передвинет юг на север, пересоздаст природу южных растений, сделав их произрастание доступным в несравненно более северных широтах…
Но в полном объеме ожидания Менделеева оправдались только тогда, когда народ сделался полновластным хозяином своей судьбы и сделал науку своим путеводным огнем.
А тогда, в 1867 году, для самого Менделеева поставленная им перед собой скромная задача была решена. Начатое дело было передано надежным преемникам. Перед ним открывались уже новые области кипучей деятельности.
Долгое время еще никто из его близких не понимал, что его жизнь вступала уже в новую фазу. Ведь за полетом его мысли, давно вырвавшейся за пределы бобловского мирка, никто из его обитателей не мог уследить, а внешне ничто не предвещало перемен. Так свет погасшей звезды еще долго несется в пространстве…
«Вот я гуляю с Димитрием Ивановичем за парком по оврагам, называемым Стрелицами, потому что поля между ними идут как бы стрелами… – продолжает вспоминать Надежда Яковлевна Капустина радости своей двенадцатилетней поры. – Я рву цветы, а он говорит мне их названия.
Он сорвал сам один красивый цветок с липким стеблем и мелкими малиновыми цветочками, и говорит:
– Это дрёма. Вот. не будешь спать, сорви и положи под подушку, уснешь.
И я не знаю, шутит он, или это правда…»
В имении появляется племенной скот, конная молотилка. Дмитрий Иванович играет в нее с увлечением ребенка, получившего новую забаву. Он присутствует при ее сборке и, конечно, никому не уступит права в первый раз опустить развязанный сноп в барабан. С неменьшим пылом он играет в крокет и увлекается так, что его не затащить домой, пока не кончится партия. «Я очень любила играть с ним в одной партии, – вспоминает Н. Я. Капустина свое золотое детство, – тогда всегда выиграешь. Он руководил планом игры, учил, как лучше целиться, и в азарте игры прилегал головой к земле, проверяя, верно ли наставлен молоток для удара о шар. Если темнело, а партия не была окончена, он посылал за фонарями, и мы при свете фонарей кончали игру».
Поля попрежнему источают медвяный дух. Пчелы, как всегда, жужжат над клеверами и носят к себе в свои домики янтарный взяток. Феозва Никитична, как и прежде, любит обходить усадьбу, опираясь на его руку. Какой он хороший здесь! Когда он останавливается в задумчивости, прислушиваясь к голосам природы, он словно вырастает из земли. Родной, домашний, уютный…
А он в то время был уже далеко, далеко…
Она радовалась увеличению урожаев, она гордилась тем, что он был хорошим хозяином. А на самом деле он был великим ученым.
Его тянуло в этот ужасный Петербург. Но пускай бы это только на зиму. Быть профессором – хорошо потому, что у профессоров большие каникулы. Пускай он там зимой поработает, но только для того, чтобы как можно скорее, с еще большей радостью, отдаться созиданию тихого благополучия семьи. Она нетерпеливо поджидала возвращения преуспевающего помещика Менделеева к своему растущему, умножающемуся добру. А для него эксперимент был закончен…
Надежда Яковлевна Капустина вскользь касается этой драмы в своих воспоминаниях, рассказывая о том, как «Димитрий Иванович за неимением времени оставил свои хозяйственные опыты в деревне…»
Душа дома покинула его.
Она ни словом не упоминает о том, как эту «измену» встретила Феозва Никитична. Но позволительно думать, что именно тогда трещина, которая всегда существовала в их интимных отношениях, превратилась в непроходимую расселину. И она уже не могла сомкнуться никогда…
XI. МЕНДЕЛЕЕВ ОПРЕДЕЛЯЕТ СВОЕ ОБЩЕСТВЕННОЕ ПРИЗВАНИЕ
В середине 1867 года Менделеев вошел в состав комитета, которому предстояло организовать русский павильон на Всемирной промышленной выставке во Франции. Он отбыл в Париж с поручением составить некоторые его отделы.
После того как главные хлопоты по оснащению выставочных стендов русского павильона были окончены, пояснительные надписи на всех языках составлены, гиды заняли свои места и выставка открылась, – для участников поездки наступили приятные дни отдыха и веселья. Когда схлынули первые дни оживления, во всех отделах наступило затишье. Редко-редко здесь пробегал случайный посетитель, чтобы кинуть невнимательный взгляд на сверкающие полированными частями локомобили и колонны, свитые из морских канатов, коллекции щеток всех фасонов и величин, фестоны из кружев, бочки с сухими красками и прозрачные куски канифоли. Кто был свободен от обязанностей обслуживания выставочных павильонов, устремлялся туда же, куда текли разноплеменные толпы богачей, съезжавшихся сюда со всего мира- на праздник нарядов, к ярким огням рамп парижских варьете.
Менделеев держал себя непохоже на всех. Уже тогда, когда официальные поручения были выполнены, он казался странно занятым, – даже более, чем раньше. Целыми днями он бродил по выставке, беседовал с представителями отделов главнейших стран, делал какие-то отметки в своей записной книжке. Он не чуждался вечерних увеселений, но большею частью пропадал неизвестно где. На самом деле он восстанавливал знакомства с французскими химиками, заводил с их помощью новые и, пользуясь любезными рекомендациями, ездил по заводам. Его спутникам невозможно было понять, зачем ему все это было нужно. Это отчасти разъяснилось, когда он вернулся в Петербург и выпустил в свет отчет о выставке. В этом причудливом отчете меньше всего было рассказано о самой выставке. Она являлась лишь предлогом для выступления, смысл которого был в чем-то ином. Отчет назывался так: «О современном развитии некоторых химических производств в применении к России и по поводу Всемирной выставки 1867 года». Хотели этого издатели брошюры или не хотели, но даже в заглавии выставка отодвигалась на второй план, а на первом плане оказывались какие-то новые замыслы Менделеева, осуществлявшего, как могло показаться поверхностным наблюдателям со стороны, новый крутой поворот со своей определившейся было жизненной колеи на какую-то иную дорогу. Но кто подумал бы так, тот ошибся бы не менее жестоко, чем поспешивший увидеть в Менделееве доброго помещика.
Исследований деятельности Менделеева в отдельных узких направлениях не так мало. Но, к сожалению, слишком часто мы являемся свидетелями попыток проследить поступки и мысли нашего ученого лишь на каком-то коротеньком отрезке этого богатейшего жизненного пути. А затем, желая охватить взором весь этот путь целиком, его складывают, как мозаику, из отдельно обследованных частностей.
Между тем мало можно найти других примеров научной деятельности столь целеустремленной, столь органично развивавшейся, столь последовательной. Говоря о научной деятельности Менделеева, мы имеем в виду такие разные вещи, как исследования растворов, изучение сопротивления воды движению корабля, «Основы химии» и размышления вслух о том, где строить нефтяные заводы, потому что служение интересам науки и исполнение заданий практики в творчестве Менделеева были сплавлены и подчинены одному высшему закону – закону служения своему народу.
Менделеев стремился к насаждению в России «большой» принципиальной науки, к развитию высокой теории, представляющей крайнее обобщение наших представлений о материальном мире. Без этого бесконечного стремления к познанию все новых и новых неизведанных сторон природы наука теряет способность постигать наиболее существенные черты действительности, более глубоко проникать в сущность фактов, охватываемых научным познанием, чем это можно сделать, изучая отдельные детали предмета. Но если она замыкается сама в себе, превращается в «науку для науки», она теряет связи с той почвой, на которой выросла и окрепла. И в том и в другом случае она хиреет и чахнет. Приобретая звание «испытателя природы», настоящий ученый принимает на себя двойное обязательство: и перед наукой, которую он призван развивать, и перед обществом, которому эта наука должна служить.
Для менделеевского окружения эти истины еще требовали доказательств. Даже много лет спустя Менделеев вынужден был отмечать, что «при том отжившем и классическом отношении к знанию, которое господствует еще в общем сознании и часто даже в литературе, – теория противопоставляется практике; отличают резко и ясно теоретика и практика. Есть практики, которые говорят: мне нужна не теория, а действительность, и есть теоретики, говорящие: практика – дело мамоны, а мы служим богу, в практике надо угождать людям, а не делу. Словом, между теорией и практикой лежит, в уме множества людей, целая бездна».
Что же думает по этому поводу он сам? Его собственные мысли и здесь звучат, как гимн материалистическому познанию мира. «То «теоретическое» представление, – продолжает он, – которое не равно и не соответствует действительности, опыту и наблюдению, – есть просто или умственное упражнение, или даже простой вздор и права на знания не имеет. Знанием, в строгом смысле, можно назвать в настоящее время только то, что представляет согласие «теории» с «практикой», внутреннего человеческого бытия с внешним проявлением действительности в природе; и только с тех пор, как этот образ мышления в человечестве родился, начинаются действительные новые завоевания, людьми произведенные… С этого только времени начинаются и химические знания, даже и те механические, которые не представляют геометрическую или наглядную простоту умственного построения…» Здесь начинает жить любимый образ Менделеева: мост, переброшенный между теорией и практикой, по которому движение идет в обе стороны. Этот образ наполнен у него совершенно конкретным содержанием.
Нет никаких сомнений у Менделеева и относительно того, где именно практически появится арена этого плодотворного взаимодействия науки и практики:
«Только там наука будет любезна народу и станет через него развиваться, где промышленное развитие пустило глубокие корни. Именно поэтому, как служитель науки, ради нее самой, я пламенно желаю промышленного развития страны», – напишет он в 1891 году в своих комментариях к новым таможенным тарифам России, и, зная верность Менделеева однажды принятым убеждениям, мы можем провести прямую черту от этих взглядов к его юношеским воззрениям. Они отличаются друг от друга так же, как предварительный намек от законченного тезиса, – только степенью законченности выражения мысли, но не содержанием ее.
Новое – промышленное – развитие страны должно вылиться в капиталистические формы. Менделеев принимал это как историческую неизбежность, которую, однако, в его окружении пытались отрицать с самых разнообразных позиций. Дворянская реакция сплачивала свои силы для достижения главной цели, единственной, которой может задаваться уходящий класс, – осуществить очередное вынужденное отступление, в данном случае отступление от крепостного права, с наименьшими для себя потерями, сохранив в своих руках власть, основную массу и лучшую часть земель, сословные привилегии. Обостренное классовое чутье, заменяющее иногда ясное понимание законов общественного развития, помогало наиболее «дальновидным» и наиболее реакционным политикам правящего лагеря разглядеть за ростом промышленности оборотную сторону медали-неуклонное возрастание разоренных дотла, предельно обездоленных «свободных» рабов капитала, которым нечего уже терять и которые все могут приобрести, если только осознают свое место в борьбе и почувствуют свою силу. Идеологи помещичьей верхушки были бы совсем непрочь подзадержать «чумазого», а когда с ним удалось столковаться, они все же стремились оградить устои крупного землевладения. С другой стороны, еще ничтожное количество людей в среде демократии способно было понять и разъяснить сущность этого «наемного рабства при капитализме»[29], увидеть в пролетариате новую нарождающуюся общественную силу, которая способна стать творцом нового общества. Большинство ограничивалось тем. что осуждало, проклинало капитализм, а вместе с ним и тех, кто способствовал промышленно-капиталистическому развитию страны, в том числе и Менделеева, призывавшего к развитию заводского дела в России.
Конечно, не по гладкому пути приходилось бежать колеснице капиталистического прогресса в России, да и не колесница это была, а скорее убогий возок. Его нещадно встряхивало на ухабах феодальных пережитков, сохранившихся в стране.
Но это все были «неправильные корявости», – типичное менделеевское словечко!-которые требовали исправления, но ни в коем случае «не слащавого оплакивания минувшего». Способствовать в меру своих сил исправлению этих «неправильных корявостей» – вот в чем видел Менделеев свою задачу.
Для того чтобы отношение его к этому вопросу стало нам более понятным, нам придется вернуться в нашем повествовании несколько назад, к тому времени, когда он, написав «Органическую химию» и подготовив к печати первые томы «Технологии», остановился на большом жизненном распутье.
Потайную дверь в эту лабораторию чувств приоткрывает для нас дневник, который Менделеев недолго вел в 1861 году, в период своего возвращения в родную страну и вступления в большую жизнь. Биографы Менделеева до сих пор проходили мимо этого дневника с непонятным безразличием, и можно только порадоваться, что сейчас он извлечен из пыли забвения и хоть частично опубликован известной исследовательницей менделеевского литературного наследства Т. В. Волковой[30] и проф. С. А. Щукаревым[31].
Некоторые записи в дневнике сочувственно откликаются на события, разыгрывавшиеся в 1861 году в студенческом Петербурге. Дворянская реакция, ожидавшая только повода для наступле-
ния на очаги «крамолы» – университеты, выдвинула на пост министра просвещения одного из тех деятелей, которые, по летучему слову поэта, «хорошо продвигались вперед только потому, что легко шли назад». Первое, что заявил, вступая в должность министра просвещения бравый адмирал граф Путятин, было то, что он «не потерпит бесплатного обучения в университетах». Плата за обучение была круто повышена, с тем чтобы выкинуть за борт множество выходцев из среды разночинцев, многим из которых не на что было даже выехать из Петербурга. Наступал год приостановки «Современника», закрытия воскресных школ, бурных студенческих волнений. Менделеев писал о них в своем дневнике как о начале «истории встающей России». Он обвинял «неспособных представителей правительства»: «Они нагоняют войско, они хотят крови…» Между тем начались массовые изъятия студентов, настолько широкие, что на стенах крепости, куда бросали арестованных, чья-то смелая рука с полным основанием написала: «Петербургский университет»…
Занятия в университете фактически прекратились. Менделеев принял предложение профессора А. К. Рейхеля съездить на несколько недель в местечко Кошели Боровичского уезда, где находился рейхелевский завод сухой перегонки дерева. Отлично оснащенный завод работал из рук вон плохо.
Менделеев приехал на завод и нашел там новенькое оборудование, о котором он отзывался в своем дневнике с нежностью, как бы мысленно лаская его. Небольшие изменения режима работы, которые он тотчас же ввел, неузнаваемо изменили ход технологического процесса. Пришлось установить непрерывность некоторых операций, чтобы устранить тем самым длительные периоды «раскачки». Все это было легко, доступно и просто. Со знанием дела можно было бы любой подобный заводик играючи превратить в превосходное передовое предприятие – образчик для всех других. Менделеева подмывало самому приложить руки к такому же вот, собственному, практическому начинанию. На нем можно всем показать пример! Другие пойдут за ним! А при удаче можно размахнуться куда как широко – силушки достанет…
Это один из возможных путей…
Многие однокашники Менделеева пошли по этому скользкому пути. И одним из первых свернул на него старый друг и сожитель Менделеева по вольной студенческой каморке на «Петербургской стороне за табачной лавочкой» – професор механики и директор Петербургского технологического института Иван Алексеевич Вышнеградский. Это он, впервые в России, читал в Пассаже прогремевшие в конце пятидесятых годов публичные лекции о машинах. Ему довелось, впервые в России, поставить задачу упругости, которая включает в себя как частный случай почти все вопросы сопротивления материалов. Это он был инициатором введения понятия устойчивости в исследование движения машин, и его идеи в этой области развивали впоследствии Жуковский и Ляпунов. Он – строитель Охтенского порохового завода. И он же был азартным биржевым игроком и устроителем акционерных обществ.
В числе учредителей Московского промышленного банка мы встречаем имена профессора минералогии Г. Щуровского, известного зоолога А. Богданова, математика А. Давидова – их всех и многих, многих других затронула волна приобретательства…
Менделеев решительно отказался от этого пути. Об этом свидетельствует примечательная запись в его дневнике под датой нового – 1862 года, который он встречал на заводике Рейхеля:
«Январь, 1 час. Я вышел на улицу, или, вернее, к реке. Полная луна, снежная дорога, кругом лес. тишь, холод. Все это хорошо действует на меня. Мне полегче стало, а то было тяжко одному. Не в том дело, что пришло 12 часов на 1-е января, дело в том, что готовящийся год должен определить и мою судьбу. Времена тяжелые для старого, все трепещешь пожить новым, отовсюду слышатся небывалые, или мне незнакомые голоса, все требует замены. Хочется стать к народу поближе. Это нынче модная фраза, да ведь я не модник. Нет. мне прямо вольно с ним, с этим народом-то, я и говорю как-то свободней и меня понимает тут и ребенок. Мне весело с ним, к ним душа моя лежит. И моя доля должна выясниться в этот год. Ведь написать органическую химию мне стоило своей доли, а теперь хочу еще технологию писать, неорганическую химию – так выскажешься почти весь в отношении к химии – не пора ли тогда и покончить с ней. Не завести ли завод?»[32]
Вопрос поставлен прямо. И дальше – замечательные слова, открывающие все благородство и силу духа, писавшего их человека. Нет, он не продаст дорогую ему науку за чечевичную похлебку! Он пишет:
«Такие мысли приходят часто, но часто и гонишь их прочь. Не то мое назначение. Уже вижу, что могу привлечь к себе… своим знанием и малым интересантством-так бросить это вспаханное поле? Что за грабительство будет тогда в моем душевном хозяйстве».
Он сделал окончательный выбор в ту новогоднюю ночь. Он все сохранил, он все сберег, что ему было дано. Он не разменял заветный «талан» на мелкую монету дешевого успеха, легких достатков.
В этой маленькой новогодней записи отражены все его лучшие чаяния, здесь зародыш многих планов. Здесь он высказался весь. Он выбрал, и от своего решения он не отступил. Вокруг него продолжала бушевать вакханалия темных страстей, но все эти волны прокатывались мимо, не задевая его. Ни одна грязная сплетня не прилипла к этому имени. А ведь Менделеев лучше, чем кто бы то ни было, знал, как зарабатывать деньги, – и какие деньги!
Он был одним из немногих людей в России, точно осведомленных, где именно спрятаны золотые жилы, какие именно потребности хозяйственной жизни вызовут повышенный спрос на те или иные продукты, куда стоит, а куда не стоит вкладывать капитал.
Менделеев в состоянии был бы спроектировать, построить и пустить по первому классу любой завод. Множество людей вокруг него наживало себе на его советах целые состояния. А он сам не использовал ни одной из тысяч подвертывавшихся ему возможностей успешной погони за богатством.
Менделеев охотно принимал в свою лабораторию заказы на химические анализы для промышленности. Но если он и брал за это плату, то она служила лишь обычным возмещением чисто научного, специального труда, причем доставались эти средства главным образом помощникам в виде дополнения к чересчур скромным университетским окладам. Менделеев сам издавал свой новый учебник «Основы химии», и прибыль от его переизданий составляла главный доход семьи – это опять-таки была справедливая и скромная плата за собственный труд. Но продавать свое имя! Нет, об этом не могло быть и речи. Оно принадлежало не ему, а его народу, его родине. Ни одна сомнительная сделка не должна была его запятнать. Он имел полное право написать, на склоне лет, министру финансов в своей просьбе о помощи семье: «…мой голос в свое время слышали в сферах, как административных, так и предпринимательских. Последним я лично помогал не только советом, но и на практике, хотя всегда отказывался от принятия участия в их выгодах, так как знал, что у нас это повело бы к ослаблению возможного влияния… и мои мысли не ограничивались узкими рамками какого-либо отдельного предприятия, хотя бы Кокорева или Губкина, Рагозина или Нобеля, куда меня в свое время старались привлечь…»
Его руки должны были быть свободны для того, чтобы указывать путь другим. Все должны были безоговорочно верить, что им движет не слепая корысть, а стремление расширить поле приложений всемогущей науки. Все могут притти к этому роднику, всем дозволено зачерпнуть из него живительную влагу знания. Пусть никто еще не умеет этим
сокровищем как следует распорядиться. Пусть новые дельцы напоминают старую сказку о цыгане: его сделали королем, а он украл сто рублей и убежал… Ну что же, придут другие, более достойные. Его дело – дело служителя – всюду славить чудесный ключ и поддерживать его чистоту…
Он был неизменно счастлив, когда его звали за советом. Помогать своими знаниями всем, кто в них нуждался, и в первую очередь, с особой ревностью, государству – это его счастливый долг, его почетнейшая обязанность, его священное право. Он никогда не отказывался ни от одного государственного поручения. Любое, даже самое скромное, задание министерства финансов, министерства государственных имуществ, военного он выполнял с такой же обстоятельностью, как и любое свое научное исследование. С этими заданиями были связаны, кстати сказать, его самые интересные поездки по родной стране и по другим государствам.
