Дмитрий Иванович Менделеев

МЕНДЕЛЕЕВ И ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЗВИТИЯ

В записях 1905 года, подводя итоги жизни и творчества, Менделеев с особенной силой подчеркивает свое постоянное стремление к прогрессу, свою глубокую веру в безграничность лежащих перед человечеством путей технического, научного и культурного развития, свою уверенность в том, что России предстоит гигантский расцвет промышленности и культуры. Во многих экономических, технологических и естественнонаучных работах Менделеев возвращается к мысли о безграничном прогрессе производительных сил.

В конце XVIII века английский реакционный экономист Мальтус заявил, что причиной бедности и источником всех зол, существующих на земле, является то обстоятельство, что население растет быстрее, чем производство продуктов. Мальтус стремился представить дело таким образом, будто не капиталистическая эксплуатация, а законы природы объясняют бедственное положение подавляющего большинства населения земного шара. Он говорил, что урожай и количество пищевых ресурсов и вообще вся сумма необходимых для человека вещей не может расти с той быстротой, с какой растет население. Эта лживая идея была направлена на оправдание капитализма.

Менделеев в самой резкой форме отбрасывал воззрения Мальтуса. Он писал, что даже при нынешних урожаях каждый гектар земли дает достаточно продуктов, чтобы прокормить двух человек, и поэтому на земле может прокормиться не меньше 8 млрд, человек. «Сейчас их, — продолжает Менделеев, — 1,6 миллиарда. Следовательно, всякие мальтусовские бредни ныне к делу не относятся; человечество их и не слушается, несомненно размножаясь». Далее Менделеев говорит, что население может достичь и гораздо больших размеров, так как урожайность непрерывно растет. Мало того, в отдаленном будущем можно будет получать питательные вещества на основе применения химических знаний. «Как химик, я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли помимо обычной культуры, т. е на особых фабриках и заводах, но надобность в этом еще очень далека от современности…»

Теснота земли не пугает Менделеева. «Мальтус, — говорит он, — не видел, что наука будет находить возможность расширения всех условий жизни, ни того, что только при тесноте населения и при развитии всяких видов промышленности является совершенно живая, насущная необходимость в просвещении, в развитии свободы труда и во всем прогрессе человечества».

В тесной связи с мыслью о безграничном научно-техническом прогрессе стоит идея Менделеева о развитии промышленности. В то время в России было немало реакционных деятелей и писателей, заявлявших, будто все зло идет от городов, от промышленности, воспевавших старые феодально-крепостнические порядки, говоривших о городской «испорченности». В противовес им Менделеев подчеркивает прогрессивную роль городов, в которых сосредоточивается промышленность. Дальнейший прогресс, говорит Менделеев, состоит в переводе промышленности на более высокую техническую основу с широким использованием пара, электричества и источников гидроэнергии. С таким использованием связано широкое развитие науки.

Защищая и обосновывая мысль о промышленном развитии страны, Менделеев жестоко издевался над реакционными проповедями об ограничении потребностей. Некоторые журналисты и писатели утверждали, что счастье людей состоит в ограничении их потребности. Проповедовать «ограничение потребностей» в стране, где крепостническая и капиталистическая эксплуатация обрекала на полуголодную жизнь, а часто и на голодную смерть миллионы людей, могли лишь люди, чуждые народу. «Мне не хочется, — пишет Менделеев, — вдаваться в рассмотрение той слащавой мысли, что первым условием „блага народного“ должно считать довольство первичными потребностями, т. е. сохранением лишь тех из них, которые возникли по совершенной необходимости: пищи, одежды, жилища и некоторых духовных надобностей. Не хочется мне этого делать уже по той причине, что, долго живши, я слыхал речи подобного рода только от лиц с очень сложными потребностями, больше всего от литераторов, и никогда их не слыхал ни от людей, которых привыкли называть средними или обычными, среди которых идет жизнь, ни от тех, кого называют простонародьем». Подчеркивая реакционный характер проповеди отречения от роста потребностей, Менделеев говорил, что сложность и рост потребностей людей является необходимым условием и результатом развития производства.