Советовать – это был его «своеобычный» способ вмешиваться в государственные дела, в хозяйственную жизнь страны. Это была его «третья служба родине»[33].
Вот почему отчет Менделеева о международной выставке в Париже не был, собственно, отчетом о выставке. Это был своеобразный посольский доклад. Никто не давал никаких верительных грамот новоявленному послу, и никто их с него не требовал. Он сам взял на себя полномочия представительствовать несуществующую еще русскую индустрию, и, вернувшись, он рассказал то, что видел и какие выводы из виденного надлежит сделать.
Книга, которую он опубликовал в связи с выставкой, представляла выдающийся интерес, и влияние ее сказывалось долгие годы.
О самой выставке Менделеев высказывался в ней вскользь и отзывался достаточно пренебрежительно. Главным содержанием книги были впечатления его поездок: одной – по французским и немецким заводам, и другой – на нефтяные промыслы Кавказа.
XII. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» МЕНДЕЛЕЕВА ДОСКАЗАНА
Менделеев так писал свою книгу «О современном развитии некоторых химических производств применительно к России и по поводу Всемирной выставки 1867 года», чтобы суть изложения мог уловить человек, совершенно не посвященный в секреты химии. Он подбирал для описания различных производств на французских заводах самые простые, обиходные слова, понятные всем. Это было не просто популяризацией знаний,-это было раскрытием секретов ремесла, обычно ревниво скрываемых специалистами под мудреным шифром наукообразных терминов;
Особенно подробно Менделеев останавливался на производстве соды по способу Николая Леблана. Он преследовал этим важную цель. По методу Леблана твердую поваренную соль сначала подвергают действию крепкой серной кислоты. При этом получается сернокислый натрий. Полученный «сульфат» прокаливают с известняком и углем в цилиндрических вращающихся печах – барабанах. Образовавшийся сплав выщелачивают водой. Из раствора, после упаривания, выкристаллизовывается сода.
Менделееву этот процесс казался особенно интересным тем, что объединял ряд важнейших химических производств. Он мог служить, таким образом, отличной школой химической технологии. В самом деле, для получения сульфата нужна серная кислота; для добывания ее требовалась, в свою очередь, азотная кислота. В процессе получения сульфата выделялась соляная кислота. Ее можно перерабатывать в хлор и белильную известь. Обыкновенную кальцинированную соду можно, с помощью извести, частично превращать в каустик (едкий натр). Завод по обжигу известняка для получения извести – еще одно вспомогательное производство, которое, наряду со всеми остальными, может иметь и самостоятельное значение.
Все свои советы заводить новые производства Менделеев подкреплял справками о выгодности этого дела, подсчетами возможных прибылей, указаниями на обилие естественных запасов сырья для новых заводов в родной стране. Разве не горько сознавать, что, владея неограниченными запасами соли, известняка и медных колчеданов для добывания серной кислоты, Россия оставляет все эти богатства лежать без движения, в земле, в то время как для получения того же поташа сводились на корню вековые леса. Лес варварски сжигался на месте, лесные великаны обращались в горсть праха – в золу, из которой вымывали содержащиеся в ней углекислые соли калия, чтобы варить на них мыло.
Тут же Менделеев описывал новый способ производства соды, предложенный в 1861 году бельгийцем Сольвеем.
Он не удовлетворился описанием французских и бельгийских заводов и ненадолго съездил в Германию. Перед ним мелькали знакомые картины: аккуратно разграфленная на квадратики цветущих изгородей плоская Вестфалия, коричневый, мутный Рейн с узкими барками и длинными пароходами, сумрачная громада собора, выплывающая из тумана каменной молитвой к небу… Он стремился в Саксонию, в Страсфуртские копи, где только что начали добывать калийные удобрения: хлористый и сернокислый калий – соли, содержащиеся в минералах каините и шёните. Эти минералы обнаруживались в тонком слое породы, прикрывавшем большие соляные залежи. Пока добывалась одна только поваренная соль, калийные соли сбрасывались в отвал, как отбросы. Только недавно они были признаны «благородным сырьем». Этим залежам Менделеев даже слегка позавидовал: ведь это были единственные известные ему за рубежом запасы сырья, относительно наличия которого в России нельзя было сказать ничего определенного. Мы знаем, что так было только потому, что их еще никто не искал среди несказанного разнообразия русской природы…
Даже известные издавна естественные богатства русской земли, и те в полной мере не осваивались… Тут Менделеев переходил к впечатлениям от своей поездки в Баку.
Следуя вдоль песчаных берегов Каспийского моря, путешественник попадал на маленький Апшеронский полуостров, где еще уцелели среди песков развалины древних храмов огнепоклонников. Здесь когда-то пылали неугасимые светильники, наполненные тяжелой черной нефтью, и другие, в которых неяркое пламя питалось горючими газами, отведенными из трещин в земле. Кое-где нефть проступала наружу, пропитывая пески. Колодцы в этих местах наполнялись соленой водой, поверх которой плавала нефть. Местные жители с незапамятных времен добывали из таких колодцев нефть и соленую воду, вынимая их наружу кожаными мешками. Нефтеносные земли эти принадлежали казне, и она сдавала нефтяные колодцы откупщикам. Предприниматель «откупал» за определенную сумму тот или иной участок на четыре года, потом колодец снова шел с торгов в новую аренду. Откупщики торговали нефтью, как и сотни лет назад. Ее возили к пристаням или вьюками в кожаных мешках – бурдюках, или в бочках, погруженных на тележки с громадными колесами, не увязавшими в песках.
Менделеев побывал на нефтяных промыслах по приглашению московского купца В. А. Кокорева, который завел было в Баку маленький заводик для отгонки из сырой нефти «гарных масел» – масел, используемых для освещения. Одно из таких масел он назвал «фотонафтилем». Вскоре американцы стали ввозить тот же «фотонафтиль» под названием «керосена», или «керосина». Керосин охотно раскупался в больших городах, но дальше не шел, потому что был непомерно дорог. Американский – потому, что облагался высокими пошлинами на месте своего производства, русский – потому, что система сдачи колодцев на откуп душила развитие промыслов. Не имело смысла вводить какие бы то ни было усовершенствования в первобытные способы добычи нефти. На протяжении короткого срока откупа дорогостоящие нововведения не могли бы себя оправдать, а цена аренды на очередных торгах на лучше оборудованный участок, естественно, вздымалась. Поэтому нефть добывали по-старинке и друг перед другом соперничали лишь в утеснении промысловых наймитов. Кокорев попросил Менделеева посмотреть, можно ли найти способ удешевления добычи и перевозки нефти без больших затрат, а буде этого сделать нельзя, он его уполномочивал закрыть невыгодное дело.
Менделеев проехал по нефтеносным землям по следам недавней поездки академика Абиха, обследовавшего Апшеронский полуостров. Абих со скукой описывал скудную растительность пустынной местности, с ее отравленными нефтью песками. Он предрекал этому неприютному краю близкое и окончательное запустение. Очень скоро нефть, сосредоточенная у поверхности земли, будет вычерпана из неглубоких колодцев. Продолжать же их бессмысленно, потому что их производительная сила уменьшается с глубиной.
Возможно, что эти домыслы были плодами добросовестного заблуждения достопочтенного геолога. Однако они были впоследствии уже заведомо недобросовестно использованы в борьбе против менделеевских призывов широко развить нефтяное дело в России.
Менделеев тщательно обследовал состояние бакинских промыслов и деятельность кокоревского заводика в Сураханах. Это был одноэтажный каменный сарай с подслеповатыми оконцами. Посредине сарая стоял перегонный бак, в который загружалась нефть. Под баком находилась топка, в которой, по примеру храмов огнепоклонников, пылал газ, подведенный из ближайшей газоносной трещины. Газ этот образовывался из наиболее летучих составных частей нефти, испарявшихся в недрах земли, и присутствие его указывало, что, вопреки мнению
Абиха, главная масса нефти залегает в глубинах земли. Над пламенем газовой горелки нефть в баке подогревалась, при этом из нее испарялся сначала бензин, который выпускался на воздух, как никому не нужная и даже опасная примесь к фотонафтилю, а пары этого самого фотонафтиля, или керосина, охлаждались, сжижались, и жидкое «горючее масло» собиралось в бочки. Когда испарялся весь заключенный в данной порции нефти фотонафтиль, процесс останавливался, остатки нефти выгребались из бака, и он вновь загружался свежей нефтью. Менделееву сразу бросилось в глаза, что этот процесс можно значительно удешевить, непрерывно подавая в перегонный бак небольшие порции свежей нефти и постепенно удаляя оседающие на дно тяжелые остатки, «погоны».
Но наиболее дорого обходился, конечно, транспорт сырья и готового продукта. На арбах или в бурдюках нефть перевозилась к заводу. Тем же способом готовый фотонафтиль перевозился к морю. Для перевозки его морем и по Волге в центральную Россию нужны были бочки. Дерева для бочек на месте не было, и его приходилось откуда-то издалека привозить. Не проще ли было соединить промыслы и завод нефтепроводом, а заводы и пристани такими же трубами, по которым шел бы уже керосин? А еще более разумно не перерабатывать всю нефть на месте, в Баку, а гнать ее по нефтепроводу к морю и наливать там в наливные железные баржи, которые можно отправлять куда угодно. Нефтеперегонные заводы, в интересах страны, нужно строить в центрах потребления. Нельзя отождествлять переработку нефти с производством одного только фотонафтиля. Кроме него, должны использоваться и другие, более тяжелые, масла, пригодные, скажем, для смазки машин. Здесь они уничтожаются, как загромождающий производство отброс. Там они найдут себе хороший сбыт.
Менделеев убеждал Кокорева не оставлять начатого дела. Наоборот, надо все силы приложить к его улучшению. Но успех требует «многих разных мер и условий», между ними надо избрать «одну, наиболее важную». Так Менделеев объяснял впоследствии в своей брошюре «Где строить нефтяные заводы?», выпущенной во время его серьезнейшей размолвки с нефтяными королями, почему он вначале настаивал в первую очередь на отмене главного тормоза для развития нефтяного дела, – на отмене откупов.
Он отправился к министру финансов Рейтерну и, как лицо незаинтересованное, стал его убеждать в выгодности для казны отмены откупной системы. Рейтерн толковал свое положение главы министерства финансов как должность первого ключаря царствующего дома. Скромный, но устойчивый доход с откупов представлялся ему уже прирученной синицей, а проблематичные сборы с каждого пуда нефти, как это предлагал Менделеев, казались ему журавлем в небе. Менделеев утверждал, что вместо одного-двух миллионов пудов легко довести добычу нефти до сотен миллионов пудов и, вместо того чтобы ввозить американский керосин, вывозить за границу свой собственный. «Это ваши профессорские мечтания», – перебил его Рейтерн, и Менделеев в ярости покинул министерство. Он никогда не мог простить Рейтерну этой реплики и так часто о ней вспоминал, что этим самым прославил ничем иным не замечательного министра.
Против откупов он бурно протестовал в своей лекции, прочитанной в 1866 году в помещении Сельскохозяйственного музея по поручению вновь организованного Русского технического общества. Это было вскоре после того, как А. Н. Новосильцов открыл новые нефтяные месторождения еще и на Кубани.
Резче всего Менделеев обрушился на откупа именно в своем выступлении по поводу Всемирной выставки в 1867 году. «Откуп парализует правильный ход нефтяной разработки, – писал он, – а, следовательно, и все нефтяное дело…» Он предупреждал: «Уничтожив откуп, не должно наложить на нефть тотчас большого акциза. Нужно дать этому делу сперва укорениться… чтобы привлечь к нему, а не оттолкнуть капиталистов».
Откуп на нефть, по призыву Менделеева, был отменен, и нефтеносные участки были распроданы в частные руки лишь в 1872 году. Рейтерн оставался при этом верен самому себе и, на всякий случай, наложил на нефть настолько высокий акциз, что русский керосин по цене с трудом мог соперничать с американским, хотя и значительно превосходил его качеством. Когда сказалось сильное отставание русской нефтяной промышленности от американской, встревоженный отнюдь, конечно, не слабым развитием производительных сил России, а недобором доходов в казну, Рейтерн вынужден был вернуться к советам Менделеева и просить его снова изучить этот вопрос, для чего, в частности, Русское техническое общество послало Менделеева в Соединенные Штаты посмотреть, как там поставлено нефтяное хозяйство.
Призывы Менделеева развивать другие химические производства (мы говорим «другие» потому, что на переработку нефти он смотрел именно как на химическое производство) тоже воспринимались очень туго. Осторожный Рейтерн в 1867 году лишь частично снял акциз с соли, идущей в химическое производство. Полностью этот акциз, тормозивший добычу соды, был снят лишь в 1880 году. И только в 1883 году, в Березниках, на реке Каме, вблизи от соляных промыслов и залежей известняка, промышленник Любимов построил первый в России крупный содовый завод, работавший по способу Сольвея. Менделеев не преминул, на одном из заседаний Русского химического общества, приветствовать инициативу основателя завода и отметить высокое качество производимой им соды. Вместе с тем он снова подчеркивал необходимость создания производства соды и по способу Леблана, открывавшему возможность выпуска и едкого натра, и соляной кислоты, и белильной извести. Он говорил о том, что в России не использованы грандиозные источники природного сульфата натрия – готового сырья для содовых заводов, и один из наиболее мощных – в заливе Кара-Богаз на Каспийском море.
Производство соды по способу Леблана возникло в России только в 1890 году на новом заводе П. К. Ушкова, по реке Каме, близ Елабуги. Завод производил сульфат, соду, едкий натр и белильную известь.
***
Трудно вместить эту кипучую деятельность в рамки короткого по необходимости рассказа. Тут неизбежны некоторые смещения хронологической последовательности биографических фактов. События теснят друг друга, и если мы хотим проследить наиболее важные в их развитии, со всеми их следствиями, мы невольно вынуждены на время отодвигать другие, быть может, не менее значительные.
Поездки Менделеева на нефтяные промыслы, на французские и немецкие химические заводы, его общественные и литературные выступления по этому поводу в сумме занимали меньше времени, чем, скажем, подготовка к докторской диссертации, а о ней мы еще не успели даже упомянуть. Между тем эта диссертация «О соединении спирта с водой», успешная защита которой в 1865 году принесла ему ученую степень доктора химии, явилась важным звеном, соединившим его юношеские работы с целой серией исследований растворов, в полном объеме их значения раскрываемых дальше.
К одной только области химии Менделеев потерял видимый интерес. Это была именно та область, которую у него изучали в университете студенты и в которой он проявил себя блестящим дебютом, написав в 1861 году превосходный курс «Органической химии».
С «Востока», как называли казанскую школу химиков, которую возглавлял ученик Н. Н. Зинина Александр Михайлович Бутлеров, засиял свет новой теории, озаривший путь органической химии на много десятилетий вперед. Бутлеров сделал следующий шаг с того самого места, на котором остановился в своем курсе Менделеев, и когда этот очередной шаг был сделан, оказалось, что все предшествующее развитие органической химии было лишь подготовкой, лишь «глубокой разведкой», а настоящее ее наступление на тайны природы начиналось именно теперь, с вновь завоеванных позиций. Менделеев это прекрасно понимал и готовился на это по-своему отвечать. Поняли это и за рубежом, прежде всего в Германии, чтобы тоже, по-своему, на это ответить…
Бутлеров вступил на научное поприще на пять лет раньше Менделеева. Окончив Казанский университет в 1850 году, он был оставлен «для приготовления к профессорскому званию». Ученую специальность ему предстояло избирать самому. Лекции по математике он слушал у Лобачевского, но выпускную диссертацию защитил на тему «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». Коллекция этих бабочек до сих пор хранится в зоологическом кабинете, а диссертация напечатана в «Ученых записках Казанского университета». Однако уже в магистерской диссертации, которую он защитил в 1851 году, определилось его призвание, внушенное Н. Н. Зининым: он разработал тему «Об окислении органических соединений». С этого времени он должен был учиться, уже обучая других. Это воспитало в нем потребность систематизировать свои знания и всесторонне продумывать экспериментальный опыт. В 1854 году он защитил докторскую диссертацию об эфирных маслах, осенью того же года был утвержден экстраординарным, а в марте 1858 года ординарным профессором химии. 1861 год был отмечен в анналах химической лаборатории Казанского университета синтезом нового вещества гексаметилентетраамина, широко известного под обиходным названием уротропина. Здесь же впервые в мире, в том же году, было искусственно приготовлено сахаристое вещество – метиленэтан. В Европе оба эти синтеза были воспроизведены лишь много лет спустя. Бутлеров говорил об этих результатах с довольной, но небрежной усмешкой. В нем горел юношеский задор: то ли еще будет! Ведь это были побочные, боковые выходы большого исследования, целью которого была проверка универсального ключа к любой самой сложной химической реакции… Ключа, выкованного здесь же!
Бутлерову очень хотелось знать: только ли здесь это удалось? Под этим ключом надо понимать новую теорию химии, а ни одна теория не возникает на пустом месте, она вытекает из фактов, имеющих всеобщее распространение. Он отправился в 1861 году в командировку по университетским центрам Европы. Блестяще образованный, безупречно владеющий многими европейскими языками, молодой русский встретил любезный прием и нимало не смущался покровительственным тоном разъяснений, которые получал в ответ на волнующие его вопросы.
Он посетил во Франции Вюрца и Дюма, в Германии он побывал у Кекуле, Кольбе, у Коппа, ухитрившегося, кстати сказать, в своей четырехтомной «Истории химии» ни разу не упомянуть имен Авогадро и Жерара. Все они единодушно признавали, что молодой химик из неведомой Казани отлично разбирается в сложнейших вопросах. Он спрашивал как раз о том, что очень хотели бы сами знать его знаменитые собеседники: нельзя ли в химической формуле прочитать не только состав молекулы, но и то, как она построена? И не может ли в этом помочь понимание индивидуального «химического влияния», которое оказывают друг на друга атомы различных элементов? Французы отвечали на это решительным «нет». Другие, как Август Кекуле. не проявляли такой решительности в отрицании, но отказывались и утверждать что-либо положительное. Кекуле уже приходилось размышлять над тем, как используют атомы для того, чтобы сцепляться друг с другом, образуя молекулу, свой запас «химического влияния», свою «атомность», как называли в то время силу атомных связей. Но он не придавал этим соображениям большого веса. Во всяком случае, в своих руководствах он не рисковал перейти от теории «типов» к рассмотрению поведения отдельных атомов в сложной молекуле. Бутлеров был поражен. Он вспоминал свое удивление в отчете о заграничной поездке, опубликованном в 1862 году в «Ученых записках Казанского университета».
«Все воззрения, встреченные мною в Западной Европе, представляли для меня мало нового»,-писал он. Далее он сдержанно, но ясно говорил, что казанская лаборатория опередила иностранных химиков. Поразившие их новости «сделались в ней общим ходячим достоянием и частью введены в преподавание».
Он ожидал найти у признанных мастеров химии смелость в постановке научных вопросов, но вместо этого он находил медлительность в выводах, обязанную своим происхождением не столько осторожности, сколько отсутствию воображения. Он порывался высказаться, но всякий раз его останавливало опасение, что возражения, высказанные в частной беседе малоизвестным русским исследователем, прозвучат неубедительно, хотя и приобретут впоследствии присущую им силу убеждения, пересказанные авторитетом. Это не имело бы никакого значения, если бы дело касалось самого Бутлерова. Но Бутлеров не верил, что какой-либо авторитет, из числа тех, с которыми он встречался, пожелал бы утвердить за Казанской химической лабораторией ее первенство в произнесении последнего слова химической науки. Каждое новое слово в науке рождается в определенной стране. Он хотел, чтобы это не было забыто, когда новое станет всеобщим достоянием.
Он собирался было отложить опубликование своих новых идей – таких простых, таких естественных и таких своеобразных, никем еще не сформулированных – до возвращения в Казань. Но обстоятельства ускорили развязку. В Шпейере в это время собрался тридцать шестой съезд немецких врачей и натуралистов. Бутлеров выслушал все доклады по химии, которые были вынесены на съезд, и в заключение попросил поставить и его сообщение «О химическом строении вещества». «Выступление Бутлерова было встречено холодно», – бесстрастно отмечает один из его биографов. На самом деле, Бутлеров очутился в атмосфере всеобщего недоброжелательства. Организаторы съезда готовы были вопить о неблагодарности: тот, к кому они отнеслись снисходительно, осмеливался поучать. Его терпели, а он заставлял с собой считаться!
А не считаться с ним было нельзя. Предложенная молодым русским ученым теория строения химических веществ не только с более широкой, с более объемлющей точки зрения объясняла совокупность существующих фактов. Она, как и всякая другая настоящая теория, предвидела новые факты. Проверка ее предсказаний должна была послужить либо к ее общему признанию, либо к ее отклонению. И факты свидетельствовали о ее неопровержимости…
Построения Бутлерова были холодно-логичны, и тем большую бурю они вызывали… Конспективное их изложение не может, конечно, дать полного
представления о всей красоте и стройности аппарата доказательств, использованного исследователем для развития своих идей. Но мы все-таки попытаемся за некоторыми из этих доказательств проследить, придерживаясь терминологии того времени. Современному химику это изложение представится несколько упрощенным, но нельзя упускать из виду, что и сам Бутлеров стремился к некоторой схематичности своих построений, чтобы иметь возможность резче подчеркнуть основную мысль.
Ход его рассуждений был примерно таков:
Если анализировать воду, хлороводород (или, что то же, соляную кислоту) и болотный газ (метан), у них у всех можно обнаружить одну общую составную часть: водород. Заключенный в каждом из этих соединений, он, тем не менее, относится к действию разных реагентов[34] совсем не одинаково. Для того чтобы вытеснить его из хлороводородной кислоты, на нее достаточно воздействовать цинком или железом. На чистую воду эти элементы почти не действуют; из воды водород может быть вытеснен только очень энергичным, например, щелочным металлом. Тот же водород, находящийся в составе молекулы болотного газа или большинства других углеводородов, вовсе не поддается действию металлов, даже самых энергичных.
Чем объясняется такое различие в поведении одного и того же элементарного вещества в различных соединениях? – спрашивал Бутлеров и отвечал: «натурой элемента, с которым это вещество является связанным, натурой той зависимости, которая существует между составными частями данного соединения…» Два атома водорода в молекуле воды находятся в зависимости от атома кислорода; четыре атома водорода в молекуле болотного газа находятся в зависимости от атома углерода. Как эта зависимость проявляется, легче всего проследить на углеводородных соединениях.
Для «удовлетворения стремления к соединению», для насыщения одного атома водорода нужен один атом хлора. Таким образом, атомы водорода и хлора химически равнозначны, «эквивалентны». Эта эквивалентность находит свое выражение в том, что в молекуле болотного газа водород может быть заменен хлором атом за атом. Соединение четырех атомов хлора с одним атомом углерода повторяет «тип» молекулы болотного газа. Это так называемый четыреххлористый углерод. (В болотном газе на такой же атом углерода приходилось четыре атома водорода.) Между этими двумя веществами – болотным газом и четыреххлористым углеродом – находится ряд промежуточных веществ, в которых с углеродом соединены, в разных долях, и хлор и водород. На атом углерода может приходиться три атома водорода и один атом хлора. Это вещество описывается формулой СНзС1 и называется хлористым метилом. Равное соотношение атомов хлора и водорода – СН2С2 – соответствует хлористому метилену; из сочетания одного атома углерода с одним атомом водорода и тремя атомами хлора – СНСlз – образуется хлороформ.
Во всех этих случаях атомы водорода и атомы хлора находятся в химической зависимости от атома углерода. Этот пример показывает, что совсем не безразличен «порядок химических связей», существующих между атомами в частице. А это и есть химическое строение вещества.
Более сложны случаи, когда в углеродистом соединении присутствуют элементы, химическое значение атомов которых больше, чем значение водорода или хлора, например кислород. Поскольку для насыщения одного атома кислорода нужно два атома водорода, как, например, в молекуле воды (Н20), можно утверждать, что химическое значение атома кислорода вдвое больше, чем значение атома водорода, – кислород «двухэквивалентен» по отношению к водороду. Следовательно, для насыщения атома углерода понадобится кислородных атомов вдвое меньше, чем атомов водорода, то есть не четыре, а два. Такое соединение, в котором углеродный атом насыщен двумя атомами кислорода, всем известно – это обыкновенная углекислота С02. Известно также соединение, которое содержит наполовину менее кислорода, – это «ненасыщенное», «непредельное» соединение углерода – СО, так называемая окись углерода. Молекула окиси углерода способна присоединить к себе еще два атома хлора. В результате такого присоединения по формуле СОСl2 получается хлорокись углерода.
Не всегда можно судить о распределении «химической зависимости» с такой определенностью, как для атома углерода. Атомы могут быть соединены и непосредственно и через другие атомы. Хлор и водород соединены непосредственно в молекуле хлороводорода. Они же могут быть соединены через углеродный атом, как в хлороформе. Насколько важно разобраться до конца в том, как именно они соединены, показывает пример молекулы метилового или древесного спирта. Эта молекула со
стоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода и еще одного атома кислорода. Что это может значить? Может быть, углеродный атом в действительности имеет больший «запас химического влияния», чем до сих пор допускалось? Может быть, он способен непосредственно удерживать больше, чем четыре атома водорода?
Опыт опровергает это допущение. Просто и прямо «зафиксировать», закрепить кислород на молекуле водорода (что соответствует составу болотного газа) не удается. Присоединение атома кислорода к такому сочетанию атомов углерода и водорода может быть осуществлено только окольным путем.
Путем остроумных рассуждений Бутлеров подводил своих слушателей к тому, что молекулу метилового спирта можно рассматривать как молекулу болотного газа (СН4), в которой один атом водорода заменен так называемым водным остатком, или гидроксилом, то есть атомом кислорода, наполовину насыщенным водородом и поэтому имеющим такое же химическое значение, как один атом водорода. Тогда формула метилового спирта может быть написана так: СНз (ОН) или, употребляя нашедшее широкое распространение обозначение химических связей атомов черточками:
Опыт блестяще подтверждает это предположение. При действии на воду энергично соединяющихся с ней металлов, как, например, металлического
натрия, происходит выделение водорода и образование едкого натра. Едкий натр есть не что иное, как продукт замещения одного атома водорода в воде одним атомом натрия. Водород в углеводородах обычно вовсе не подчиняется действию щелочных металлов. Для защиты от окисления щелочных металлов их обыкновенно сохраняют под слоем жидких углеводородов, например керосина. Между тем, если действовать натрием на метиловый спирт, раздается шипение, выделяется водород, как из воды, и в результате получается тело состава СНзONа. Это тот же метиловый спирт, но в котором ровно одна четвертая часть водорода замещена натрием. Можно сколько угодно продолжать пытаться действовать на это соединение натрием – остальные три атома водорода замещению не поддадутся. Ясно, заключает отсюда Бутлеров, что в метиловом спирте водный характер присущ только одному из четырех атомов водорода.
Известна реакция образования хлористого метила. Ее можно расшифровать так, что из частицы убирается один атом кислорода и, вместе с ним, удаляется атом водорода. Вместо этих двух атомов, эквивалентных атому водорода, встает один атом хлора. И это означает, что водород примыкал к молекуле только посредством кислорода. Уводя кислород, экспериментатор неизбежно уводит и примыкавший к нему водород.
Бутлеров утверждал, что в частице метилового эфира две метиловые группы соединены между собой не прямо, а посредством кислорода. Это вызывало сомнения? Их можно было разрешить… Он предлагал для этого изящнейший опыт. Пользуясь теорией строения, он предсказывал: если основан-
ное на ней предположение о структуре молекулы метилового эфира справедливо, то можно попытаться удалить предполагаемую связь между двумя метиловыми группами, то есть кислород, и тогда частица должна распасться. Каждая из двух метиловых групп проявится в отдельности.
И такой опыт был Бутлеровым осуществлен: при введении в соединение вместо атома кислорода двух атомов иода ожидаемое распадение совершается. Из одной частицы метилового эфира получается две частицы йодистого метила. Частица была «нецельной, – заключал Бутлеров, – составной, и связью между двумя метиловыми группами служил кислород».
Можно получить «цельную» частицу того же состава, как метиловый эфир, где два атома углерода связаны между собой непосредственно. Это этиловый спирт, или алкоголь.
Но подлинным триумфом теории химического строения Бутлерова явился разбор строения веществ, имеющих совершенно одинаковый химический состав и одинаковую величину частиц и, тем не менее, совершенно различных между собой по свойствам. Различия этих веществ, называемых, как мы знаем, изомерами, коренились в разном их химическом строении.
Но когда этот путь только намечался, немецкий химик Кольбе грубо издевался над идеей выводить возможность существования органических веществ из числа «атомности», или, как ее теперь называют, «валентности» атомов. Смеясь, он начертил на доске шестнадцать фигур, в которые могли складываться атомы, составляющие сложную молекулу циан-угольной кислоты.
В истории химии случайно запечатлелась и эта насмешка и все шестнадцать вариантов строения молекулы циан-угольной кислоты, набросав которые Кольбе хотел наглядно продемонстрировать абсурдность бутлеровской теории. Впоследствии не только были обнаружены реальные изомеры, соответствующие всем этим шестнадцати структурным формулам, но оказалось, что Кольбе даже упустил еще три…
Нельзя предсказывать неудачи науке!
Нельзя было бороться против теории Бутлерова, как нельзя было оспаривать очевидность.
Но ее можно было замолчать… Это и было сделано теми, кто среди создателей современной теории строения на первых местах до сих пор называют Кольбе и Кекуле, а Бутлерова относят к числу «прочих», отдаленно содействовавших ее успеху[35].
Между тем с 1863 года Бутлеров приступил к широкой проверке выдвинутых им теоретических положений. Ряд его классических работ в этом направлении начался с открытия им первого простейшего третичного спирта (триметрокарбинола), изомерного с ранее открытым Вюрцем бутильным алкоголем брожения. Тот же Бутлеров открыл изобутан, изомерный с известным уже диэтилом. Шаг за шагом он доказывал применимость теории строе-
ния к различным классам органических соединений.
Одним из результатов этого было то, что превосходный учебник «Органической химии» Менделеева должен был быть написан заново, с новых точек зрения, властно введенных в науку талантом Бутлерова.
Как же отвечал на это Менделеев?
Он восхищался, он радовался успеху своего русского ученого собрата. Он обратился в совет Петербургского университета с письмом, в котором требовал передачи кафедры органической химии Бутлерову. Он писал:
«А. М. Бутлеров – один из замечательнейших русских ученых. Он русский и по ученому образованию, и по оригинальности трудов. Ученик знаменитого нашего академика Н. Н. Зинина, он сделался химиком не в чужих краях, а в Казани, где и продолжает развивать самостоятельную химическую школу. Направление ученых трудов А. М. не составляет продолжения или развития идей его предшественников, но принадлежит ему самому. В химии существует бутлеровская школа, бутлеровское направление… У Бутлерова все открытия истекали и направлялись одной общей идеей. Она-то и сделала школу, она-то и позволяет утверждать, что его имя навсегда останется в науке… Он вновь стремится, путем изучения превращений, проникнуть в самую глубь связей, скрепляющих разнородные элементы в одно целое, придает каждому из них прирожденную способность вступать в известное число соединений, а различные свойства приписывает различному способу связи элементов».
«Поздравьте Бутлерова блестящим выбором в совете», – вскоре телеграфировал Менделеев в Москву, профессору Марковникову, который был в постоянной переписке с Бутлеровым.
23 января 1869 года Бутлеров читал свою первую лекцию по органической химии в Петербургском университете, с кафедры, которую ранее занимал Менделеев.
XIII. КАК БЫЛА СОЗДАНА ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Менделеев возглавил в университете кафедру общей химии.
Для иного переход с кафедры на кафедру свелся бы к замене одного конспекта лекций другим. Для Менделеева это знаменовало необъятное расширение поставленной им перед собой жизненной задачи. Преподавание в университете не отделялось от остальных его обязанностей. В воспитании молодежи для него воплощалась одна из важнейших сторон призвания ученого. Вот почему педагогические принципы Менделеева можно оценить только на фоне его научной деятельности, так же, как все своеобразие последней становится понятным только в свете его общественных устремлений. Все это отдельные грани исключительно цельной и яркой личности.
Многие стремились сохранить вдохновляющий образ Менделеева-профессора в своих воспоминаниях. Это хорошо удалось ученице и первой женщине – сотруднице Менделеева по Палате мер и весов, Ольге Эрастовне Озаровской. Исследовательница, писательница, артистка, Озаровская была талантливым человеком и сумела талантливо увидеть Менделеева. Ее записки, охватывающие, к сожалению, очень краткий период работы под его руководством, прибавляют к биографии великого химика несколько ярких портретных черт. Она рассказывала:
«С живописной львиной головой, с прекраснейшим лицом, опираясь на вытянутые руки с подогнутыми пальцами, стоит высокий и кряжистый Менделеев на кафедре… Если речь заурядного ученого можно уподобить чистенькому садику, где к чахлым былинкам на подпорочках подвешены этикетки, то речь Менделеева представляла собой чудо: на глазах у слушателя из зерен мыслей вырастали могучие стволы, ветвились, сходились вершинами, буйно цвели, и слушатели заваливались золотыми плодами… Про этих слушателей можно сказать – счастливцы!..»
Ту же «мощную, слегка сутуловатую фигуру, с длинной бородой и длинными вьющимися волосами», описывает в своих воспоминаниях о Менделееве как лекторе другой его ученик, впоследствии известный химик В. А. Яковлев:
«Вот раздается оглушительный, долго длящийся гром рукоплесканий. Из маленькой двери, ведущей из препаровочной на кафедру, появляется могучая, сутуловатая слегка, фигура Дмитрия Ивановича. Он кланяется аудитории, рукоплескания трещат еще сильней. Он машет рукой, давая знак к тишине, и говорит: «Ну, к чему хлопать? Только ладоши отобьете!» Вот, наконец, наступает тишина, и аудитория вся замирает. Дмитрий Иванович начинает говорить.
Первое время, с непривычки, или от сравнения с другими профессорами-говорунами, вами овладевает какое-то чувство неловкости. Лектор растягивает как-то своеобразно фразу, подыскивая слово, тянет некоторое время «э-э-э»… вам даже как будто хочется подсказать не подвертывающееся на язык слово. Но, не беспокойтесь – оно будет найдено, и какое: сильное, меткое и образное. Своеобразный сибирский говор на «о» – все еще сохранивший акцент далекой родины. Речь течет дальше и дальше. Вы уже привыкли к ней, вы уже цените ее русскую меткость, способность вырубить сравнение, как топором, оставить в мало-мальски внимательной памяти след на всю жизнь. Еще немного, и вы, вникая в трудный иногда для неподготовленного ума путь доводов, все более и более поражаетесь глубиной и богатством содержания читаемой вам лекции. Да, это сама наука, более того – философий науки говорит с вами своим строгим, но ясным и убедительным языком. Вы начинаете любоваться мощною, напоминающей Микель-Анджеловского Моисея, сумрачно грозной фигурой. В ней хорошо все: и этот лоб мыслителя, и сосредоточенно сдвинутые брови, и львиная грива падающей на плечи шевелюры, и извивающаяся при покачивании головой борода. И когда этот титан, в сумрачной аудитории, с окнами, затененными липами университетского сада, освещенный красноватым пламенем какой-нибудь стронциевой соли, говорит вам о мостах знания, прокладываемых чрез бездну неизвестного, о спектральном анализе, разлагающем свет, доносящийся с далеких светил, быть может уже потухших за те сотни лет, что этот луч несется к земле, – нервный холодок пробегает по вашей спине от сознания мощи человеческого разума…»[36]
Учить может только знающий, возбуждать – чувствующий. Общение со своей, всегда переполненной, аудиторией неизменно окрыляло Менделеева, потому что здесь, в университетских стенах, которые «потели» на его лекциях, как живописали газеты того времени, он испытывал счастье прямого участия в осуществлении одного из своих заветных чаяний. Он увлекал в науку «новые русские силы»…
О значении, которое он придавал этой стороне своей работы, мы можем судить по его «Заметкам о народном просвещении», опубликованным в 1901 году:
«Надо разрабатывать,- писал он, – дары своей природы своим, научно выработанным способом. Например, железо и сталь на Урале и в Сибири, цементы из своих природных камней, краски из своей нефти, стекло из своей природной глауберовой соли… Конца запасов не видно. На все это надо приготовить многих своих, сильных в науке, реалистов…»
Именно к этому были направлены все его усилия как лектора. Ради этого он, прежде всего, стремился развить в слушателях «ту способность самостоятельного суждения о научных предметах, которая составляет единственный залог правильного понимания выводов науки и возможности содействовать ее дальнейшему развитию».
В творческом восприятии науки он видел спасение от мертвенного застоя метафизических воззрений: «Знание выводов, без сведения о способах их достижения, – писал он, – может легко ввести в заблуждение не только в философской, но и в практической стороне наук, потому что тогда неизбежно необходимо придавать абсолютное значение тому, что нередко относительно и временно». Отсюда возникало требование: «изложить вместе с выводами описание способов их добычи».
Выступая с профессорской кафедры, Менделеев не повторял пройденное, а вновь переживал со своими слушателями пережитое. Он рассказывал об испытанных другими – и им самим! – трудностях в завоевании каждой новой «пяди научной почвы» и звал к тому же продолжателей.
Лекции изливались свободной импровизацией, но эту свободу подготовлял огромный предварительный труд.
Готовясь к изложению своего предмета, Менделееву нужно было создать не курс химии, а настоящую, цельную науку химию, потому что она до этого времени не была объединена общей теорией, не была согласована во всех своих частях. Это предстояло сделать ему самому.
Записанные лекции обрабатывались, дополнялись, изменялись и в таком расширенном виде составили первый том капитального труда «Основы химии». Второй том Менделеев написал заново целиком.
По этой книге училось несколько поколений химиков и у нас и за рубежом (она была переведена на английский и французский языки). Об этой работе, незадолго до смерти, 10 июля 1905 года Менделеев писал:
«Эти «Основы» любимое дитя мое. В них мой образ, мой опыт педагога и мои задушевные научные мысли».
Один из учеников и затем ассистентов Менделеева, Г. Густавсон, на первом Менделеевском съезде вспоминал, как однажды некий составитель руководства по химии, даря Менделееву свою книгу, выставлял, как особенно ценное достоинство ее, что теоретическое содержание книги отделено от фактического и практического. Менделеев, со свойственной ему прямотой, вскричал, что именно это он считает слабой стороной книги. Загружая читателей фактами, вместо того чтобы разъяснить им законы, управляющие фактами, автор рискует напомнить аристотелевского сапожника, снабдившего своего ученика запасом готовых сапог, вместо того чтобы научить его, как нужно делать эти сапоги.
«Основы химии» учили видеть в химии «и средство и цель» – и способ достижения тех или других практических стремлений и орудие познания.
На тысячах примеров Менделеев показывал, как при помощи науки облегчается обладание веществом в разных его видах, какие новые возможности использования сил природы она дает, как с ее помощью отыскиваются новые способы получения множества веществ и изучаются их свойства.
Менделеев недаром писал в предисловии к третьему изданию «Основ химии»:
«Недалеко то время, когда знание физики и химии будет таким же признаком и средством образования, как сто-двести лет тому назад считалось знание классиков, потому что тогда их изучение было задатком возрождения, было средством против укоренившихся суеверий. Так в новое время
изучение физики и химии определило возможность развития естествознания… а оно составляет силу и признак нашего времени. Без него уже не обходится ни изучение истории и правоведения, ни дальнейшее развитие государственной силы, ни накопление народных богатств и, что всего важнее, без него немыслима ныне и сама философия».
Химию, наряду с физикой, он считал основой современного образования. В соответствии с этим убеждением он «Основы химии» излагал как энциклопедию естествознания и техники.
В воображении читателя этой книги под крышками из глины и гипса закипали реторты с чилийской селитрой и серной кислотой и производное вещество – азотная кислота являла свои удивительные свойства; здесь амальгамой подводилось стекло для получения зеркал, здесь взлетали воздушные шары, наполненные водородом, отделенным от других веществ, с которыми он обычно соединен, домны пылали, и чугун переделывался в сталь, растения под действием света поглощали углекислоту и выделяли кислород, аммиак выделялся из аммиачной воды, полученной на газовых заводах при сухой перегонке каменного угля, борная кислота добывалась в тосканских фумаролах[37] и залежи карналита сверкали на побережьях Каспия.
Нельзя пересказать книгу – ее нужно прочитать. И каждый может это сделать и сейчас с пользой для себя.
А ведь это было только начало!