Центром общественных и научных интересов Менделеева были практические нужды России. Ратуя за максимальное развитие производительных сил, рост фабрик и заводов и расширение потребностей, он рисовал перспективы развития капиталистической промышленности. Он не видел и не понимал, что действительно безостановочный, всепобеждающий прогресс сил и знаний человечества может происходить лишь в социалистическом обществе, что при капитализме плоды развития техники и науки достаются ничтожному меньшинству, а громадному, подавляющему большинству людей они несут обнищание, тяжелые страдания, голод. В этом выражалась классовая ограниченность его мировоззрения.

В работах Менделеева мы встречаем критические замечания о капитализме. В своей книге «Толковый тариф» Менделеев говорит, что он, «как и большинство русского народа, видит зло капитализма, но не находит возможности обойтись без него» и рассматривает его «не как цель, а как неизбежное историческое средство, придуманное людьми подобно многому другому…» «Сюда, — пишет Менделеев, — не без колебаний в прошлом примкнула и моя мысль, а поэтому она непременно мирится с капитализмом и только стремится найти пути освобождения от его всесильного влияния и способы к обузданию его подчас неумеренных аппетитов».

Таким образом, Менделеев разделял утопические представления, будто можно без ожесточенной классовой борьбы и победоносной революции освободить трудящихся от ига капитализма. Однако, не понимая глубины противоречий капитализма и не видя действительной перспективы избавления народа от нищеты и эксплуатации, Менделеев относился с глубоким отвращением к капиталистическому предпринимательству. Он передавал свои знания и открытия промышленности, но отбрасывал и отвергал всякие предложения, клонившиеся к тому, чтобы привлечь ученого к предпринимательской деятельности. Его удерживала от этого глубокая органическая связь с народом. Менделеев чувствовал, что пойти в лагерь «праздно ликующих» — это значит изменить совести ученого. Есть замечательная запись в его дневнике, относящаяся к самому началу 1862 года. В новогоднюю ночь Менделеев, находясь на заводе, вышел на улицу к реке. Размышляя о народе, о своем долге, о перспективах деятельности, он записал затем в своем дневнике:

«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… 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».

Менделеев был сторонником покровительства капиталистическим фабрикам и заводам со стороны государства и, в частности, сторонником ввозных пошлин, защищающих русскую промышленность от конкуренции иностранных товаров. Такая политика капиталистических государств называется протекционизмом. Однако нужно сказать, что между Менделеевым и промышленниками-протекционистами, требовавшими в то время покровительственных пошлин и государственных субсидий, лежала пропасть. Менделеев говорил о пользе этих пошлин, исходя из бескорыстного и искреннего стремления к развитию производительных сил и освоению природных ресурсов страны, и, разумеется, его экономическая программа не сводилась к пошлинам. Эти пошлины, по мнению Менделеева, могли принести пользу промышленности лишь при условии повышения техники производства, организации новых производств, улучшения условий труда и уничтожения задерживающих промышленность пережитков прошлого. Без этого, говорит Менделеев, протекционизм не принесет пользы стране. Нужно сказать, что в конце прошлого века высокие пошлины на ввозимые в Россию товары были исторически необходимы. В одном из своих писем Энгельс говорит, что с 1861 года в России начинается развитие современной промышленности в масштабе, достойном великого народа, что в России развивается промышленность, основанная на применении пара, и при этих условиях России необходимы покровительственные пошлины. Далее Энгельс говорит, что, прочитав русские статьи, посвященные вопросу о пошлинах, он особенно заинтересовался работой Менделеева[1].

Несколько позже, в другом своем письме, Энгельс говорит, что развитие русской промышленности было необходимо для сохранения независимости России. «Стомиллионная нация, играющая важную роль в мировой истории, не могла бы при современных… условиях продолжать оставаться в том состоянии, в каком Россия находилась вплоть до Крымской войны. Введение паровых двигателей и машин, попытки изготовлять текстильные и металлические изделия при помощи новейших средств производства, хотя бы только для отечественного потребления, должны были иметь место раньше или позже, но во всяком случае в какой-либо момент между 1856 и 1880 годами»[2].

В тяжелых условиях, когда буржуазно-помещичьи круги не могли и не хотели использовать и сотой доли смелых технико-экономических проектов Менделеева, ученый продолжал выдвигать и обосновывать новые прогрессивные идеи перехода к новой технике, внедрения химической технологии в производство, создание новых отраслей промышленности, обеспечения химическими средствами земледелия, экономического подъема новых районов, завоевания Арктики.