Химия «заключает в себе задатки еще большего, далекого и существенного развития, – писал Менделеев в введении ко всем этим богатствам знания. – Вся прелесть и все особенности юности видны в химии. Ее поле деятельности ясно определилось… а между тем верная дорога еще неизвестна. Еще недостает общего связующего начала, дающего силу, свойственную зрелости. Знания, относящиеся к количественной стороне химических превращений, далеко опередили изучение качественных отношений. Связь этих двух сторон составит нить, долженствующую вывести химиков из лабиринта современного, уже значительного, но отчасти одностороннего запаса данных».
Когда он работал над первым изданием «Основ химии», он очень глубоко сознавал эту односторонность химического знания. Во всем своем неистощимом разнообразии приложений химия все же представляла собой, до этой работы Менделеева, лишь описание многочисленных разрозненных фактов и явлений. Можно ли было с этим мириться? Нет, нельзя! Менделеев писал:
«Одно собрание фактов, даже и очень обширное, одно накопление их, даже и бескорыстное… не дадут еще метода обладания наукой и они не дают еще ни ручательства за дальнейшие успехи, ни даже права на имя науки в высшем смысле этого слова.
Здание науки требует не только материала, но и плана, гармонии; воздвигается трудом, необходимым как для заготовки материала, так и для кладки его, для выработки самого плана, для гармонического сочетания частей, для указания путей, где может быть добыт наиполезнейший материал.
Тут – поле истинным открытиям, которые делаются… усилием массы деятелей, из которых иногда один есть только выразитель того, что принадлежит многим, что есть плод совокупной работы мысли…
Узнать, понять и охватить гармонию научного здания с его недостроенными частями – значит получить такое наслаждение, какое дает только высшая красота и правда…»
Это наслаждение, испытать которое он звал других, рассказывая, «как привольно, свободно и радостно живется в научной области», где «очень часто рабочий, архитектор и творец совпадают», он сам испил полной чашей, работая именно над «Основами химии». Составляя план своего курса, который должен был соответствовать общим закономерностям излагаемой им науки, – еще не открытым закономерностям! – он должен был впервые совершить именно ту работу «архитектора и творца», о которой он с таким воодушевлением говорил и писал.
Для того, кто дал себе труд проследить за ранними исканиями Менделеева-«рабочего», кропотливо собиравшего, наряду с другими, фактический материал своей науки, не покажется неожиданным главное направление его новых теоретических поисков.
«Вся сущность теоретического учения в химии… лежит в отвлеченном понятии об элементах, – писал он в том же предисловии к третьему изданию «Основ химии». – Найти их коренные свойства, определить причину их различия и сходства, потом, на основании этого, предугадать свойства образуемых ими тел, вот тот путь, по которому наша наука твердо пошла… и еще немало остается сделать здесь. Главный интерес химии – в изучении основных качеств элементов. А так как их природа нам еще вовсе не известна и так как для них мы поныне твердо знаем только два измеряемые свойства: способность давать известные формы соединения и их свойство, называемое весом атома, то остается только один путь к основательному с ним ознакомлению – это путь сравнительного изучения элементов на основании этих двух свойств».
Мы уже помним, как после введенного в науку Ломоносовым разграничения понятий атома и молекулы был извлечен из пыли забвения и возвращен химии способ определения относительного веса частиц (будь то атомы или молекулы) путем сравнения равных объемов состоящего из этих частиц газа. Этот способ был успешно применен для определения атомных весов многих элементов, плотность газа которых легко измерима. Были найдены также другие косвенные способы проверки атомных весов (например по теплоемкости элемента). Химики соединяли элементы, атомные веса которых были выяснены, с элементами еще неизвестными, сравнивали анализы разных соединений. Таким образом, они сумели, к описываемому времени, открыть около 64 различных элементов и измерить веса их атомов (не всегда еще, впрочем,
точно).
У большинства ученых, даже признававших существование атомов, в то время существовало твердое убеждение, что атомы разных элементов – это совершенно независимые друг от друга составные части мироздания. Только наиболее пытливые умы искали следы сходства среди их взаимных отличий, черты единства в их разнообразии.
Их постигали неудачи, причины которых были вполне закономерны.
После того как француз Шанкуртуа безуспешно искал признаки закономерности в отношениях элементов, расположенных по винтовой нарезке, нанесенной на цилиндр, англичанин Ньюлендс пытался уловить соотношения между отдельными элементами, которые напоминали бы те, которые существуют между каким-либо музыкальным тоном и его октавой. Как известно, каждый отдельный тон созвучен тому же тону октавой выше или ниже, вследствие связи между числом колебаний струн, порождающих эти тона. Подобие этого явления Ньюлендс находил в совпадении признаков элементов, занимавших одинаковое положение в построенных им «октавах». Ньюлендс вписывал элементы в свои «октавы», размещая их в строчках по семь элементов в каждой.
В первых строчках его «октав» сходство между элементами, занимавшими вторые, третьи, четвертые и т. д. места в разных «октавах», проявлялось довольно отчетливо. Но последующие строчки построений Ньюлендса заключали в себе больше отступлений от «закона октав», чем подтверждений его. Естествоиспытателям не мог прийтись по душе произвол в перестановке элементов, который Ньюлендс допустил, чтобы уложить непокорные элементы в прокрустово ложе своих семизначных строчек. Он искусственно «подгонял» расположение многих элементов под формулировку «закона октав». Кроме того, его «система» охватывала только известные к тому времени элементы и не оставляла места для возможных новых открытий.
Насилие над фактами, которое он, таким образом, учинял, не сопровождалось попытками отыскать дополнительные подтверждения справедливости теории, во имя которой приносились такие жертвы. И, может быть, не так уже несправедливо звучал обращенный к Ньюлендсу насмешливый вопрос председателя британского съезда естествоиспытателей: «Не пробовал ли достопочтенный джентльмен располагать свои элементы в порядке алфавита и не усмотрел ли он и при этом каких-либо закономерностей?»
Менделеев, в отличие от Ньюлендса и Шанкуртуа, наивно подгонявших элементы под свои надуманные схемы, руководствовался в своих поисках твердой уверенностью в необходимости существования какого-то общего закона природы, который был бы связан с массой атома и определял бы все сходства и все различия элементов между собой, а может быть, и правила их сочетания. Это ожидание, как мы знаем, окрепло в нем еще в студенческие годы – во время учения в Главном педагогическом институте – и было подкреплено дальнейшими его исследованиями, руководимыми той же идеей.
Он располагал элементы в порядке возрастания их атомных весов, но, вглядываясь в составленный таким образом перечень и сравнивая между собой различные элементы, он пытался сблизить не только сходные, но и несходные. Он не стремился навязывать природе свои предположения. Он хотел лишь уловить действительную связь, которая, как он ожидал, должна была существовать между атомным весом и другими свойствами элементов, и, прежде всего, их способностью присоединять к себе то или иное количество атомов других элементов.
Он помог успеху своих поисков простым и наглядным приемом. Он воспользовался запасом ненужных визитных карточек – узеньких полосок картона. Из этих картонных карточек он составил нечто вроде подвижной картотеки элементов. На обороте каждой карточки он записал под названием элемента его атомный вес и формулы основных соединений, которые данный элемент образует с другими. Свойства этих соединений он, знал наизусть и главнейшие записал здесь же. Этим главнейшим свойством была «атомность», сыгравшая такую большую роль в предшествующих работах самого Менделеева и Бутлерова.
Разложив перед собой эти карточки, комбинируя их во всевозможных сочетаниях, сопоставляя их между собой по свойствам элементов, он с большой легкостью мог охватить умственным взором всю совокупность элементов со всем сложным переплетением их свойств. Все более отчетливо проявлялись в его сознании признаки системы, которой подчинялось все это пестрое и разнородное собрание земных тел.
Ученики Менделеева, ссылаясь на его собственное признание, рассказывали, будто на него снизошло внезапное откровение. Ему будто бы во сне привиделось, как нужно перетасовать карточки с названиями элементов, чтобы удался химический пасьянс, который не выходил наяву. Если эта история и основана на действительном происшествии, то дело было, конечно, не в чудесном «откровении».
Менделеев действительно не раз вспоминал о том, как он часами переставлял элементы в рядах, вчитываясь в свои заметки до ряби в глазах. Голова у него кружилась от напряжения. Ведь когда с места на место перекладывались легкие карточки с названиями веществ, в сознании исследователя приходили в движение целые эшелоны сведений об этих веществах. Зная изумительную память Менделеева, можно не сомневаться, что он держал в голове наготове материал, которого хватило бы для нескольких справочников. Мельничные жернова перекатывать было бы легче! И даже, когда, утомленный, он засыпал за своими размышлениями, неугомонная, бессонная мысль продолжала биться в мозгу исследователя.
Гениальная, проникновенная мысль!
И весьма возможно, что именно в тот момент, когда более поверхностные, мешающие раздражители были заторможены сном, свободно и до конца оформилось наблюдение, которое было подготовлено годами труда и уже складывалось в сознании.
Вот в чем состояла суть этих наблюдений. Связь между самыми несхожими элементами обнаруживалась! Прежде всего, свойства элементов, расставленных в ряд по весу их атомов, через более или менее правильные промежутки повторялись. Так, например, в строю элементов, расположенных по порядку возрастания атомных весов, на втором месте стоял элемент литий. Литий – это легкий, так называемый щелочной металл. Ближайший, сходный с ним, элемент был отделен от него семью другими, совсем на него не похожими. Восьмым-родственным ему – был тоже довольно легкий, как и литий, горючий металл, жадно соединявшийся с другими элементами, – натрий. Через определенный промежуток, или период, в строю элементов опять обнаруживался легкий горючий металл – калий.
И эти повторения не были случайными!
Если начинать счет с третьего по порядку элемента – бериллия – оказывалось, что в строю элементов встречаются и его явные родственники, и притом на такой же дистанции. Ближайший сосед на него не похож, как не похож и второй, и третий, и четвертый, и пятый, и шестой, и седьмой, а восьмой – похож! Восьмой – магний – оказался родственником бериллия.
На восьмом месте от фтора оказался сходный с ним хлор и т.д. и т.п.
Важно было еще и другое. В рамках отдельных периодов свойства несходных элементов, в них заключенных, – наблюдение системы в целом позволило Менделееву это понять! – изменяются также строго последовательно и закономерно. За активным в химическом отношении металлом следует металл с меньшей химической активностью, постепенно металлические свойства выявляются все более слабо, происходит переход к неметаллам. В следующем периоде в основных чертах снова воспроизводятся эти чередования.
Таким образом, открытая Менделеевым система сближала разнородные элементы, которые прежде рассматривались каждый сам по себе.
Менделеев не стремился увидеть в расположении элементов ничего, кроме того, что было в действительности, что показывала ему сама природа. Если он руководствовался при построении своей таблицы атомным весом элементов, то к этому его побуждало лишь стремление найти связь между различными химическими свойствами атомов разнообразных элементов и каким-то общим, неизменным их признаком. Таким признаком являлся присущий всем атомам относительный вес. Зная, какое большое значение во времена Менделеева – и им самим! – придавалось этой характеристике атома, можно только поражаться, с какой решительностью он отступил, когда это понадобилось, от хода мысли, который казался наиболее естественным, наиболее прямым, наиболее оправданным. Как часто консервативная традиция в науке создается именно на почве слепого преклонения перед господствующей теорией и как свободен был Менделеев от этих косных пут ординарного мышления, когда ему пришлось выбирать в своей системе место для кобальта и никеля, для теллура и иода, для титана и ванадия.
Итак, Менделееву удалось, не нарушая, в основном, принятой им последовательности расположения элементов по атомному весу (и только иногда исправляя атомные веса, как это подсказывала вновь открытая закономерность правильного чередования сходных свойств элементов), распределить все известные ему элементы по «семействам», то есть по группам элементов-родственников.
Если бы Менделеев связал себя предумышленной концепцией, он должен был бы разместить элементы точно в соответствии с их атомными весами. При этом под алюминием оказался бы не похожий на него титан, под кремнием – не имеющий ничего с ним общего ванадий, под фосфором – совершенно чуждый ему хром и т. д. Никель должен был бы итти впереди кобальта, так как атомы никеля легче атомов кобальта, по этой же причине иод должен был бы в таблице предшествовать теллуру. Но Менделеев настолько ярко ощущал достоверность открытого им закона периодической смены свойств атомов элементов, расположенных в их естественной последовательности, что на него он опирался в первую очередь. Он видел, что естественного, обусловленного системой элементов, перехода от алюминия к титану нет. Здесь должен быть переходный элемент, повидимому, ближайший родственник алюминия. И Менделеев оставил для него пустое место.
Подобных пустых клеток в системе получилось три. Считаясь именно с химическими свойствами элементов, а не только с их атомным весом, Менделеев определил место в таблице для кобальта, который он поставил на 27-е место, а никель на 28-е, хотя атомный вес кобальта больше; далее, он теллур поместил в 52-ю клетку своей таблицы, а иод- в 53-ю, хотя их атомные веса находятся в обратном соотношении.
Чем больше он вглядывался в проясняющиеся очертания обнаруженной им системы элементов, тем большую стройность он в ней находил.
От этого захватывало дух.
Это было подлинное счастье! Первый намек на осуществление нового, неведомого явления природы постепенно становился зримым, весомым фактом… Впрочем, Менделеев не только радовался открытой им закономерности распределения элементов в природе. Пусть великолепной закономерности! Но если бы он ограничился ее восхищенным созерцанием, он не был бы Менделеевым…
Для контраста любопытно отметить, что над классификацией элементов в то время размышлял также известный химик, профессор университета в Бреслау – Лотар Мейер. Он искал наиболее удобную и естественную схему расположения химических элементов, которой он мог бы с достаточным основанием придерживаться, читая университетский курс химии. Своими петербургскими друзьями он был осведомлен о публикациях Менделеева даже раньше, чем они появились в свет (среди осведомителей Мейера, снабдивших его гранками еще не вышедшей в свет статьи о Периодической системе, называли профессора Ф. Ф. Бейльштейна)[38]. 18 марта 1869 года таблица элементов Менделеева в полном виде была доложена Н. А. Меншуткиным на заседании только что организованного Русского химического общества. В следующем, 1870 году появилась статья Л. Мейера, в которой он ссылался на Менделеева и давал таблицу, в основных чертах сходную с той, которую ранее опубликовал Менделеев. Не отрицая существования некоей правильности в переходе от одного элемента системы к другому, Мейер однако, был далек от понимания истинного смысла Периодической системы. Менделеевскую таблицу он готов был рассматривать как подспорье для группировки элементов при изложении курса химии. И не больше! Лотар Мейер корректно осуждал своего петербургского коллегу за излишнюю торопливость. Он писал в химическом журнале «Либиховские анналы»: «Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта».
Это Периодическую систему он считал «непрочным исходным пунктом»!..
Нет! Для Менделеева открытая им закономер-
ность была киркой, пробивавшей окно в стене, загораживавшей Страну Неведомого. Свежий ветер неизвестности бил из этого пролома в лицо смелым разведчикам природы.
Система элементов в нетерпеливых менделеевских руках не могла остаться архивной драгоценностью, музейной реликвией. Для него это было орудие познания. Ничего не выжидая, ничего не боясь, Менделеев решительно двинул ее в дело. Кроме того, он гордился своим открытием, дорожил им и жаждал, чтобы все разделяли его веру.
Он знал единственный надежный способ убедить мир в справедливости своего открытия, единственный действительный способ проверки любой истины – опыт! Он писал:
«Утверждение закона возможно только при помощи вывода из него следствий, без него невозможных и неожидаемых, и оправдания тех следствий в опытной проверке. Поэтому, увидев периодический закон, я, со своей стороны… вывел из него такие логические следствия, которые могли показать – верен он, или нет».
Иными словами, он поставил контрольный, проверочный эксперимент и, тем самым, отдавал свое открытие на суд опыта.
XIV. ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОКАЗЫВАЕТСЯ КЛЮЧОМ К СТРОЕНИЮ АТОМА
Взглянем на один из первых вариантов Менделеевской таблицы элементов. Как видно на рисунке, Менделеев поместил цинк (Zn) под кальцием (Са), мышьяк (Аs) под ванадием (V) и т. д. Таким образом, не нарушая последовательности расположения элементов в порядке возрастания их атомных весов, он подчеркивал существование периодической повторяемости их свойств.
Как мы уже говорили, у Менделеева остались в его системе пустые места.
Приглядитесь к этим маленьким пустым клеткам особенно пристально! Они хранят память о замечательнейшем сражении за знание…
Опираясь на открытый им закон, Менделеев дерзко заполнил эти клетки неизвестными элементами. В этом и состояло условие задуманного им опыта. Содержание этого опыта можно передать следующими словами:
Если обнаруженный новый закон распределения элементов по семействам имеет тот глубокий смысл, который в этом расположении увидел Менделеев, если это действительно закон природы, то свойства
каждого элемента обязательно должны определяться его местом в таблице. А если так, то, зная свойства элементов, окружающих пустые места в таблице, можно заранее описать все свойства тех элементов, которые должны будут эти пробелы восполнить. В действительности, конечно, этих пробелов не было. Исследователь просто еще не знал тех элементов, которые в природе соответствуют оставшимся пустым клеткам Периодической системы. Но, понимая систему, зная, например, через какой промежуток повторяются свойства элементов и как, примерно, они меняются в пределах одного семейства от одного элемента к другому, можно было догадаться, что именно представляют собой незнакомцы и как они будут выглядеть, если их когда-нибудь обнаружат в природе.
Таким образом, Менделеев решил воспользоваться открытой им системой элементов для того, чтобы предсказать новые элементы, «запланировать» их открытие.
Великий опыт, который должен был подтвердить его предположения, был начат в 1871 году.
В этом году Менделеев опубликовал в III томе «Журнала Русского химического общества» подробную характеристику веществ, которых не видел еще ни один человек в мире. (Статья так и называлась: «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов».)
Разберемся подробнее в условиях открытия новых элементов, намеченных Менделеевым. Одно из пустых мест, которые заполнили научное воображение мыслителя, находится между клетками алюминия и индия. Вещество, которое должно было быть на этом месте в системе, Менделеев назвал «экаалюминием». («Эка» по-санскритски значит «один», а все слово означает «алюминий плюс один». Менделеев пользовался санскритскими терминами, так как сильно недолюбливал латынь и греческий, откуда обычно заимствовали термины исследователи.)
Предсказывая свойства неоткрытого элемента, Менделеев рассуждал так: его атомный вес должен лежать где-то посередине между весом алюминия (27) и весом индия (115), то есть будет составлять приблизительно 70. По своим химическим свойствам это вещество должно относиться к той же группе, в какую входит и алюминий, то есть походить на него. Значит, это должен быть тоже легкий, белый металл. Плотность его тоже будет средней между плотностями окружающих его элементов. Свойства всех химических соединений «экаалюминия» будут средними между свойствами таких же соединений его соседей и т. д. и т. п.
Таким образом, из системы элементов Менделеев заимствовал все основания для своих смелых предсказаний. Это предвидение было таким удивительно отчетливым и подробным, что вам надо доставить себе когда-нибудь удовольствие прочитать его в изложении самого Менделеева.
Второе неизвестное вещество Менделеев назвал «экакремнием» (то есть «кремний плюс один»).
По сходству с элементами того же семейства, в которое, повидимому, входил элемент из незаполненной клетки, он должен был быть чем-то средним между цинком и мышьяком («но заметно ближе к мышьяку»,- заключил Менделеев). Вместе с тем он должен был представлять много сходства с кремнием.
Неизвестное вещество, которое должно было занять место на пустой клетке системы элементов под кальцием, Менделеев назвал «экабором» и таким же путем определил и его характеристики.
Итак, начало поискам было положено. Успех этих поисков должен был означать полное торжество Периодической системы. Их неудача означала бы ее крушение. И Менделеев с нетерпением жаждал результатов…
А поиски развернулись!
Отряды искателей были вооружены новым тончайшим орудием исследования, о котором нам уже приходилось упоминать, – спектральным анализом.
После успехов Бунзена, Крукса и других в поисках новых элементов по их неизвестным спектрам французский астроном Жансен и англичанин Локьер нашли в свете солнечной короны спектральную линию неизвестного элемента, названного «солнечным веществом» – гелием.
После всех этих блистательных достижений наступила пора затишья. Углубившись в область спектрального анализа, профессионалы-исследователи тщательно изучали разнообразные спектры и медленно и терпеливо искали, искали, искали.
27 августа 1875 года, через четыре года после опубликования Менделеевым условий Великого Опыта, произошло первое событие, свидетельствовавшее, что опыт идет, что итог близок.
Об этом событии миру стало известно только через месяц – 20 сентября 1875 года. В этот день французский академик Вюрц вскрыл на заседании Парижской Академии наук пакет, полученный им от одного из его учеников, молодого химика, специализировавшегося по спектральному анализу, – Лекока де Буабодрана. В пакете находилось письмо, в котором Лекок писал:
«Позавчера, 27 августа 1875 года, между двумя и четырьмя часами ночи я обнаружил новый элемент в минерале цинковая обманка из рудника Пьерфитт в Пиренеях…»
Вскоре он мог отметить некоторые особенности нового элемента, его отличия от кадмия, индия и других обычных спутников цинка в естественных рудах. Так как он получил в отдельности только несколько долей от сотой части грамма нового элемента, то вначале он мог указать лишь немногие соединения, в которые он вступал. Первое, что ему удалось сообщить,-это то, что окись нового элемента осаждается из солей углебаритовой солью. Точно так же вел себя алюминий…
Менделеев внимательно следил за международной химической литературой. Протоколы Парижской Академии наук, где были упомянуты первые признаки сходства нового элемента с алюминием (Лекок де Буабодран назвал новый элемент галлием, в честь своей родины[39] ), не ускользнули от внимания Менделеева. Сухие строки этих протоколов были для него вестником новой огромной радости. У него не было никаких сомнений и колебаний в оценке открытия де Буабодрана: галлий не мог быть не чем иным, как экаалюминием.
Если вы захотите когда-нибудь просмотреть протоколы заседаний Русского физико-химического общества, то вы найдете под датой 6 ноября 1875 года такую запись:
«20. Д. Менделеев обратил внимание на то, что элемент, открытый недавно Лекок де Буабодраном и названный им галлием, как по способу открытия (спектром от искр), так и по свойствам, до сих пор наблюденным, совпадает с долженствующим существовать экаалюминием, свойства которого указаны четыре года тому назад и выведены Менделеевым на основании периодического закона. Если галлий тождественен с экаалюминием, то он будет иметь атомный вес 68, плотность 5,9…»
Продолжение предсказаний походило на волшебство, а на самом деле было победой разума, торжеством научной теории.
Менделеев не ограничился своим выступлением в Русском физико-химическом обществе. Он направил в Парижскую Академию письмо, в котором напоминал о поставленных им несколько лет тому назад и подтвержденных в новом протоколе Русского физико-химического общества условиях Великого Опыта.
А опыт развивался! Когда его неожиданный участник – французский химик – получил в руки уже 1/15 грамма галлия и смог определить его удельный вес, полученная им цифра не сошлась с менделеевской, названной по данным таблицы. Менделеев назвал 5,9. Лекок де Буабодран получил 4,7.
Менделеев – выступавший как теоретик – настаивал на том, что экспериментатор сделал ошибку в своих определениях.
Лекок де Буабодран -в Париже -стоял на своем.
Весь ученый мир следил за своеобразным турниром, происходившим между Петербургом и Парижем.
И Менделеев оказался прав. Более точные измерения подтвердили правильность его цифры.
Это было величайшим триумфом Периодической системы. Но на этом опыт еще не кончился.
В далекой Скандинавии, почти одновременно, Нильсон и Клеве нашли в редком минерале гадолините тот самый элемент, который под именем «экабора» был описан Менделеевым на пустой восемнадцатой клетке его таблицы. Вслед за рутением, который был назван так в честь России, галлием, названным в честь Франции, реальный «экабор» получил в честь Скандинавии название скандия.
И, наконец, последний из описанных Менделеевым неизвестных элементов – экакремний – был обнаружен Винклером в серебряном минерале из рудников Химмельсфюрст и назван германием.
Вскоре после этого, подготовляя к печати одно из очередных переизданий прославленного курса «Основы химии», Менделеев писал:
«Признавая путь опыта единственно верным, я сам проверял, что мог, и дал в руки всем возможность проверять или отвергать закон… По моему… мнению следовало новую точку опоры, представляемую периодическим законом, или утвердить, или отвергнуть, а опыт ее везде оправдал, где ни прилагались к тому усилия».
Когда Леверрье и Адамс «на кончике пера», то есть с помощью теоретического расчета, открыли новую планету – Нептун, астрономия гордилась научным подвигом этих ученых. Энгельс сравнивал с их замечательным достижением торжество предсказаний Менделеева. «Менделеев, – писал Энгельс, – […] совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверрье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты – Нептуна»[40]. Леверрье и Адамс открыли Нептун, опираясь на установленные прямым наблюдением неправильности в движении Урана. Они основывались при этом на всеми признанном законе Ньютона. Менделеев открыл элементы и предсказывал их свойства, ориентируясь на им же самим оставленные пробелы в своей системе элементов, далеко не всеми признанной. Сила научного предвидения Менделеева основывалась на том, что в своем учении о Периодическом законе он стоял не только на материалистической, но стихийно, бессознательно и на диалектической позиции. На это указывал Энгельс. Глубокий философский смысл Периодического закона, имеющего первостепенное значение для обоснования диалектико-материалистического взгляда на природу, отмечал в своей работе «Анархизм или социализм?» тов. Сталин. Он писал: «Менделеевская «периодическая система элементов» ясно показывает, какое большое значение в истории природы имеет возникновение качественных изменений из изменений количественных»[41].
«Писавши в 1871 году,-продолжал Менделеев в тех же «Основах химии»,- статью о приложении периодического закона к определению свойства еще не открытых элементов, я не думал, что доживу до оправдания этого следствия периодического закона, но действительность ответила иначе. Описаны
были мною три элемента… и не прошло 20 лет, как я имел уже величайшую радость видеть все три открытыми и получившими свои имена от тех стран, где найдены редкие минералы, их содержащие, и где сделано их открытие: галлия, скандия и германия. Л. де-Буабодрана, Нильсона и Винклера, их открывших, я, со своей стороны, считаю истинными укрепителями периодического закона».
Незыблемо в веках утвердилась Менделеевская система элементов, навсегда прославившая имя своего творца.
А опыты продолжались…
Прошло много лет с тех пор, как астрономы обнаружили на Солнце присутствие неизвестного элемента, который они назвали по имени Солнца (Ге-
лиос) – гелием, и этот газ был, наконец, открыт на Земле. Атомы гелия неспособны химически соединяться с атомами других веществ. Гелий – это газ-одиночка. Он мог быть открыт только сам по себе, как это, в конце концов, и случилось. Но чтобы найти, надо искать. Специально гелий никто не искал. Даже когда он сам однажды пришел в руки к исследователю, его не признали. Впервые в заметных количествах он достался минералогу Геологического бюро в Вашингтоне Хиллебрандту. Известный путешественник Норденшильд привез ему из Гренландии несколько кусков минерала клевеита, содержащего уран. При нагревании клевеита из него выделялся какой-то газ. Хиллебрандт принял его за азот. Этот минералог сохранил свое имя в науке тем, что добросовестно опубликовал свои наблюдения над кипящим в серной кислоте клевеитом, хотя он их неверно истолковал. Его статья дала повод английскому химику Рамзаю выделить из клевеита тот же самый газ, который описывал американец. С помощью спектроскопа Рамзай опознал в нем то самое «солнечное вещество», которое посредством своего желтого луча некогда сигнализировало о своем присутствии в солнечной короне.
Когда после этого Рамзай вместе с физиком Релеем нашел в воздухе другой инертный газ – аргон, они убедились, что эти газы великолепно укладываются в систему Менделеева, образуя в ней совершенно новый ряд химически бездеятельных элементов. Размещая новые элементы в системе Менделеева, Рамзай обнаружил одно незанятое место между гелием и аргоном и два пустых места после аргона.
«По образцу нашего учителя Менделеева, – писал Рамзай, – я описал, поскольку было возможно, ожидаемые свойства и предполагаемые отношения газообразного элемента, который должен был бы заполнить пробел между гелием и аргоном».
Такие же предсказания, пользуясь методом Менделеева, сделал датский физик Ю. Томсен. Ими было предсказано существование других элементов той же группы и их атомные веса. Эти предсказания также блестяще подтвердились…
Разгадка тайны самой Периодической системы должна была привести исследователей к разоблачению секретов строения атома. Развитие науки в этом направлении обещало грандиозно увеличить могущество созидательного гения человечества.
Остались незамеченными современной ему наукой работы русского ученого Б. Н. Чичерина (1828-1904), опубликовавшего в 1888-1892 годах ряд статей, в которых, математическим путем, на основании данных Периодической системы Менделеева, он создал модель атома, задолго до Резерфорда (1912) и Бора (1913), располагавших громадным количеством опытных данных.
То медленнее, то быстрее, но непрерывно и последовательно разматывалась бесконечная нить познания. Она крепла, она превращалась в стальную цепь знания. И цепь вытягивалась звено за звеном…
В этой бесконечной цепи часто приходится заменять более надежными отдельные звенья, сделанные наспех, из непрочных исходных материалов.
История науки хранит память о многих теориях и многих гипотезах, которые сыграли свою полезную вспомогательную роль, а затем были опровергнуты опытом, или дополнены, или изменены, во всяком случае уступили место более точным представлениям о действительности. И в то же время наука знает мало примеров такого блистательного, победоносного взлета на крыльях опыта, какой испытал на протяжении десятилетий установленный Менделеевым Периодический закон.
Опубликованная Менделеевым система элементов будила новые жгучие вопросы. Система открывала родство между собою всех химических элементов, охватываемых несколькими периодами. На чем это родство основывалось? Это оставалось загадкой. Для разгадки сущности периодизма элементов в системе нужно было открыть строение атома и выяснить отличия в строении атомов разных элементов. Чтобы подойти к выполнению этой исторической миссии, завещанной Менделеевым, науке пришлось совершить много труднейших переходов, на первый взгляд, казалось бы, по очень окольным путям.
Но это только так казалось…
Нужно было, прежде всего, чтобы французский физик Анри Беккерель обратил внимание на удивительным образом зачерненную фотопластинку, пролежавшую некоторое время в шкафу рядом с кусочком одного из соединений урана.
Беккерель искал одно, а нашел другое. Он собирался изучать действие рентгеновских лучей, а нашел их соперника – мощное излучение неизвестного происхождения, исходившее из некоторых веществ.
Невидимые лучи, открытые Рентгеном в конце прошлого века, появляются во время электрического разряда в трубке, из которой выкачан воздух. Открытие их было настолько неожиданным, что не нашлось сразу слова, чтобы его описать.
Рентген назвал новые лучи «икс-лучами» (иксом, как мы знаем даже из школьной алгебры, обычно обозначается неизвестная величина). На самом деле Рентген очень быстро узнал об этих лучах очень многое. Он узнал, например, что они способны заставить некоторые вещества светиться в темноте. Этим пользуются сейчас во всех наших лечебницах. Светящимся под действием лучей Рентгена веществом покрывают экран. Если стать перед этим экраном, можно увидеть тень, которую отбрасывает скелет. Врач видит на таком экране кости, изуродованные при переломе, и может их соединить так, чтобы они правильно срослись.
Но Беккерель сомневался в том, что на фотопластинку действуют именно икс-лучи. Он подозревал, что в этом повинны скорее излучения светящегося экрана. И он решил это проверить, воспользовавшись веществами, которые начинают светиться, побывав не только под рентгеновскими лучами, но и просто под лучами солнца. «Если засиявшее под действием солнечных лучей флюоресцирующее вещество зачернит фотопластинку, недоступную для солнечных лучей, значит прав буду я, а икс-лучи окажутся ни при чем»,-так думал Беккерель, и для опыта он воспользовался сильно светящимся в темноте соединением самого тяжелого элемента менделеевской таблицы – урана, – металла, похожего на потемневшее серебро.
Он был поражен, когда однажды убедился, что фотопластинку испортили излучения того же соединения урана, не успевшего побывать на солнце, а пережидавшего в темном шкафу окончания облачной погоды. Разглядывая следы, оставшиеся на фотопластинке, Беккерель впервые в истории человечества наблюдал реальное действие внутриядерной энергии. Как мы увидим дальше, на фотопластинку действовали осколки самопроизвольно «взрывавшихся», распадавшихся неустойчивых ядер атомов урана.
Он этого, конечно, не подозревал, как не подозревал и того, что этим наблюдением открывается цикл исследований, раскрывших, в конечном счете, глубокий смысл Периодической системы элементов. Для Беккереля рассматриваемые им следы были только загадкой. Как проста может быть в своих внешних очертаниях самая многозначительная загадка!
– Подумайте, какой счастливый случай, что Беккерель взял для своих исследований именно соединения урана, – удивлялись потом некоторые рассказчики этой истории. На самом деле случайной здесь была только дата исследования – сумрачное, пасмурное 1 марта 1896 года. А в том же направлении, что и Беккерель, работали многие ученые. Не он, так другой скоро известил бы мир о том же самом открытии…
Для того чтобы расшифровать сущность периодизма, понадобилось далее, чтобы скромные и самоотверженные супруги Кюри занялись подробным изучением нового свойства вещества, свойства, которому они дали название «радиоактивности».
С помощью своего мужа, крупного французского ученого Пьера Кюри, молодая исследовательница Мария Кюри-Склодовская соорудила прибор, который мог измерять силу урановых лучей. Производя свои измерения, она натолкнулась на необычайный факт: некоторые образцы руды, из которой добывается уран, давали излучение гораздо больше, чем
Сам уран в чистом виде. Объяснить это можно было только тем, что в руде, кроме урана, таился еще какой-то излучающий элемент, несравненно более сильный, чем уран. Никому неизвестный еще элемент!.. Кюри назвали его «радием». Выделение этого элемента, о присутствии которого они только догадывались, в чистом виде представляло подлинный научный подвиг. Даже сейчас для получения одного грамма радия сто пятьдесят квалифицированных химиков, не считая сотни рабочих, должны трудиться больше месяца, переработать за это время 500 ООО килограммов руды, использовать 500 000 килограммов различных реактивов, 1 000 тонн угля и целое озеро – 10 000 кубических метров – воды.
Супруги Кюри вдвоем – только вдвоем – должны были потратить год напряженного труда, чтобы к тому времени, как иссякла добытая ими тонна руды, накопить сначала сотые, затем десятые доли грамма радия, смешанного с барием. Они выяснили, что излучение радия не вдвое, не втрое, не в тысячу раз даже, а в миллион раз сильнее, активнее излучения урана.
Для того чтобы приблизиться к пониманию сущности периодизма, надо было еще в мощном разрушительном излучении радия разглядеть поток осколков взрывающихся атомов, так же как в следах, оставленных ураном на фотопластинке, угадать действие осколков самопроизвольно же распадающихся атомов урана.
Английский физик Резерфорд установил такую природу радиоактивности. Именно он показал, что это явление состоит в самопроизвольном распаде неустойчивых атомов радиоактивных веществ, рас-
паде, при котором самый атом изменяется – и, Следовательно, меняет свое место в Периодической системе, а обломки его вылетают из него с огромной скоростью.
Радиоактивный распад был, таким образом, объяснен с помощью менделеевской Периодической системы. Если физик знает, в результате каких именно превращений получились те или иные вещества из исходного элемента, он может точно указать места вновь образованных атомов в Периодической системе. Менделеевская таблица тем самым сумела выразить отношения элементов не только по их положению, но, так сказать, и по их происхождению.
После тою как перед взором исследователя предстал атом, способный внезапно перестраиваться, выстреливать осколками, летящими с чудовищной скоростью, эта конструкция не могла уже быть признана элементарной.
До главного торжества Периодической системы элементов Менделееву не пришлось дожить. Уже без него подробное изучение атома было продолжено десятками ученых в ряде стран.
Мы знаем сейчас, что важной составной частью каждого атома является крошечное плотное ядро. Оно много меньше самого атома. Для наглядности можно мысленно увеличить размеры атома до объема Большого театра в Москве. При таком увеличении ядро атома будет величиной с муху. Ядро окружено тонким и нежным облачком еще более мелких частичек вещества-электронов.
Сделаем еще одно усилие воображения и попробуем представить себе, как выглядит кусочек любого вещества не в наших привычных масштабах – не под микроскопом даже, а в масштабах атомных размеров. Удивительным показалось бы это воображаемое путешествие в недра вещества! Самый плотный металл представился бы нам в виде тончайшей ажурной сетки. Наш выдающийся физик, академик А. Ф. Иоффе, однажды пошутил по этому поводу, сказав, что если обыкновенная сетка, по ирландской поговорке, не что иное, как множество дыр, связанных между собою кусками веревки, то в сетке из атомов сама веревка оборвана и остались одни дыры и узлы…
Эти маленькие «узелки», маленькие сгустки материи, – электроны – на огромных, сравнительно с их размерами, расстояниях удерживаются около большого «узелка» – атомного ядра – теми же самыми силами, которые заставляют мелко нарезанные бумажки притягиваться к наэлектризованному о волосы гуттаперчевому гребешку. Это силы электрического притяжения. Притягиваются разноименные заряды: положительно заряженное ядро притягивает к себе отрицательно заряженные электроны. В конечном счете заряд ядра и электронов уравнивается. В целом обычный нормальный электрический атом нейтрален.
Чем крупнее ядро, тем больше его заряд и тем большее количество электронов оно может держать вокруг себя. У ядра атома золота иной заряд, чем у ядра атома меди или серы. Уравновешиваются эти различные заряды электронными оболочками разных размеров. Эти разные оболочки в одних и тех же случаях будут вести себя совсем не одинаково. Атомы серы будут, например, легко соединяться с теми атомами, с которыми медь будет соединяться с трудом, и т. д. Таким образом, «индивидуальность» атома, тайну которой нам завещал Менделеев, и закономерность, которую он гениально предвосхитил в своей таблице элементов, в конечном счете определяется зарядом ядра. А когда этот заряд впервые был теоретически определен (это было сделано в 1914 году учеником Резерфорда Мозели), оказалось, что величина электрических зарядов атомных ядер совпадает с номерами клеток, которые Менделеев отвел для отдельных элементов в своей таблице.
Имя великого русского ученого снова было у всех на устах, когда англичанин Мозели специально взялся проверить, насколько прав был Менделеев, перемещая в соответствии с требованиями системы, как он их понимал, места кобальта и никеля, теллура и иода. Мозели измерил заряды ядер атомов этих элементов и показал, что Менделеев безошибочно, сообразуясь со своей системой, определил номера этих элементов, соответствующие, как оказалось, заряду ядер их атомов, вопреки отношению их атомных весов…
Между этими новыми работами физиков и законом Менделеева установилось сложное взаимодействие. Эти работы служили укреплению закона, но в то же время Периодический закон, как мощный прожектор, освещал их замысел в самом начале его формирования.
Его сиянием руководился датский физик Нильс Бор, который в 1913 году построил модель атома. Его исследования явились прямым откликом на задание, вытекающее из основной формулировки Периодического закона. Этот закон требовал объяснения сущности открытого Менделеевым факта периодического повторения одним элементом свойств другого. И, продолжая свое исследование естественной последовательности атомов, при котором проявлялась загадочная периодичность их свойств, Нильс Бор пришел к ее точному физическому истолкованию.
Из сказанного ранее должно быть понятно, что при переходе от одной клетки Периодической системы к другой заряд ядра атома элемента, соответствующего исходной клетке, возрастет на единицу. Соответственно этому к электронной оболочке прибавляется один электрон. К расчету движения электронов в оболочке атома неприменимы законы обычной механики – эти движения описываются особой, так называемой квантовой механикой. Из законов этой механики следует, что электроны, обращаясь вокруг ядра атома по своим орбитам, не могут находиться от ядра на любом расстоянии. Как планеты вокруг Солнца, на строго определенных расстояниях вокруг тяжелого ядра двигаются легкие «планеты»-электроны. Пути, по которым двигаются электроны, имеют предел своей «населенности». Ближайшие к ядру пути, образующие как бы внутренний слой электронной оболочки вокруг ядра, вмещают два электрона, следующий слой – восемь, еще более удаленный слой – восемнадцать, за ним – тридцать два и т. д. Этот порядок заполнения атома электронами и определяет свойства периодической таблицы.
Самый простой атом – водородный. Заряд его ядра равен единице, и вокруг этого ядра на определенном расстоянии обращается один единственный электрон.