Экономические замыслы Менделеева тесно связаны с его технологическими и естественнонаучными исследованиями. Примером могут служить работы Менделеева по нефтяной промышленности. Еще в начале 60-х годов Менделеев, побывав в Баку и в других нефтеносных районах, наметил новые пути использования жидкого горючего топлива. В то время добытую нефть привозили к морю на арбах в бочках и даже иногда в бурдюках. Менделеев предложил устроить трубопровод от нефтяных промыслов к заводам и морским пристаням, а затем перевозить ее в наливных баржах. Одновременно Менделеев говорил о необходимости такой химической переработки нефти, которая позволяла бы улавливать входящие в состав нефти ценные вещества. Менделеев глубоко интересовался проблемами добычи, транспорта и переработки нефти. Ему пришлось при этом сталкиваться с противодействием промышленников. В 80-е годы, когда нефтяная промышленность шагнула вперед, когда в районе Баку существовали уже сотни буровых скважин, имелись нефтеналивные суда и первый трубопровод, Менделеев особенно энергично указывал на необходимость химической переработки нефти. Сжигать нефть под котлами, говорил он, обидно, это все равно что топить бумажными деньгами — ассигнациями. Однако нефтепромышленники, получавшие громадные доходы за счет хищнической эксплуатации русской нефти, были совсем не склонны осуществлять замыслы Менделеева. Несмотря на их противодействие, Менделеев продолжал пропагандировать мысль о расширении нефтеналивного флота и создании нефтепровода Баку — Черное море. Нефть нужно доставлять к Черному морю, «чтобы там основались заводы для переделки нефти в тяжелые осветительные масла и чтобы „остатки“ от этого и от естественного повышения цен сырой нефти настолько поднялись в цене, чтобы ими можно было топить паровики только в особо исключительных случаях. От этого, по моему разумению, не только выиграет все наше нефтяное дело, но и добыча каменного угля может быстрее, чем ныне, возрастать, а с тем выиграет вся русская промышленность».

Чтобы способствовать созданию нефтеперерабатывающей промышленности, Менделеев вел широкие исследовательские работы, конструировал новые приборы для исследования нефти, производил химические анализы нефти из разнообразных районов. Эти технологические изыскания были связаны с естественнонаучными трудами, приведшими Менделеева к новой теории происхождения нефти. В своей теории Менделеев исходил из широких обобщений. По словам Менделеева, правильное использование нефти должно быть основано на ясном представлении о распространении нефтяных богатств, а это в свою очередь требует выяснения, где нефть может быть найдена. Ответить на этот вопрос можно на основе широких теоретических обобщений, относящихся к истории земной коры, Земли и даже всей солнечной системы. Менделеев думал, что нефть образуется в результате реакций, происходящих в глубине Земли при высокой температуре и высоком давлении. Вода, просачивающаяся в глубь Земли, действует на находящееся там углеродистое железо. «Когда остывающая земля покрылась современной земною корою и окислами, спрятав в ядро жар солнца и углеродистое железо, она стала сжиматься, и от этого охлаждения произошли в коре складки и трещины… Так образовались горные хребты. Загнутые вверх, пласты дали трещины в предгорьях; через эти трещины вода проникала в глубь земли; встретив раскаленное углеродистое железо, она образовала нефть и нефтяные газы». Теория Менделеева встретила серьезные возражения, и в настоящее время наука пришла к представлению об органическом происхождении нефти — из остатков животного и растительного мира.

В добыче и использовании угля широкую известность приобрела выдвинутая Менделеевым идея подземной газификации. В 1888 году в статье «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца» Менделеев говорил о возможности таких искусственных подземных пожаров, когда угольные пласты, подвергаясь неполному сгоранию, служили бы источником горючего газа, который может подниматься на поверхность и использоваться в качестве удобного топлива для промышленности. Впоследствии, побывав в 1899 году на Урале, Менделеев писал о подземных пожарах. «По поводу этих пожаров каменноугольных пластов мне кажется, что ими можно пользоваться, управляя ими и направляя дело так, чтобы горение происходило, как в генераторе, т. е. при малом доступе воздуха. Тогда должна происходить окись углерода и в пласте должен получаться „воздушный“ или генераторный газ. Пробурив в пласту несколько отверстий, одни из них должно назначить для введения — даже вдувания воздуха, другие для выхода — даже вытягивания (например, инжектором) — горючих газов, которые затем легко уже провести даже на далекие расстояния к печам. А так как на горючих газах ныне — в регенеративных и рекуператорных мартеновских печах — достигаются высокие температуры, теми же газами топят паровики, ими действуют сильнейшие взрывные машины и на них можно поставить динамомашины, а ими передать силу на любое расстояние, то если бы удалось управиться с подземными пожарами каменных углей, можно было бы этим способом сделать много промышленных, особенно металлургических, дел. Особенно достойна для начала опыта попытка превращения под землей в горючие газы таких тонких — тоньше аршина — пластов каменных углей, которые обычными способами не эксплуатируются»[3].