В электронной оболочке атома гелия два электрона. Они целиком заполняют самый близкий к ядру, внутренний слой электронной оболочки. Таким образом прибавление числа электронов у последующих элементов может итти только за счет образования новых слоев.
Так происходит у третьего элемента – лития. Два электрона, из трех, которыми он обладает, движутся в первом, внутреннем слое электронной оболочки; третий электрон располагается уже во втором слое.
У четвертого по порядку элемента – бериллия – во втором слое прибавляется еще один электрон, то есть всего там их оказывается два.
У бора с его зарядом ядра, равным пяти единицам, во втором слое будет три электрона;
Углерод будет иметь во втором слое четыре электрона, азот – пять электронов, кислород – шесть, фтор – семь, неон – восемь. Этим достигается предел заполнения второго слоя электронной оболочки.
Таким образом, в атоме неона, как и в атоме гелия, ядро окружено законченными слоями электронной оболочки. Эта замкнутость слоев затрудняет отрыв какою-либо электрона от электронной оболочки и тем самым затрудняет вовлечение атома в какое-либо химическое соединение. И действительно, мы знаем, что и гелий и неон сходны по своей химической инертности.
Дальше, следуя за развитием менделеевских идей, мы переходим к новому периоду системы, который начинается с натрия (заряд ядра равен одиннадцати). Одиннадцатый электрон здесь уже не умещается ни в первом, ни во втором слое. Поэтому он размещается в третьем слое. Таким образом, у натрия и у его ближайшего родственника по Периодической системе – лития – в наружном слое имеется по одному электрону (у лития во втором слое, у натрия – в третьем). Это определяет родство химических свойств этих элементов, жадно соединяющихся с кислородом, и т. д.
Магний, у которого в третьем слое оказывается два электрона, именно поэтому подобен бериллию, алюминий аналогичен бору, кремний – углероду и т. д. и т. п.
В 1922 году снова Периодическая система послужила плацдармом для рывка науки вперед. Вдохновленный примером гениального русского ученого, на основании уточненной закономерности Периодической системы, Нильс Бор предсказал свойства не открытого к тому времени элемента, который должен был занимать 72-ю клетку таблицы.
Его уже давно искали, этот неизвестный элемент. Но искали в лантановых рудах, считая, что он химически близок к лантану.
Бор сравнил строение электронных оболочек атомов лантана и неизвестного 72-го элемента и увидел, что прежние поиски были основаны на ошибке. Расчеты показывали, что 72 электрона в атоме неизвестного элемента должны быть расположены так, что ближе всего будут напоминать расположение электронов в атоме элемента циркона. Следовательно, искать надо неизвестный элемент в минералах, которые содержат в себе циркон. Бор поручил голландскому физику Костеру и венгерскому химику Хевеши, работавшим под его руководством, раздобыть циркониевые минералы и поискать в них элемент 72. По указанию Бора 72-й элемент был отыскан и назван гафнием в честь города Копенгагена, где находится лаборатория Нильса Бора (от латинского названия этого города – Гафния).
Так Периодический закон Менделеева, непрерывно вдохновлявший мысль исследователей, призывавший их к раскрытию сокровенных тайн вещества, еще и еще раз подтвердил свое значение основного, глубочайшего закона природы.
В 1920 году величина заряда ядра была измерена уже прямыми экспериментами, полностью подтвердившими ее совпадение с порядковым номером атома в системе Менделеева. Развитие этих открытий привело к важнейшим событиям в физике атома. Советские физики-теоретики Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон в 1932 году нашли физическое истолкование величины заряда ядра. Оказалось, что она определяется числом протонов в ядре. Крупнейший вклад в развитие теории атома в связи с Периодической системой был сделан советской физикой в 1942 году, когда профессор А. П. Жданов открыл явление полного распада атомного ядра на его составные части под действием космических лучей. Этим экспериментально были подтверждены представления Иваненко и Гапона, так как Жданов получил возможность непосредственно подсчитать число протонов, входящих в ядро (он проделал эти подсчеты на ядрах серебра и брома).
Таким образом, дальнейшее развитие науки, проходившее под знаком Периодического закона, позволило нам понять, что древнейшая проблема, волновавшая еще алхимиков,-проблема превращения одного элемента в другой, сводится всего-навсего к изменению в ядре числа протонов-положительно заряженных элементарных частиц. Точно так же, изменяя число других крепко упакованных в ядре строительных «блоков» – нейтральных простейших частиц, называемых нейтронами, принципиально мы можем получать разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся друг от друга лишь сбоим весом – так называемые изотопы. Практически эта задача была решена, когда был найден достаточно мощный таран, которым удалось ударить в атомное ядро, разломать его или отбить от него кусочек. С открытием этой возможности родилась новая область физики, которую часто называют «ядерной химией», или «новой алхимией», потому, что она изучает различные взаимные превращения элементов, которые некогда считались «вечными» и «неизменными». И во все уравнения этой ядерной химии (одной из побочных ветвей которой является добывание внутриядерной энергии, освобождающейся при ядерных превращениях) входит решающей важности число, обозначенное в скрижалях науки еще рукой Менделеева. Это «число Менделеева» – порядковый номер элемента в периодической таблице, или, что то же, число, обозначающее величину заряда атомного ядра этого элемента. Все преобразования атомных ядер сводятся к изменению этого числа, к передвижению преобразуемых атомов из одной клетки Периодической системы в другую.
Значение Периодической системы в развитии современной науки об атоме далеко еще не исчерпано. Еще не создана полная теория происхождения и распространения элементов Периодической системы, в разработку которой большой вклад сделала школа советских геохимиков – академиков В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана.
Ученые еще не знают природы сил, связывающих тяжелые частицы (определяющие атомный вес) с зарядом атома, то есть его атомным номером. Мы являемся сейчас свидетелями нового штурма этой крепости знания, который предпринят советскими исследователями, изучающими глубины атома. Можно рассчитывать, что новый свет на эту проблему, поставленную Менделеевым еще в 1869 году, прольют выдающиеся исследования, предпринятые в СССР известными советскими физиками А. И. Алиханяном и А. И. Алихановым и приведшие к открытию варитронов – целой серии элементарных, простейших частиц, «кирпичей мироздания»- своего рода периодической системы частиц. Быть может, в мире ядерных частиц этой «периодической системе» суждено сыграть роль, в некоторой степени аналогичную той, которую сыграла первооснова этой системы в химии.
Так, крупнейшие достижения современного знания оказались следствием гениальных открытий Дмитрия Ивановича Менделеева.
XV. МЕНДЕЛЕЕВ МЕЧТАЕТ ОБ УСТРОЙСТВЕ ВЫСОТНОГО АЭРОСТАТА
Возвращение из лаборатории не занимало много времени. Несколько шагов по коридору – и Менделеев «дома». Впрочем, никакого дома не было. Была большая пустынная квартира, которую сторожила гулкая тишина. Высокие потолки терялись в вечернем сумраке. Дворник топил огромные печи. Дрова потрескивали в темноте. Где-то вдалеке, в глубине университета, еще хлопали двери. Запоздалые ассистенты, сделав последние записи в лабораторных журналах, уходили во-свояси.
В кабинете с тихим шипением зажигалась лампа, изобретенная самим хозяином. Кончился день, работа продолжалась-ей не видно было ни конца, ни края, и это должно было быть именно так. Стены не отделяли этот тихий кабинет от стремительно двигающегося вперед, борющегося мира. Здесь тоже шла борьба: и с неподатливыми формулами и с косными людьми. И это не было уходом от личных невзгод. Жить для Менделеева по- прежнему значило, прежде всего, работать и еще, конечно, любить и быть любимым. Но как раз в те годы, когда одно за другим появлялись неоспоримые подтверждения правильности Периодического закона, разлад в семье Менделеева достиг своего предела. На протяжении всего университетского года Феозва Никитична безвыездно жила в Боблове. Она появлялась в Петербурге только тогда, когда в Боблово приезжал работать и отдыхать Менделеев. Гармония семейной жизни была нарушена. А между тем ему, как никогда, нужна была собранность всех его душевных сил, потому что на горизонте сгущались темные тучи.
Он увлекался в те годы наукой о погоде – метеорологией. В этом состоял его отдых: разрабатывать самые неожиданные и своеобразные приложения его основных работ. Главная их линия оставалась неизменной. Помимо чисто химических исследований, он продолжал изучать условия, при которых проявляются химические связи разных веществ. Временно он перенес свое внимание с жидкостей на газы, с тем чтобы впоследствии снова вернуться к жидкостям и сделать ряд фундаментальных открытий в области растворов.
Он добивался высоких степеней разрежения газов, чтобы посмотреть, как будут вести себя частицы газообразных веществ, когда они предельно разобщены друг от друга и, следовательно, химические связи между ними насколько возможно ослаблены. Одновременно он мечтал о противоположном: исследовать вещество в условиях большого сжатия, когда обычные взаимодействия между молекулами искусственно усилены. Для физика-экспериментатора, – а Менделеев в этих работах выступал попрежнему как физик, – неизменно заманчивы исследования вещества на крайних пределах его обычных состояний. Его влечет к высоким тем-
пературам и по контрасту – в скованное холодом царство абсолютного нуля, он с равным интересом изучает исчезающие слабые электрические токи в пустоте и нагнетает чудовищные напряжения электрических полей. И везде находит что-нибудь новое!
К таким экспедициям в краевые области относятся и классические работы Менделеева «Об упругости газов». Отчитываясь впоследствии в этих своих работах перед Русским техническим обществом, Менделеев говорил: «Не в те части Африки стремятся путешественники, которые посещались и уже известны, а силятся проникнуть туда, где не была еще ничья нога, так и меня привлекали больше всего те области сведений об упругости газов, которых никто еще не знал или знали о них едва- едва. Неизвестных сторон много, но между ними надо было отыскать важнейшие и в то же время доступные». Он тщательно изучал границы применимости обычных законов гидростатики и уточнял их для условий глубокого вакуума. Большая, целеустремленная научная работа в новой области на каждом шагу приводит к попутным находкам. Если заранее не давать зарока оставлять их без внимания, они могут составить немалую дополнительную ношу. Менделеев умел ограничивать только свои потребности, но не свои искания. Он готов был меньше спать, меньше тратить времени на еду, безвыходно сидеть за измерениями и вычислениями, лишь бы только возможно шире охватить взором новые просторы науки, которые открывались с проникновением в необжитые области знания.
Поэтому не приходится удивляться, что сопутствующие работы всегда окружали любой его основной труд, как спутники окружают тело планеты, отрываясь от нее в момент ее образования. Менделеев не разбрасывался – он просто успевал. Оглядываясь под старость на свой жизненный путь, он сам однажды поразился разнообразию своих устремлений и продуктивности своего труда. Он записал, перебирая свой архив: «Сам удивляюсь, чего только я не делывал на своей научной жизни».
Эта запись относилась к первым номерам «Инженерного журнала» за 1876 год, где была напечатана большая статья «О барометрическом нивелировании и применении для него высотомера». Эта работа вышла отдельной книжкой и служила практическим руководством к пользованию высотомерами Менделеева, которые выпустила в продажу некая петербургская фирма. Высотомер – прибор, предназначенный для определения высоты над уровнем моря, был одним из многих боковых «выходов» исследований упругости газов. При работе над этой темой Менделееву постоянно, по нескольку раз в день, приходилось прибегать к точным определениям атмосферного давления. Пользоваться для этого ртутным барометром было утомительно. Поэтому, для сокращения времени наблюдений, он придумал такой барометр, который указывал не абсолютную величину атмосферного давления, а только изменения, которые в нем произошли с того момента, как был заперт кран прибора. Он убедился, что изобретенный им диференциальный барометр необычайно чувствителен. Он мог указывать ничтожные изменения, отличавшие давление столба воздуха между ступеньками лестницы! Это был готовый барометрический уровень, который и был вскоре применен топографами генерального штаба для быстрого изготовления карт незнакомой местности, когда не было времени для определения уровня возвышенностей оптическим путем.
От стеклянной колбы, из которой мерно постукивавшие масляные насосы медленно откачивали биллионы воздушных молекул, Менделеев переносился неугомонным воображением в космическую лабораторию, где условия для опытов в разреженном пространстве были созданы самой природой. Ведь мы живем на дне безбрежного воздушного океана. Как интересно было бы всплыть наверх – туда, где реют легкие перистые облачка, состоящие из ледяных иголок; еще выше, где уже нехватает воздуха для дыхания, где слоится тончайшая космическая пыль, отсвечивающая по ночам таинственным «зодиакальным» светом. Менделеев был не из тех, кто мог тешиться холодной игрой ума в тиши одинокого кабинета. В его мечтах фантастика всегда опиралась на реальность. Если для нее не было места в настоящем, он обращался к будущему. Пусть в будущем, но должна была жить крылатая мечта!
Когда мечту разделяют двое, она уже ближе к осуществлению, чем тогда, когда ее лелеет один. Поэтому на тридцатом заседании Русского физико- химического общества Менделеев внес предложение: для достижения высших слоев атмосферы «прикреплять к аэростату герметически закрытый, оплетенный, упругий прибор для помещения наблюдателя, который тогда будет обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать определения и управлять шаром».
Мы перелистываем страницы протоколов физико- химического общества, и во всех подробностях перед нами из менделеевской мечты возникает знакомый облик аэростата с герметически закрытой стальной гондолой, из которой смелые советские стратонавты недавно наблюдали темнофиолетовое небо стратосферы с ярко пылающим диском солнца на нем.
Переворачиваются слежавшиеся на протяжении десятилетий странички отчетов о первых собраниях русских физиков и химиков, и, вспоминая, что ежедневно со стендов десятков аэрологических лабораторий Союза снимаются и ускользают в высь шары-зонды с автоматическими радиостанциями, передающими сигналы измерений умных приборов, мы говорим себе: вот еще одна осуществленная мечта. Для нас полны жизни сухие строки старых протоколов. Мы читаем:
«Проектированный г. Менделеевым прибор содержит металлические барометр и термометры двойного действия… Устройство такого прибора дает возможность производить наблюдения в атмосфере без участия наблюдателя, а потому в низких слоях атмосферы можно делать наблюдения при помощи легких привязных аэростатов, а в верхних – при помощи пускания таких аэростатов с прибором, которого запись может быть прочтена, если пущенный аэростат будет найден, что предлагал Чебышев».
Для Менделеева и его друзей казалось совершенно естественным, что Чебышев, один из крупнейших математиков XIX века, из своего привычного мира отвлеченнейших и условнейших математических формул обращался к размышлениям о способах зондирования атмосферы, разрабатывал научные приемы кройки одежды. Но разве не были они-
передовые русские ученые – бродильным началом, призванным вздымать, будоражить все области че ловеческой деятельности, пробуждать в них жизнь, звать к творчеству, к соревнованию со стихией?!
Для них казалось противоестественным только равнодушие к веяниям времени, к нуждам страны. Добрую половину своих писаний на метеорологические темы Менделеев посвятил сражениям с этим равнодушием, с научной робостью, скрывавшейся под личиной академического бесстрастия. Химики и математики – случайные гости в науке о погоде. Но что здесь делают хозяева? Хозяева ворчат. Покой тихого заповедника метеорологии нарушен. Здесь неторопливо и достойно вычерчивали кривые средних температур, средних величин осадков. Это все почтенные занятия, и плодами их будет долго жить наука. Но пришельцы смеют выражать недовольство. Им всего этого мало! Они ссылаются на газеты, публикующие ежедневные бюллетени погоды. Газетные предсказания служат неувядаемой темой для насмешек юмористических еженедельников. И в самом деле, какие только шарлатаны не подвизаются здесь! Погоду предсказывают по луне, по звездам, по случайным приметам. Число пасмурных и ясных дней в году примерно одинаково; если ежедневно предсказывать хорошую погоду, то прогнозы будут оправдываться на 50 процентов, – издеваются острословы. Все это, однако, не очень смешно. Ведь земледельцы, ожидая вёдра или взывая о дожде, попрежнему блуждают в потемках, как и сотни лет назад. Для рыбаков наступление ненастья такая же неожиданность; опытный глаз ловит неуловимые признаки близкого изменения погоды. Но воздушные течения – великаны. Они пробегают тысячи километров по неведомым путям, насыщаясь влагой или, наоборот, теряя ее, дышат арктическим холодом или зноем пустынь. Никто за ними не следит, а это должны делать тысячи людей одновременно. Без этого предсказать изменения погоды удается только тогда, когда они уже произошли. Как может с этим мириться наука?[42]
17*
259
Менделеев публикует целую серию работ, посвященных атмосфере: температурам ее верхних слоев, способам ее исследования. Он объясняет, что его к ним привело. «Занимаясь вопросом о разреженных газах, я невольно вступил в область, близкую к метеорологии верхних слоев атмосферы, – писал он в одной из своих очередных публикаций. – Да и сами по себе вопросы этого предмета еще столь мало разработаны, что казались мне вполне достойными всеобщего внимания по их важности, – продолжает он, – особенно потому, что в слоях атмосферы, удаленных от земли, должно искать то место, где образуется большинство метеорологических явлений земной поверхности». Проницательность этих замечаний должна особенно поразить тех, кто знает, с каким трудом в мировой метеорологии всеобщее признание завоевала ясная уже Менделееву истина, что хотя погода и разыгрывается в нижнем слое атмосферы, но она связана со всей толщей воздушного океана в целом.
Менделеев напоминал, что впервые для сбора метеорологических наблюдений за облака на воздушном шаре поднялся русский ученый Захаров[43].
Свою статью «О температурах атмосферных слоев» Менделеев заканчивает примирительными строками, в которых выражена вместе с тем огромная – дружеская – требовательность и большая, нескрываемая тревога.
«Не мы первые поняли необходимость и пользу такого изучения атмосферы. О нем раньше многих других думал Ломоносов… Необходимо изучать климат разных слоев атмосферы и среди континентов. Россия, с ее обширными пространствами суши, для того пригоднее других стран… Интерес к делу имеется, потребность очевидна, силы найдутся – необходимы средства. Неужели они не найдутся?»
ХVI. МЕНДЕЛЕЕВ СРАЖАЕТСЯ С ДУХАМИ, КОТОРЫХ, НЕ БЕЗ ИЗВЕСТНЫХ ХЛОПОТ, ПОБЕЖДАЕТ, ПОСЛЕ ЧЕГО ЕДЕТ ЗНАКОМИТЬСЯ С ПОРЯДКАМИ НОВОГО СВЕТА
Однажды в лабораторию Менделеева зашел его друг Петр Аркадьевич Кочубей, председатель Русского технического общества. Менделеев радушно встретил его, рассказал о своих последних работах и показал приборы, которые он придумал для изучения постепенных изменений упругости газов. Кочубей заметил, что эти исследования могут иметь важное значение для артиллеристов Он тут же предложил помощь в них Русского технического общества, которую Менделеев с радостью согласился принять. Университет не мог включить в свою смету работы по газам, их приходилось вести урывками и за свой счет. Это чрезвычайно затягивало получение результатов, так как Менделеев располагал ограниченным количеством помощников. Небогатое Русское техническое общество не могло обещать ему крупных субсидий, но даже маленькая поддержка позволяла завести дополнительную должность ассистента, хотя бы для обработки результатов измерений. И то легче!
Оставалось добыть средства на осуществление настойчивого желания. Менделеев обращался со своими проектами высоких полетов уже не только к специалистам, но и к широкой публике.
«В верхних слоях воздуха идут токи тропического и полярного ветров, – писал он. – Где и когда они господствуют, как это влияет на климат и на погоду? Знают это мало. Умозаключая – как раз и ошибешься. Надо и наблюдать за облаками и наблюдать среди них, смотреть и рассмотреть, предполагать и проверять на деле. Это сложнее, чем только обсуждать, критиковать, нем анализировать, но это необходимо, если не желаешь довольствоваться недостаточным. Тот, кто утверждает нечто, тот и должен искать опытных доказательств, не должен отступать перед трудностями»[44].
Он развивал свою идею стратостата, «в котором наблюдатель будет оставаться под давлениями, близкими к атмосферному. Тогда он будет в состоянии производить там отчетливые наблюдения не подвергаясь телесным страданиям»[45].
Но средства, средства! Где их на это дело взять?
Нет, их не нашлось и не могло найтись в то время, этих скромных средств, необходимых для первых пионерских обследований высоких слоев атмосферы. На всех печатных изданиях Менделеева, относящихся к этому периоду (а книги свои он издавал по большей части сам), мы встречаем одну и ту же надпись:
«Сумма, которая может быть выручена от продажи этого сочинения, назначается автором на устройство большого аэростата и вообще на изучение метеорологических явлений в верхних слоях атмосферы…»
Надпись эта появлялась на титульном листе работы о барометрическом нивелировании и на переводе «Метеорологии» Мона, в котором примечаний и дополнений Менделеева чуть ли не больше, чем основного текста, и на других книгах.
«Ежегодно предполагаю я публиковать отчет о приходе и расходе сумм, могущих собраться этим путем, то-есть продажею пяти для того назначенных моих книг, – писал Менделеев, – потому, что стану считать себя обязанным перед подписчиками на мои издания. Они, платя за книги, станут участниками моего предприятия. Не смею думать, однако, что путем продажи своих книг выручу те два, три десятка тысяч рублей, которые необходимы для организации дела; рассчитываю только на получение тех, сравнительно небольших средств, которые нужны для начала, для устройства одного аэростата, емкостью, примерно, в две, три тысячи кубических метров, и для нескольких невысоких полетов. Когда первые подъемы совершатся, средства, в том убежден, найдутся; найдутся и у нас люди, которые возьмутся за окончание начатого. Поймут же, наконец, что на дне воздушного океана, на котором мы живем, нельзя получить из метеорологических наблюдений понятия о том, что делается вверху, а без того нельзя точно судить ни о причинах, определяющих климат, ни об отступлениях от средних норм, то-есть о погоде. Для ползающего на дне морском неведомы бури поверхности; так и нам почти неизвестны явления, в верхних слоях атмосферы совершающиеся».
В предисловии к «Материалам для суждения о спиритизме»- одной из пяти книг, предназначенных для достижения поставленной Менделеевым цели, – он полушутливо писал: «Как ни далеки кажутся два таких предмета, как спиритизм и метеорология, однако и между ними существует некоторая связь, правда отдаленная. «Спиритическое учение есть суеверие», как заключила комиссия, рассмотревшая медиумические явления, а метеорология борется и еще долго будет бороться с суевериями, господствующими по отношению к погоде… В этой борьбе, как и во всякой другой, нужны материальные средства. Пусть же одно суеверие послужит хоть чем-нибудь противу другого!»
Некоторое время Менделеев весьма серьезно смотрел на свою затею – извлечь необходимые для полетов средства из продажи специально для этой цели написанных им научно-популярных книг. С любопытной историей одной из них мы сейчас познакомимся.
6 мая 1875 года Менделеев явился на заседание Русского физико-химического общества с предложением составить комиссию для изучения «медиумических» явлений.
Предложение Менделеева было принято с энтузиазмом. Вызов спиритам был брошен. И спириты его приняли…
Противники сошлись для дуэли. Сторону Менделеева представляла группа преподавателей Петербургского университета во главе с любимцем студенчества, блестящим, разносторонне образованным физиком Ф. Ф. Петрушевским и профессором физики в Горном институте К. Д. Краевичем. К врагам относились: А. Н. Аксаков, Н. П. Вагнер-чудаковатый биолог, широко известный не столько своими научными трудами, сколько детскими сказками, которые он печатал под псевдонимом «Кот Мурлыка». Дети университетских служащих хорошо знали его маленькую фигурку в черной шубе до пят и остроконечной барашковой шапке, делавшей его похожим на алхимика. Они окружали его, когда он появлялся по утрам у входа в университетскую галлерею. У него в кармане всегда находились для них лакомства, а когда он их вынимал, из рукава выбегала большая ручная белая крыса с розовым хвостом и, к величайшему восторгу малышей, бегала по воротнику. Третьим противником был… Александр Михайлович Бутлеров. Этим последним обстоятельством отчасти объясняется та настойчивость, которую Менделеев проявил в создании антиспиритической комиссии. Спиритические увлечения Бутлерова он переживал так, как будто бы самый близкий, родной человек вдруг оступился. Временное отступление Бутлерова от науки в область суеверий беспокоило Менделеева и с общественной точки зрения. «Не имей Вагнер и Бутлеров авторитетности, как натуралисты, публика не встрепенулась бы и едва ли наши крупные журналы взяли бы статьи о спиритизме»,- говорил он. Нужно было во что бы то ни стало выступить против Бутлерова ради самого Бутлерова и ради молодежи, которую могло поколебать в сторону суеверий доверие к этому славному имени, ради самой науки, для здоровья которой спиритизм представлял большую угрозу.
Что же это было за мистическое увлечение, которое захватывало даже таких выдающихся людей, как Бутлеров?
Лучше всего рассказать об этом словами самого
Менделеева, для чего достаточно привести отрывок из его публичного чтения о спиритизме, которое было устроено в апреле 1876 года в аудитории Соляного городка в Петербурге. Деньги от продажи билетов на эту лекцию, пользовавшуюся огромным успехом, пошли в пользу нуждающихся литераторов и ученых и школам Русского технического общества.
"- Лет за двадцать тому назад в Америке, а затем и в Европе, стало распространяться то спиритическое учение, которое в наши дни поддержали многие ученые, – говорил Менделеев. – Они связали и словами и мыслями новое с явлениями древней индийской магии, перепутали с суевериями и стремятся сделать из всего учения, выражаясь их словами, «мост для перехода от знания физических явлений к познанию психических». Кому же не лестно быть строителем такого моста? Однако школы, ученые и литераторы, сочувствуя которым вы собрались здесь, не погнались за концессией на этот мост, не приняли учения спиритов, посмотрели на него, как на старые сваи, на которых давно и безуспешно задумана была подобная постройка, не ступили на гнилое дерево. Отвергнутое приютилось в кружках, но недавно выступило смелее… и поколебало не мало умов. Признайте только факты, говорило оно, эти факты реальны и правдивы, а следствия из них явятся сами. Да, эти следствия у всех на памяти, их слышали от нянюшек, – и многие вспомнили и соблазнились. Старые суеверия всплывали. В этой связи давних суеверий с новым учением – весь секрет интереса к спиритизму… Помирили сказку с наукой-это увлекательно, и спириты свое сделали… Их расчет прост, хоть и ошибочен: они надеются найти поддержку в массах, мало знакомых с науками. Они и помнили и забывали, что эти массы имеют свой здравый смысл – верный союзник наук… что наука уже не ветреное дитя, что она – зрелая мудрость времен, что против их оружия можно подействовать подобным же, что научное поле им придется взять с бою…
Начальное физическое явление спиритизма, – продолжал он, – составляют стуки, раздающиеся при наложении рук на стол, и движения самого стола. Весьма скоро убедились опытом, что спиритические стуки могут слагаться условным образом в осмысленную речь, заметили затем, что разговор стуками имеет смысл, какой бы придал речи медиум… Фактическая сторона дела несомненна, то есть стуки в спиритических сеансах происходят. Вопрос состоит в том, кто стучит и обо что. Тут не два первичных вопроса, а один. Всякий стук есть колебание воздуха, следовательно, для произведения звука нужно средство привести воздух в колебательное состояние. Спрашивается поэтому: что же приводит здесь воздух в колебание?
Гипотеза спиритов состоит в том, что души умерших не перестают существовать, хотя и остаются в форме, лишенной материи. Известные лица… могут быть посредниками, «медиумами» между остальными присутствующими и этими духами, повсюду находящимися. В спиритическом сеансе от присутствия медиума духи становятся деятельными и производят разного рода физические явления и, между прочим, стуки, ударяя о тот или другой предмет, близкий к медиуму и отвечая условным образом на вопросы, к ним обращенные…
Гипотеза эта, – продолжал Менделеев с тонкой насмешкой, – не объясняет прямо того – почему в речах духов отражается ум медиума, отчего у интеллигентного медиума речь духа иная, чем у неразвитого. Чтобы помирить это наблюдение с мыслью о духах, допускают глубокое влияние медиума на духов: под влиянием глупого медиума и умный дух тупеет, а глупый, под влиянием интеллигентного медиума, становится гораздо более развитым. Дух ребенка или жителя другой планеты может говорить только то, что знакомо или мыслимо медиумами, словом, по гипотезе спиритов, становится рабом медиума. Вот эта-то идея, столь сходная с идеею гномов и ведьм, чертей и привидений, и послужила главным поводом к распространению и обособлению спиритического учения…
– Не подлежит, однакоже, никакому сомнению,-Менделеев переходил к диагнозу общественной болезни, симптомы которой только что описал, – что в спиритизме многие, не удовлетворенные современным строем идей, современными принципами, видят какой-то исход к лучшему в будущем…»
Чтобы завуалированная, очень осторожно – в обход цензуры – выраженная им мысль была лучше понята, Менделеев ссылался на стихи поэта Полонского, помещенные в журнале «Неделя». Духи, к которым обращаются разочарованные, усталые, слабые люди, задыхающиеся в душной атмосфере реакции, не видящие реального просвета впереди, – эти духи -
невежды иль шуты
Родные дети пустоты, Тоски, неверья, увяданья. Они – фантазия, без крыл
И вот бескрылая фантазия, плод душевной опустошенности, приводящей к вере в загробный мир и во всякую чертовщину, предстала перед суровым и беспристрастным судом науки.
Комиссия Физико-химического общества решила устраивать свои заседания в пустой и свободной квартире Менделеева. Спириты взялись представить на испытание знаменитых медиумов, пользовавшихся признанием самого Крукса. «Сам Крукс» – это был сэр Виллиам Крукс, видный английский естествоиспытатель, открывший таллий и занимавшийся исследованием потоков электронов в пустоте, которые тогда назывались «катодными лучами». Крукс возглавлял группу английских ученых, пытавшихся подвести научные основания под спиритические «явления».
А. Н. Аксаков – большой барин и весьма состоятельный человек – специально съездил в Лондон, чтобы привезти оттуда «медиумов», неких братьев Петти. Они специализировались в области «материализации духов». Это означало, что в их присутствии вызванные на спиритический сеанс духи умерших особенно охотно проявляли свое присутствие, причем способами, вполне доступными для восприятия простых смертных.
Нужно было быть заядлым спиритом – человеком, совершенно потерявшим чувство реальности, чтобы не испытывать глубокой неловкости при виде солидных и серьезных научных деятелей, располагающихся за круглым столом рядом с заведомыми профессиональными обманщиками, рассчитывая через их посредство вступить в сношения с «загробным миром».
Петрушевский признавался, что он приступил к рассмотрению медиумических явлений хотя и неохотно, но довольно равнодушно. «Но я не мог бы приступить еще раз к занятиям такого же рода без чувства отвращения и даже унижения, – говорил он впоследствии, – так как вся требуемая сторонниками спиритизма обстановка этих занятий странна, деспотически подавляет свободную пытливость и вообще бесконечно далека от всего, чего требует точная и гласная наука». Спириты – Аксаков, Вагнер и Бутлеров, – ощущая всеобщее недоброжелательство к своим покровительствуемым, чувствовали себя тоже натянуто. Один только Менделеев был весел и весь захвачен азартом игры. Любопытно все-таки схватить за руку мошенника в тот самый момент, когда он уверен, что ему удалось вас хитро провести! А что он имел дело, с одной стороны, с людьми, ослепленными суеверием, и, с другой стороны, с жуликами – в этом он не сомневался ни на одно мгновение.
«Материалы для суждения о спиритизме», опубликованные Менделеевым, весьма примечательны. Прежде всего там собраны подлинные протоколы «Антиспиритической комиссии», составленные с большой тщательностью. Необходимость особой осторожности при обращении со спиритами была широко известна. В статье «Естествознание в мире духов» Энгельс отмечал как общее явление, что «спириты нисколько не смущаются тем, что сотни мнимых фактов оказываются явным надувательством, а десятки мнимых медиумов разоблачаются как заурядные фокусники. Пока путем разоблачения не покончили с каждым отдельным мнимым чудом, у спиритов еще достаточно почвы под ногами…»[46] Имея в виду эту цепкость спиритов, члены комиссии были исключительно внимательны к точности своих протоколов.
Но что действительно превосходно, так это комментарии к этим протоколам самого публикатора. В книге нет страницы, которая бы обходилась без сносок, заканчивающихся неизменным: «Добавил Д. Менделеев». Есть примечания к примечаниям и еще раз примечания ко вторым примечаниям. Все они полны яда, задора и пленяют своей непосредственностью.
Из этих-то вставок, сносок и примечаний к «Материалам» вырисовываются такие подробные и живые картины работы спиритической комиссии, какие наверняка не могли бы уцелеть в связном рассказе очевидца.
Например, в протоколе написано: «Г. Менделеев сказал, что, вместо заказывания новых столов, можно было бы и старые столы просто оградить таким образом, чтобы к ним нельзя было прикасаться ногами. На это было отвечено г. Аксаковым, что всякие сплошные перегородки мешают медиумическим явлениям».
Примечание Менделеева: «Да никто и не говорил о сплошных. Предлагали рамку обтянуть материей и сравнивали это с сеансом пред занавеской, чтобы доказать, что сила, принимаемая свидетелями, действует через матерчатую преграду. Д. Менделеев».
Аксаков в протоколе протестовал против какого-то упущения в записях. Менделеев тотчас делает сноску: «Наши спириты были чересчур счастливы, видевши невоспроизводимое».
Вагнер высокомерно заявлял, что «тысячи давно убедились в существовании медиумических явлений». «Так что же! – восклицает в примечании Менделеев. – Ведь, еще большее число лиц убедилось в том, что солнце ходит, а земля стоит, что погода в ильинскую пятницу – есть предсказатель верной жатвы и т. д. Ведь, науке до этого убеждения нет дела, у нее выработались веками свои способы убеждения…»
По этим пылким откликам, которые, к сожалению, невозможно цитировать подряд, и чопорным замечаниям «свидетелей» – спиритов-легко представить себе своеобразную обстановку, в которой работала комиссия: вытянутые лица Аксакова и его секундантов, сконфуженных медиумов и Менделеева, зажигающего от нетерпения спички в самый торжественный момент появления «духа». Но попробуем восстановить ход событий по порядку.
По требованию спиритов ученые участники первого сеанса погрузились в полутьму. Наигрывал музыкальный ящик. Тихая музыка, как предполагалось, способствовала наступлению у медиумов особого состояния, называемого «трансом». Это состояние, бессознательное и бесчувственное, как сон, сопровождалось иногда речами, напоминающими бред, и движениями, подобными конвульсиям. Братья Петти, сколотившие себе кругленькое состояние на легковерии столичных мистиков, привычно выполняли ритуал сеанса. Уже послышалисьнечленораздельные всхлипывания семнадцатилетнего Чарльза. Вскоре Аксаков объявил, что начало сеанса ознаменовалось большой удачей. Медиумам удалось материализовать «дух», который проявил себя каплями «потусторонней» жидкости, появившимися на листе бумаги, разостланном на столе.
Но скептически настроенные члены комиссии нашли, что «духу» ничто не должно помешать материализоваться в виде капель на бумаге и в том случае, если рот всхлипывающего Чарльза будет завязан платком. Сказано-сделано. Однако «дух» обиделся на такое непочтительное обращение с медиумом и «материализоваться» больше не пожелал.
Между тем Менделеев тихонько отобрал у Петрушевского лист бумаги с «медиумическими каплями» и отправился с ним прямехонько в лабораторию, благо она была под боком. Когда он вернулся, лист был покрыт красноватыми пятнами. Он прочел над ним маленькую лекцию. Менделеев объяснил, что в человеческой слюне содержатся синеродистые соли. Присутствие их в самых малых количествах обнаруживается раствором солей окиси железа, ибо при взаимодействии этих реактивов образуется новое вещество, весьма ярко окрашенное в красный цвет. И он выразительно потряс перед комиссией листом бумаги с яркокрасными крапинками – следами «духа», обработанными окисью железа…
У комиссии хватило все же терпения и выдержки, чтобы собраться еще раз с братьями Петти, которые должны были побудить «духа» дать новые доказательства подлинности своего существования: на этот раз позвонить в колокольчик и переместить
птичью клетку, спрятанную за занавеской. Для вер ности, руки старшего брата Петти были привязаны к туловищу полотенцем. Колокольчик, который стоял на столе, под перекрестным огнем бдительных взо ров членов комиссии, разумеется, остался неприкос новенным и не зазвонил, а когда старший брат Пет ти, высвободив руки из-под полотенца, пытался тихонько пролезть за клеткой под занавеску, Мен делеев, в этот самый момент, осветил его спичкой. Спириты были возмущены, но, тем не менее, брать ев Петти пришлось экстренно доставлять обратно в Англию, как не оправдавших доверия духовидцев.
Их место на сеансах заняла тоже англичанка, некая госпожа Клаир, энергичная дама, которая держала «духов» в полном повиновении. Она заставляла их, по первому требованию, резво подбрасывать столы, на которые все присутствующие должны были возлагать руки. Духи лишились своих способностей управлять движениями стола только тогда, когда Менделеев приспособил к нему резиновые подушечки с трубками, отведенными к манометрам. С помощью этих манометров можно было точно определить, в каком именно месте стола под видом «духа» осуществлялся самый натуральный плотский нажим на столешницу. Но госпожа Клаир объяснила, что манометрический стол не располагает «духов» к общению, а Менделеев соответствующее место протокола снабдил следующим примечанием:
«Когда я сидел еще подле г-жи Клаир и нас всех заставили приблизиться к столу, я обводил своею ногою под столом, желая предупредить возможность подбрасывания стола ногою из-под низу стола, например ударом под столешницу. При этомраз моя нога встретила нечто упругое и длинное, подобное, насколько я могу судить по моментальному впечатлению, кринолинной пружине… Желая убедиться в том, духовный или железный характер носит на себе это впечатление, я тотчас затем посмотрел на пол, и хотя там было темновато, я успел увидеть нечто белое (как бы конец кринолинной пружины), скользнувшее под юбку г-жи Клаир».
После того как это наблюдение было обнародовано, столы, которые, по выражению одного спирита. до тех пор ходили у госпожи Клаир, «как собачки», даже и без манометров оставались неподвижными во все время сеансов.
Аксаков оскорбленно заявил в комиссию протест против вызывающих действий Менделеева. «Когда уселись за стол, – сообщил он. – то вскоре раздались стуки в столешнице со стороны медиума; вслед за ним раздались более сильные стуки в другом месте; я заявил, что стуки эти делались ногою г. Менделеева… г. Менделеев признал, что стучал действительно он. Вскоре затем стол приподнялся с противоположной г. Менделееву стороны; я опять заявил, что это сделано г. Менделеевым носком ноги, и он признал, что стол был действительно приподнят им…» (Здесь к протоколам прилагается сноска Менделеева: «г. Аксаков хорошо следил за мною, а я за медиумом…»)
Аксаков продолжал: «Относительно опыта с маленьким столиком, поставленным на стол… о котором в протоколе сказано, что «он только колебался, а поднятия его не произошло», следует добавить, что покуда этот стол производил под руками медиума различные движения, г. Менделеев постоянно касался пальцами до одной ножки его, то об-хватывая, то придерживая ее». (Примечание Менделеева: «Этого, право слово, я не делал!» и примечание к примечанию: «Сколько мне ни случалось видеть подобные сеансы, я постоянно встречал одно общее явление: как стол двинется, скользнет по полу, один, двое побледнеют, руки у них охолодеют; иногда они и алеют, и видно, что им страшно. В массах не распространено никаких понятий о непроизвольных движениях, и в этом кроется одна из причин успеха спиритизма. Достаточно столу двинуться, чтобы шанс распространения спиритизма возрос. Оттого-то спириты и налегают на опыты в домашних кружках».)
Спириты несколько воспрянули, когда у Бутлерова, во время очередного сеанса, чудесным образом исчез платок. Но тут внезапно появился отсутствовавший Краевич, который присоединил к протоколу комиссии особое мнение, где изложил, что тайно наблюдал за комнатой через круглое окошечко в двери. «Все обстоятельства сеанса произвели на меня такое впечатление, – отметил он, – что чудесное исчезновение платка г-на Бутлерова не могу приписать ничему иному, как проворству рук мисс Клаир».
Взбешенный упрямством оскандалившихся спиритов, Менделеев, не дождавшись окончательного решения комиссии, выступил с разоблачениями спиритизма на организованном специально для этого публичном чтении. Аксаков заявил, что поспешность, с которою было приступлено к этому чтению, не соответствовала беспристрастному и серьезному характеру истинно ученого исследования. Менделеев поместил в своем сборнике «Материалов для суждения о спиритизме» и это заявление Аксакова, которое тотчас сопроводил запальчивой репликой:
«Готов служить мишенью господам спиритам- это меня даже забавляет, мне бы дело делалось… До того же, что мои поступки при этом будут не нравиться кому-либо, право, мне нет никакого дела!»