Значительно позже ту же идею подземной газификации высказал независимо от Менделеева крупный английский химик Вильям Рамсей. В статье «Одна из великих побед техники» («Правда», 4 мая 1913 г.) Ленин писал, что подземная газификация «…превращает каменноугольные рудники как бы в громадные дестилляционные аппараты для выработки газа. Газ приводит в движение газовые моторы, которые дают возможность использовать вдвое большую долю энергии, заключающейся в каменном угле, чем это было при паровых машинах. Газовые моторы, в свою очередь, служат для превращения энергии в электричество, которое техника уже теперь умеет передавать на громадные расстояния.

Стоимость электрического тока понизилась бы, при таком техническом перевороте, до одной пятой, а может быть даже до одной десятой теперешней стоимости. Громадная масса человеческого труда, употребляемого теперь на добывание и развозку каменного угля, была бы сбережена. Использовать можно было бы даже наиболее бедные и неразрабатываемые ныне залежи каменного угля. Расходы на освещение и отопление домов понизились бы чрезвычайно»[4].

Ленин говорит о коренном изменении техники угольной промышленности, об использовании горючего газа в специальных высокоэкономических двигателях внутреннего сгорания, о получении электроэнергии и снижении ее стоимости и о коренной реконструкции производства и быта на основе электрификации.

Технико-экономические проекты Менделеева воплотились в жизнь лишь в условиях социалистического производства. В Советском Союзе подземная газификация получает распространение.

Менделеев говорил также о газификации твердого топлива, добытого из шахт. В «Толковом тарифе» он писал: «Думаю, что время выгодности устройства общих заводов для переделки топлива в горючие газы недалеко, потому что города сильно растут, заводы и фабрики скопляются около них и топливо здесь идет в громадных размерах, а сокращение хлопот и расходов с развозкою топлива, с истопниками, с заботою об экономии топлива и с необходимостью во многих случаях высокой температуры — должны дать значительные сбережения при употреблении газового топлива… Особенно вероятно полное превращение угля в так называемый „водяной газ“. Вероятность близости времени для подобной фабрикации возрастет по мере удешевления труб, составляющих поныне большую капитальную затрату при устройстве способов распределения газа и проведения его на длинные расстояния. Вот сюда должна направляться изобретательность людей».

Менделееву принадлежит, в частности, мысль о передаче горючего газа в Москву. В «Учении о промышленности» он говорит: «Было бы весьма возможно и выгодно устроить большие газопроводные трубы до самой Москвы, что обеспечило бы широкое развитие в этом центре России многих видов промышленности, требующих много топлива, например, в мануфактурах для движения станков, для чего можно было бы также получать электрический ток около копей и проводить его до Москвы».

Менделеев в ряде своих работ говорил о внедрении новейшей химической техники в ряд отраслей производства, в которых в то время химическая технология не применялась. Отсюда следует, что в стране, которая хочет идти по пути технического прогресса, должно быть создано производство химических веществ, необходимых для других отраслей хозяйства. Он писал: «…Химические заводы не только дают новую жизнь множеству других фабрик и заводов, но и оживляют горное дело и вообще добывающие промыслы… Вся промышленность… не может быть считаема правильно поставленною, если не опирается на развитие химических заводов».

Постройка химических заводов, говорит Менделеев, освободит русскую промышленность от импорта важных и необходимых видов промышленного сырья и позволит широко использовать ресурсы страны.