Сказанного достаточно, чтобы составить себе представление о том, какого накала достигли страсти. Решение комиссии, состоявшей из крупных ученых, произвело огромное впечатление не только на русскую, но и на мировую общественность. Корреспондент парижской газеты «Тан» в своих сообщениях утверждал, что «спиритизм не оправится от нанесенного ему удара».
Не лишне привести здесь полностью это решение, в котором авторство Менделеева выпирает из каждой строки.
Комиссия установила:
«1) Те из явлений, относимых к спиритическим, которые происходят при наложении рук, как, например движения столов, совершаются несомненно под влиянием давления, оказываемого намеренно или ненамеренно присутствующими, то-есть относятся к числу бессознательных или сознательных мускульных движений; для объяснения их нет надобности допускать существование какой-нибудь новой силы или причины, принимаемой спиритами.
2) Такие явления, как поднятия столов и движение предметов за занавеской или в темноте, носят несомненные признаки действий обманных, производимых медиумами преднамеренно. Когда приняты достаточные меры против возможности подлога, подобные явления не происходят, или обман изобличается.
Стуки и звуки, признаваемые спиритами за осмысленные медиумические явления, могущие служить для сношения с духами, суть самоличные действия медиумов и имеют тот же самый смысл и такой же характер случайности или хитрости, как гадание или ворожба.
Разряд явлений, приписываемых влиянию медиумов и называемых спиритами медиумопластическими, как-то: материализация отдельных частей тела и появление целых человеческих фигур, относится к числу явлений подложных, как об этом должно заключать не только по недостатку точных доказательств, но и а) судя по отсутствию пытливости в лицах, признающих подлинность этих явлений и описавших ими виденное, б) судя по тем предосторожностям, какие требуются обыкновенно спиритам и медиумам от лиц, перед глазами которых эти явления должны совершаться, в) судя, наконец, по неоднократным случаям, когда медиумы были прямо изобличены в том, что совершали такие явления самолично, или через посредство лиц, участвовавших в обмане.
В своих манифестациях лица, подобные медиумам, пользуются, с одной стороны, бессознательными, непроизвольными движениями присутствующих, с другой – доверчивостью честных, но легковерных людей, обмана не подозревающих и против него мер не принимающих.
Большинство последователей спиритизма не обладают ни терпимостью к мнениям лиц, не видящих в спиритизме ничего научно-нового, ни критическим отношением к предмету своих верований, ни желанием изучать медиумические явления с помощью обычных в науке приемов исследования.
А между тем спириты с особенной настойчивостью распространяют свои мистические воззрения, выдаваемые ими за новые научные истины. Эти воззрения принимаются многими на веру, потому именно, что соответствуют стародавним суевериям, с которыми наука и правда давно борются. Люди науки, увлекшиеся спиритизмом, относятся к нему почти исключительно как праздные любители зрелищ, а не как пытливые исследователи явлений природы…
На основании всей совокупности узнанного и виденного, члены комиссии единогласно пришли к следующему заключению: «спиритические явления происходят от бессознательных движений или от сознательного обмана, а спиритическое учение есть суеверие».
Бутлеров, с самого начала работы комиссии, стал тяготиться своей ролью «научного» спирита. Это заметил проницательный Достоевский, который в очередном «Дневнике писателя» так характеризовал позицию Бутлерова: «Умный и достойный всякого постороннего уважения человек, стоит, хмурит лоб и долго добивается: «Что же это такое?». Наконец махает рукой и уж готов отойти, но в публике хохот пуще, и дело расширяется так, что адепт поневоле остается из самолюбия».
Бутлеров принял урок, который получил от друга…
Спиритизму был нанесен удар. Но тьма российской реакции, под кровом которой разросся этот привозной, ядовитый цветок духовной немощи, продолжала сгущаться.
Смутное настроение владело Менделеевым, когда он посылал в набор последние листы «Материалов для суждения о спиритизме». В заключительных примечаниях, сделанных в последний момент, нет уже ни следа задора, озорства и веселого оживления борьбы. Они похожи на искреннюю и небрежно написанную страничку из дневника, словно ненароком приклеившуюся к рукописи:
«Кончая книгу, я испытываю для меня новое, сложное ощущение, в котором смешались радость, сожаление, печаль, грусть, ожидание, – писал Менделеев. – Кончая другие книги, ничего подобного никогда не происходило во мне. Рад я концу книги, тяжелое бремя сбыл. Сожалею о том, что зачинал дело комиссии; думалось, что… имеешь дело с научным вопросом, оказалось, это вопрос совсем какой-то другой, а только уж никак не научный. Оттого и жаль, что вмешался. Печалюсь и грущу, потому что вижу, как правду хочет оседлать кривда, не мытьем хочет взять, так катаньем. Ожидаю… ожиданий много. Ожидаю и устройства аэростата, и разных сюрпризов от господ спиритов, и от океана, через который собрался плыть, от Америки и даже от самого себя…»
Менделеев отправился в Америку… С этой поездкой связан выход другой его книги «Нефтяная промышленность в Северо-Американском штате Пенсильвании и на Кавказе».
ХVII. МЕНДЕЛЕЕВ ПРИХОДИТ К ЗАКЛЮЧЕНИЮ, ЧТО «НОВАЯ ЗАРЯ НЕ ВИДНА ПО ТУ СТОРОНУ ОКЕАНА»
Нефтеперегонные заводы задыхались, хирели и замирали, будучи не в состоянии соперничать с американским ввозным керосином, потому что установленная правительственными чиновниками система взимания акциза за переработку нефти в корне подрывала развитие нефтяного производства. Акциз взимался по емкости перегонных кубов, имевшихся на заводе, и по времени перегонки. Поэтому тяжелые сорта нефти, которые перегонять приходилось дольше, использовать было невыгодно. Непереработанная нефть стояла озерами в своих земляных амбарах, медленно впитываясь в песок. Если акциз не вносился вперед за неделю, кубы опечатывались и работа завода приостанавливалась. Добывание дозволения на новую гонку было сопряжено с длиннейшей процедурой. Когда некоторые промышленники попытались, следуя совету Менделеева, ввести непрерывную перегонку, они не могли получить разрешение на открытие таких установок. Чиновники не знали, как брать с них акциз.
Русское техническое общество решило найти выход в испытанном уже приеме: заинтересовать в изменении существующего нетерпимого положения казну. Для этого нужно было доказать, что обложение, поощряющее, а не задерживающее развитие промыслов, может принести большой доход казначейству. Материалы к соответствующему докладу должны были собрать Менделеев, командированный для этого на американские нефтепромыслы, и профессор Горного института Лисенко, направленный с той же целью в Баку.
Так Менделеев очутился на пароходе «Лабрадор», совершавшем регулярные рейсы через Атлантический океан. Пароход натравлялся в Нью-Йорк, откуда по железной дороге Менделееву предстояло перебраться в Пенсильванию.
Менделеев взял себе в спутники своего ассистента Гемилиана, в совершенстве владевшего английским языком.
На одиннадцатые сутки в левой стороне от парохода вытянулся низкий песчаный мыс Санди Хук. Вдалеке вырисовывались гористые берега с холмами Нью-Джерсея. С парохода открывалась панорама Нью-Йорка.
Первым американским впечатлением Менделеева было посещение парохода живым сухощавым карантинным доктором с розой в петлице. Ему нужно было удостовериться в отсутствии среди пассажиров заразных болезней. «Он этой обязанности не выполнил», – отметил Менделеев в записях своих путевых впечатлений. Доктор посидел в курительной комнате с корабельным врачом. Они немножко выпили, и доктор, вполне удовлетворенный, отбыл. Менделееву объяснили, что это посещение стоит кораблю каждый раз 50 долларов. Это вполне деловая комбинация, потому что если доктор не будет достаточно любезен, то за время действительного осмотра и вынужденной стоянки пароход сожжет угля на много большую сумму.
Между тем берега сузились, и Менделееву, с любопытством в них всматривавшемуся, стали видны подробности Бруклина, лежащего на правой стороне Гудзона.
Но вот протяжно закричали матросы, кидая причальные канаты. Загремели цепями опускающиеся сходни. Нарядная толпа пассажиров на скрипучих досках набережной, забросанной апельсинными и банановыми корками и обрывками газет, смешалась с потоком встречающих. Черные носильщики с чемоданами пронзительными воплями прокладывали себе дорогу среди сладкоречивых гостиничных агентов, разносчиков сладостей и фруктов. Путники погрузились на извозчика, и коляска закачалась по тряской мостовой. «Я был поражен невзрачным видом улиц знаменитого города, – записал в своих нью- йоркских заметках Менделеев. – Они не широки, вымощены булыжником и чрезвычайно плохи, хуже, чем улицы Петербурга или Москвы. Магазины и лавки напоминают не Петербург, а уездные города России».
Разместившись в гостинице близ Юнион-сквера, Менделеев, в сопровождении Гемилиана, отправился побродить пешком по городу. Его подмывало поскорее познакомиться с его жизнью.
Нью-Йорк был весь заткан паутиной бесчисленных проводов. Электрическое освещение, три года назад впервые в мире заменившее два керосиновых фонаря на одной из окраин Петербурга, возле Преображенского плаца, еще не дошло сюда из маленькой лаборатории А. Н. Лодыгина. Сеть бесчисленных проводов, в несколько этажей перекрывавшая улицы Нью-Йорка, несла лишь слабые токи телеграфной связи. По рельсовым колеям катили «расписанные картинками» дилижансы.
Путешественники вышли на улицу, на которой все нижние этажи домов были заняты магазинами. Менделеев отметил, что улица эта напоминала не Кузнецкий мост, а Никольскую в Москве, или Гороховую в Петербурге, но никак не Невский проспект. Здесь появились другие дилижансы, которые ехали прямо по мостовой. На них было написано «Вroadway».
– Неужели мы находимся на Бродвее? – спросил Менделеев.
Спросили у прохожего. Оказалось, и впрямь Бродвей. «Впечатление от этой улицы было самое неважное, – записал Менделеев в своем отчете о путешествии. – Ожидалось видеть нечто гораздо более благоустроенное, поразительное, красивое, чем оказалось в действительности».
Уличная толпа казалась судорожно торопливой. Все эти мужчины в котелках, просторных сюртуках и клетчатых брюках, плотно обтягивавших икры, женщины в пышных юбках, которые приходилось придерживать на быстром ходу, чтобы они не мели улицы, – все они куда-то спешили, все были поглощены снедающей заботой.
Они торопились-дела приковывали все их помыслы, гнали их вперед и вперед. Но почему повсюду там много объявлений о сдающихся в наем квартирах? Почему за сетчатыми железными воротами на замках открываются мертвые, безлюдные заводские дворы? Почему магазины сплошь затянуты коленкоровыми вывесками, изо всех сил зазывающими покупателей обещаниями «дешевой распродажи»? «Вы попали к нам в неудачное время, – говорили ему американцы в ответ на недоуменные вопросы. – Полоса застоя, наступившая три года назад, еще не миновала. Торговая и промышленная деятельность еще не успела вернуться к жизни после недавнего «страшного краха».
Менделеев возвращался в гостиницу полный раздумий. Он видел скверы, все скамейки на которых были заняты спящими людьми. Бездомные!.. На окраинных улицах он наблюдал пестрые картины нищеты, вытесненной из парадных деловых кварталов. Нищета просила здесь милостыню по-итальянски, по-немецки, по-шведски – на всех языках мира. Она рядилась в лохмотья, привезенные из Ливерпуля или Марселя, из Ливорно или Триеста. И она была еще более безнадежной: истощенные лица, отчаяние во взоре.
Что касается американского нефтяного производства, то вся картина для него была ясна уже в первые недели пребывания в долине реки Аллегани, где были расположены главные нефтяные промыслы. Избрав отправным пунктом станцию Петролия – центр нефтяных богатств Америки, – он не ленился пешком обходить десятки нефтеносных участков, обнесенных некрашенными дощатыми заборами. Самым старым из них не было еще и двадцати лет.
На этом месте, когда жившие здесь индейские племена были уже стерты жестокими пришельцами с лица земли, раскинулся город Раузевилль. Почти до 1858 года здесь горючее масло добывали из ям при помощи шерстяных тряпок. Они вписывали в себя масло охотнее, чем воду. Потом их выжимали. Такова была первая сепарация нефти. Через шесть лет, когда началась «петрольная горячка», земля около первых нефтяных колодцев оценивалась уже в 1-2 миллиона долларов. 1859 год отшумел, как эпоха «первого колодца Дрэка». Дрэк был изобретателем. О нем на промыслах говорили с добродушной усмешкой, пожимая плечами: несерьезный человек! В Тэйтусвилле ему принадлежало 25 акров земли. Когда в этих местах стали добывать нефть, он предложил вставлять в землю железные трубы и в них вести бурение. Выгоды из этого изобретения, в сотни раз ускорявшего и удешевлявшего проходку любых скважин, извлекали другие. Эдвин Дрэк приобрел на этом деле только мифическое звание «полковника», с которым и вошел в историю нефтедобычи[47]. Слух о «капитане», а затем «полковнике» Дрэке был распространен ловкими дельцами, торговавшими его изобретением. До тех пор пока оно не заговорило само за себя, надо было привлечь покупателя авторитетом имени его автора. Между тем, для того чтобы закончить свои опыты, «полковнику» Дрэку пришлось продать свой участок за 10 тысяч долларов. Через год его участок стоил 90 тысяч долларов, а еще через несколько лет оценивался в полмиллиона. Дрэк закончил свои опыты с новыми скважинами, но к этому времени у него отняли все юридические права на его изобретение, он ходил с заплатами на коленях и подстреливал по нескольку центов на пиво у старых друзей. Он еще несколько лет толкался по участкам, оборванный и пьяный, и только в 1873 году, чтобы избавиться от этого призрака, этого живого укора общественной совести, пенсильванское законодательное собрание назначило ему крохотную пенсию…
Зачем Менделеев публиковал в своей книге о путешествии в Америку подобные факты? Они не нужны были для выполнения его поручения. Ему следовало познакомиться с федеральными законами обложения акцизом нефтяного производства. А он изучал законы, определявшие меру добра и зла в поступках людей. По этим законам Дрэку никто не делал зла, общественная совесть могла спать спокойно. Непрактичный чудак! Он сам был виноват в своих злоключениях. Помочь удержаться на поверхности человеку, который умел только творить? Это значило покушаться на его свободу. По неписанному закону капиталистических джунглей никто не должен вмешиваться, если американец хочет подойти слишком близко к пропасти.
Менделеев был неутомим. Не было границ жадности его наблюдений. Ему до всего было дело. Он замечал и жалкие, небрежно сколоченные амбары для хранения инструментов, и приземистые бараки для рабочих, и вышки, кое-как сколоченные из грубого теса. «Дело делается, видимо, настолько, лишь бы пригодно было для торговли», – замечал он. Производить надо ровно столько, сколько можно тотчас сбыть, а там хоть трава не расти! В бурении он не обнаружил никаких следов механизации. Зачем? Кризис еще не кончился, безработица в разгаре, рабочие руки нипочем.
Менделеев писал в своей книге: «В устройстве механизмов, заменяющих ручную работу, нельзя видеть ни стремления избавить людей от тяжелого труда, ни желания получать совершенство в выполнении, потому что на долю большинства людей, приставленных к машинам, выпадает труд громадный, и от них требуется большая внимательность, а где этого последнего не нужно, там работа при машинах поручена детям, в результате же нет никаких признаков совершенно выполненной работы». У кого он искал заботы о человеке? У охотников за прибылью, извлекаемой из детских жизней!..
Керосиновые заводы оказались весьма примитивными. «В перегонке не видно и следа изучения, внимания и стремления к совершенству», – писал Менделеев. Варварски непроизводительные перегонные кубы были настоящими истребителями топлива; Менделеев спрашивал, почему их не заменят более экономичными. Владельцы пожимали плечами. Зачем? Ведь сейчас кризис. Нефть дешева, уголь тоже. А переделка аппаратуры стоит дорого. Но разве у владельцев завода не болит душа за испорченное добро? Американец вежливо переспрашивал. Он не понимал вопроса. Здесь все было рассчитано до последнего цента, что выгодно, что невыгодно, что стоит беречь и чего не стоит беречь. Что ж, собственно, смущало мистера Менделеева?
О, его смущало очень многое… Великолепнейшие леса сводились на корню. На лесопильных заводах обрабатывалось только самое лучшее дерево. В крупных хозяйствах запахивались только самые лучшие участки земли. Менделеев спрашивал, почему это так. Ему отвечали: американец верит в будущее, ему естественные богатства кажутся неисчерпаемыми. Не будем этого называть варварством. Просто американец деловит, и ему свойственно несколько грубоватое отношение к природе…
Менделеев проходил километр за километром вдоль нефтеносных участков, и оказывалось, что все пологие холмы Аллеганской долины, на которых пасутся стада, все неустроенные земли с редко разбросанными фермами, все одинокие нефтяные вышки в степи принадлежат одному и тому же таинственному и безликому «Стандарт Ойл». Это было название нефтяной компании, захватившей почти весь нефтеносный район, контролирующей почти всю нефтяную промышленность. «Стандарт Ойл» – это был псевдоним банкирского дома Рокфеллеров, знак крушения идеала «свободной конкуренции». Можно было без труда установить, как это крушение произошло.
То были последствия разгула стихии «свободного капитализма» – бури очередного промышленного кризиса, пронесшегося над Америкой.
За три года до приезда Менделеева в Америку ударом «страшного краха» закончился период стихийного разлива предпринимательства. В это время закладывались сотни новых заводов, шахт, рудников, вокруг которых вскипала оргия безудержной спекуляции. Менделеев очень проницательно оценил в своей книге, как одну из главных предпосылок кризиса, горячку железнодорожного строительства, которая охватила Америку. Он отмечал «чрезмерное развитие железных дорог, не отвечающее производительности страны». Пример железнодорожного строительства действитель-
но был весьма характерен. Железные дороги в те времена удлинялись на тысячи миль в год. Наспех уложенные пути прокладывались в пустынях, где их не ждали еще никакие грузы. Именно к этому периоду относились описанные Жюль Верном при ключения Филеаса Фогга, который «прыгал» на паровозе через рассыпавшийся на глазах мост. Не брежно настланные насыпи, легкие мосты… Компа нии по эксплоатации новых линий, возникающие, как пузыри после дождя. Строительство дорог обго няло заселение новых районов. Хлынет ли по ним поток искателей, откроются ли там золотые россы пи, обнаружится ли нефть, – кто мог за это пору читься? Может случиться, что грузы потекут в дру гие места или их еще долго не будет вовсе. Дорога не понадобится. Но так как в игре принимает уча стие множество участников, средства на строитель ство притекают из тысячи рук, пестрые бумажки акций обмениваются на золото на десятках бирж, сотни маклеров собирают жатву доверчивости мел ких держателей, то о чем же беспокоиться!..
Наживающиеся на кризисе дельцы самодовольно говорили Менделееву: «Добродушное войско не может рассчитывать на победу». А для него весь вопрос был в том, за что ведется война… Он не видел никаких радостей, никаких высоких идей в жизни, которая завоевывалась ценой отречения человека от всего человеческого, ценой превращения его в волка, грызущего других волков, чтобы не быть растерзанным самому. Он печально подводил в своей книге итог своих американских разочарований: «Нажива стала единственной целью…»
Он ожидал, что в стране «свободного капитала» за наукой будет признано ее значение. Напрасные надежды! «Я обращался ко многим ученым для получения ближайших сведений о научной разработке нефтяных вопросов в Америке, – писал он. – Был немало удивлен, узнав, что ни с химической, ни с геологической стороны нет еще у американцев ответов на самые первые научные вопросы, относящиеся к нефти». И в другом месте: «Научная сторона вопроса о нефти, можно сказать, в последние десять лет не двинулась. …В Америке… заботятся добыть нефть по возможности в больших массах, не беспокоясь о прошлом и будущем, о том, как лучше и рациональнее взяться за дело; судят об интересе минуты, и на основании первичных выводов из узнанного. Такой порядок дела грозит всегда неожиданностями и может много стоить стране. Затраты на науку окупаются тем, что она видит многое заранее, предупреждает, разбирает возможное, отбирает существенное из кучи практических подробностей. В Американских Соединенных Штатах нет еще такого развития науки…»