Из экономических и технологических идей Менделеева вытекали перспективы развития различных районов страны. Особенно подробно они разработаны в отношении Урала. Побывав в 1899 году на Урале, Менделеев в следующем году выпустил книгу об уральской металлургии, в которой он говорит о необходимости максимального развертывания добычи железной руды и одновременно поисков и эксплуатации топливных ресурсов края. Сам Менделеев применял для поисков железных руд новый метод: он использовал магнитный метод разведки рудных недр Урала. Менделееву принадлежат широкие планы мощных комбинированных заводов, которые бы использовали уральскую руду и местный уголь. Вместе с тем Менделеев намечал перспективы упорядочения лесного хозяйства Урала и улучшения путей сообщения.

Для Донецкого бассейна Менделеев намечал и обосновывал ряд мероприятий, охватывающих развитие добычи каменного угля, использования глубоко лежащих пластов и реконструкцию транспортных путей.

Менделеев выдвигал смелые проекты изучения и освоения русского Севера. Он поддерживал начинания известного русского флотоводца и ученого адмирала С. О. Макарова, задумавшего достичь высоких широт в Арктике с помощью ледокола. Менделеев и Макаров говорили, что, ломая льды ледоколами, можно не только расширить перевозку грузов по Северному Ледовитому океану и сибирским рекам, но и достичь Северного полюса и других пунктов Ледовитого океана, куда в то время еще не достигали путешественники. Переписка Макарова с Менделеевым в очень живой и яркой форме показывает, какими смелыми идеями были воодушевлены передовые русские мыслители прошлого и как эти идеи не находили осуществления в дореволюционное время.

Важным стыком естественнонаучных интересов Менделеева и его практических стремлений была проблема воздухоплавания. Менделеев всю жизнь чрезвычайно интересовался учением о газах, и, как мы увидим ниже, ему принадлежат в этой области крупные открытия. Изучая разреженные газы, Менделеев заинтересовался верхними слоями атмосферы. «Этот интерес, — писал Менделеев, — привел меня в область метеорологии верхних слоев воздуха. А отсюда прямой переход к изучению воздухоплавания, дающего единственную возможность познать эти неизведанные края океана, омывающего сушу и воду. Мною овладело желание проверить на особо приспособленном аэростате тот закон перемены температуры с давлением разных слоев атмосферы, который я вывел… из совокупности имеющихся до сих пор наблюдений, произведенных при высоких аэростатических поднятиях, начатых в России Захаровым и выполненных потом французами и англичанами, соперничающими друг перед другом в опытном изучении верхних слоев атмосферы».

Русская научно-техническая мысль в области воздухоплавания обладала в то время длительной историей. Менделеев упоминает об академике Я. Д. Захарове, который в 1804 году в Петербурге поднялся на аэростате на высоту 2550 метров. Его полет продолжался 3 часа 45 минут. Захаров впервые применил аэростат для научных целей. Этот полет представляет выдающийся интерес для истории воздухоплавания, так как здесь впервые был использован ряд приборов, применяемых и поныне.

Полеты на аэростатах, развитие техники воздухоплавания и применение воздухоплавания для научных и практических целей продолжались в течение всего XIX века, причем темпы научно-технического прогресса в этой области стали особенно быстрыми начиная с конца 60-х годов. Здесь большое значение имели систематические исследования, начатые с 1869 года в русской армии.

Созданная Военным министерством Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям произвела ряд исследований и изучила возможности наблюдений с аэростатов за продвижением войск и корректировки артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям. К исследованиям в области воздухоплавания была привлечена широкая научная общественность, в частности Русское физико-химическое общество. С 1880 года в Петербурге начал выходить журнал «Воздухоплаватель». В 1885 году в Петербурге же была создана первая кадровая команда военных воздухоплавателей, впоследствии названная «учебным воздухоплавательным парком». Одновременно участились полеты на аэростатах, связанные с метеорологическими и другими научными целями.

В это же время разрабатывались научные предпосылки авиации. В 1869 году А. Н. Лодыгин, выдающийся русский инженер и изобретатель ламп накаливания, выдвинул проект геликоптера с электрическим двигателем, в 60–70-е годы метеоролог академик М. А. Рыкачев, а несколько позже русский кристаллограф Е. С. Федоров выступили с важными теоретическими исследованиями, посвященными подъемной силе винтов и математическому расчету возможности использования винтов для полетов.

Менделеев, с его постоянным интересом к научно-техническим запросам практики, был энергичным участником всех крупных начинаний в этой области. Следует особо упомянуть о поддержке, которую он оказывал известному конструктору А. Ф. Можайскому и другим пионерам авиации и воздухоплавания.

В 1875 году Менделеев выдвинул идею стратостата. Он говорил о большом аэростате, к которому будет прикреплен «герметически оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который будет тогда обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать наблюдения и управлять шаром». Менделеев не только проектировал стратостат, осуществленный значительно позже, но и разрабатывал план исследований на воздушном корабле, который мог бы подняться в очень высокие слои атмосферы. В этот же период Менделеев выдвинул проект управляемого аэростата и произвел расчеты, необходимые для его конструирования. Менделеев поддерживал постоянную связь с учеными, конструкторами, воздухоплавателями как в России, так и за границей. Он поднимался на аэростате, и его интерес к области воздухоплавания носил постоянный характер. Вместе с тем Менделеев внес вклад и в создание научных основ конструирования и применения аппаратов тяжелее воздуха, иными словами, в создание основ авиации.

Менделеев видел громадное практическое значение воздухоплавания и авиации для России. Россия, по его словам, «владеет обширнейшим, против всех других образованных стран, берегом еще свободного воздушного океана». Он решил внести свой вклад в разработку научных основ воздухоплавания и авиации. «Главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы, по его словам, — составляет знание сопротивления среды, или изучение той силы, против которой придется бороться, побеждая ее соответствующими средствами, в том же сопротивлении жидкостей берущими свое начало». Менделеев вычислял работу, затрачиваемую для преодоления сопротивления воздуха, формулировал законы движения жидкостей и газов, и эти работы оказали важное влияние на развитие теоретических основ воздухоплавания и авиации. Менделеев произвел ряд теоретических исследований и экспериментов и вместе с тем неустанно пропагандировал необходимость изучения законов движения тел в жидкостях. Книга Менделеева «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», по словам великого русского механика, «отца русской авиации» Н. Е. Жуковского, «может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой».

Изучая верхние слои атмосферы и разрабатывая вопросы давления воздуха в связи с задачами воздухоплавания, Менделеев видел громадное значение верхних слоев атмосферы для погоды. Эти верхние слои Менделеев называл «лабораторией погоды». Им овладела мысль самому подняться на аэростате. В 1887 году Менделеев поднимался на военном воздушном шаре для наблюдения полного солнечного затмения и подготовил затем статью «Подъем на воздушном шаре в Клину», где описывал полет, а также впечатления и настроение исследователя. Его очень радовал общественный интерес к полету. Менделеев поднялся над облаками, произвел наблюдения затмения и метеорологических явлений.

Широта и объем химико-технологических исследований, опыт естествоиспытателя-новатора были основой другой научно-технической победы Менделеева — изобретения нового вида бездымного пороха. До 80-х годов XIX века в армиях и флотах всего мира применялся по преимуществу черный порох (в основном состоявший из калиевой селитры, серы и угля). Черный порох называется также дымным. При сгорании этого пороха менее половины вещества превращается в пороховые газы, выталкивающие снаряд из канала ствола, а больше половины превращается в дым, позволяющий противнику судить о месте выстрела. Кроме того, черный, дымный, порох отличался легкой воспламеняемостью, и поэтому производство и хранение его было опасным. Издавна делались попытки получить порох, лишенный этих недостатков. Уже в 30-е годы XIX века был получен пироксилин — клетчатка (например, бумага), опущенная в азотную кислоту и затем вымытая водой и просушенная. Пироксилин при сгорании не дает дыма. Его пытались применить для армии и флота и заменить им черный порох. Но пироксилин обладал недостатками. Прежде всего он был химически нестойким, подвергался самовозгоранию, и многочисленные взрывы складов в конце концов привели к прекращению опытов с пироксилином в некоторых государствах. Кроме того, горение пироксилина было неравномерным, и это отражалось на качестве стрельбы. Дальнейший технический прогресс уменьшил опасность самовозгорания, но другие недостатки пироксилина сохранились. Он был недостаточно компактным, накаленный газ проходил через заряд, и он воспламенялся сразу весь, что вызывало высокие давления, приводившие к порче орудия. В 80-е годы был получен компактный пироксилин. Его смешивали с летучим растворителем, а затем под прессом получали пластинки различной толщины. Эти пластинки высушивались, растворитель улетучивался, и таким образом можно было располагать компактными роговидными пластинками желательной толщины. Оказалось, что эти пластинки сгорают параллельными пластами и поэтому время горения зависит от толщины пластинок. Таким образом, можно было управлять скоростью горения. Но до получения вполне пригодного бездымного пороха было еще далеко. Морское министерство обратилось в это время к русским ученым, и вскоре к разработке проблемы бездымного пороха был привлечен Менделеев. В одной из своих записок ученый говорил: «Бездымный порох составляет новое звено между могуществом стран и научным их развитием. По этой причине, принадлежа к числу ратников русской науки, я на склоне лет и сил не осмелился отказаться от разбора задач бездымного пороха, когда… угодно было обратиться ко мне с вопросами, относящимися до вводимого в армии и флоте бездымного пороха».

Менделеев был убежден, что ему удастся дать русскому флоту бездымный порох с высокими баллистическими качествами, устойчивый, получаемый сравнительно легким и простым способом. Пироксилиновый порох оказывался при существовавших тогда методах производства неоднородным. При сгорании такого неоднородного пороха различные части сгорали с различной скоростью, и это приводило к неожиданно быстрому повышению давления в канале и иногда к разрыву орудия. Эти недостатки оказывались решающими, когда речь шла об орудиях крупных калибров.

Менделеев решил получить из нитроклетчатки однородный бездымный порох с высокими баллистическими свойствами, производимый сравнительно простыми технологическими методами. К этой задаче Менделеев подошел как подлинный ученый. Он выдвинул исходное требование: нитроклетчатка должна была выделять наибольшее количество пороховых газов на единицу веса. От чего зависит выполнение такого требования, какая нитроклетчатка будет давать наибольшее количество газов, выбрасывающих снаряд и наименьший остаток углерода? Такая нитроклетчатка, отвечает Менделеев, должна содержать в своем составе достаточно кислорода, чтобы весь углерод превращался в окись углерода и весь водород в воду. Отсюда Менделеев выводил требующийся состав нитроклетчатки и указывал формулы химической реакции ее сгорания. И вот Менделеев, исходя из точного теоретического расчета, подошел к замечательному экспериментальному результату. Работая вместе с И. М. Чельцовым и другими сотрудниками, он в результате работ 1890–1892 годов получил нитроклетчатку, легко растворимую в смеси спирта с эфиром и обладающую составом, обеспечивающим необходимые качества бездымного пороха. Один из сотрудников Менделеева вспоминал, как в университетской лаборатории Менделеев показывал пробирку, где в смеси спирта с эфиром быстро, как сахар, растворялись кусочки нитрованной бумаги. Новую нитроклетчатку Менделеев назвал «пироколлодием». Стрельба пироколлодийным порохом дала блестящие результаты. Артиллеристы отмечали постоянство начальных скоростей вылета снарядов. В 1893 году бездымный порох Менделеева был применен для стрельбы из 12-дюймового орудия. Адмирал Макаров поздравил Менделеева с успешными результатами этой стрельбы. Наконец, флот мог располагать бездымным порохом.

Высокий уровень русской научно-технической мысли, экспериментальные и теоретические способности Менделеева сделали Россию родиной бездымного пороха, применимого для артиллерии крупных калибров и обладающего явными преимуществами перед ранее применявшимися взрывчатыми веществами. Однако сухопутное военное ведомство вовсе не приняло пироколлодийного пороха, а для флота его изготовляли в совершенно недостаточных количествах. В конце века морское ведомство, отказавшись от расширения принадлежавшего ему завода, передало крупный заказ на порох частным капиталистам, связанным с иностранным капиталом. В 1909 году завод, изготовлявший пироколлодийный порох, был закрыт. В Америке в то время узнали об открытии Менделеева и начали производство бездымного пороха по его методу.

Менделеев уделял большое внимание вопросам просвещения и школы. Он ратовал за введение в России всеобщего обязательного начального образования. Он подчеркивал необходимость ознакомления молодежи с русской культурой, языком и литературой. В то время среднее образование в России было основано на так называемой классической системе: учащимся преподносили в основном греческий и латинский языки. Менделеев был сторонником так называемого реального образования, знакомящего учащихся в значительно большей степени с математикой, естествознанием и современной культурой.