Единое счастье — работа,
В полях, за станком, за столом:
Работа до жаркого пота,
Работа без лишнего счета, —
Часы за упорным трудом!
«Старая технология замкнулась в строго определенный круг полезных ископаемых, — писал Александр Евгеньевич Ферсман в «Успехах химии», — оторвалась от широких геохимических проблем и достижений, в значительной степени идя лишь по образцам Запада и Америки. Старые традиционные приемы, старые требования к сырью, старые, замкнутые процессы оторванных друг от друга производств — такова картина современной минеральной технологии, которая необычайно отстала от огромных успехов органической химии и (которую нужно решительно разбудить, революционизировать новой мыслью».
Необходимо с особым интересом отнестись к этому, одному из наиболее «химизаторских» выступлений Ферсмана.
Для того чтобы оценить общий смысл этого выступления на фоне научных работ того времени, нужно вспомнить решения XVII партийной конференции, которые подчеркивали настоятельную важность проблемы комбинирования смежных производств в промышленности; нужно вспомнить настойчивость, с которой Киров добивался у своих соратников ясного понимания преимуществ социалистического хозяйства, позволяющего по строго научному плану увязывать между собою все отрасли производства и быта.
Что же это была за «новая мысль», которая долженствовала, по мнению Ферсмана, приблизить старую минеральную технологию к требованиям современности?
Индустриализация страны неразрывно связана с расширением производства высококачественных сталей и специальных сплавов. Она требует огромного расширения рудной металлургической базы. В металлическом балансе страны возрастал удельный вес легких металлов: алюминия, магния и других. В широчайших масштабах предстояло освоить использование такого распространенного сырья, как воздух, со всеми его ценнейшими составными частями от азота и кислорода, порознь взятыми, до благородных газов, а также глины, песка, кварцита и других. Среди этих «других» Ферсман для обоснования своей мысли, естественно, выбрал наиболее близко лежавший пример — нефелин.
Задача переработки сырья на мощных механизированных производствах требовала прежде всего наличия достаточных запасов этого сырья и его однородности. Добывание химических элементов такого массового потребления, как сера, фосфор, калий, алюминий или кремний, нельзя строить на переработке редких или малораспространенных минералов. В основе их массовой переработки должны лежать вещества обычные, в большом количестве входящие в состав земной коры[71].
Но природа не позаботилась о том, чтобы заготовить для человека запасы сырья стандартного качества. Природные минералы и горные породы представляют собой обычно сложную смесь разнообразных веществ. С наибольшей выгодой для народного хозяйства массовая их переработка может происходить лишь при условии соединения в одной технологической цепи ряда производств, которые использовали бы каждое сложное рудное тело без остатков.
Для иллюстрации способов решения этих новых для молодой советской промышленности проблем действительно весьма характерен и показателен был пример использования нефелина.
Нефелин, как мы знаем, обязательный спутник хибинского апатита, до поры до времени выбрасывавшийся в отвал в качестве докучливого флотационного «хвоста». Сам по себе нефелин — сероватый, невзрачный минерал, содержащий 44 процента кремнезема, 34 процента глинозема и 22 процента щелочей, из коих примерно треть приходится на калий. Нефелин несколько напоминает полевой шпат, но имеет меньше кремнезема. Характерное свойство нефелина — легкая разлагаемость кислотой с образованием кремнеземового студня. Первое время, до разработки способов механического его отделения, это свойство и заставило видеть в нем непреодолимую помеху к рациональному использованию хибинского апатита. Нефелин широко доступен; из него сложены целые горные массивы, заключающие в себе миллиарды тонн породы. В результате их разрушения на протяжении миллионов лет образовались грандиозные наносы нефелиновых песков.
Из краткой характеристики этого минерала вытекает несколько соображений о возможностях его использования — простых, как четыре действия арифметики.
Можно себе представить вполне определенное число сочетаний составных частей нефелина при его использовании. Их нетрудно перечислить. Вот все эти составляющие поодиночке: щелочь, глинозем и кремнезем. Они же, взятые вместе, — нефелин как таковой. Затем эти составные части можно складывать попарно: щелочь с глиноземом, щелочь с кремнеземом и глинозем с кремнеземом. Таковы все мыслимые сочетания главных веществ, входящих в состав нефелина.
Предположим теперь, что мы избираем такую схему производственной переработки нефелина, как получение щелочи в сочетании с глиноземом. При этом естественно отделяется третье составляющее — кремнезем. Практически этого можно достичь путем отнятия кремнезема действием более сильных щелочей. Этот путь был намечен работами одного из соратников Ферсмана — Н. И. Влодавца. Таинственно звучащее «действие сильных щелочей» расшифровывается как спекание нефелина с известью; при температуре порядка 1300 градусов, то-есть несколько ниже температуры плавления, известь вступает во взаимодействие с кремнеземом; при этом освобождаются щелочь и глинозем.
А оставшиеся на свободе щелочи и глинозем — это не что иное, как алюминат, легко разлагаемый угольной кислотой, — исходное сырье для производства алюминия. Образующийся же при соединении нефелина с известью силикат кальция — это еще одно готовое сырье для получения цемента.
Ту же самую пару — щелочь с глиноземом — от кремнезема можно отнять и другим способом: воздействуя на нефелин сильными кислотами.
Извлекая глинозем путем соединения era с азотной кислотой, можно попутно получать калиево-натриевую селитру для удобрений. Взаимодействуя на ту же систему серной кислотой, можно получать глинозем, сульфат глинозема, квасцы и сернокислый аммоний.
В обоих случаях в качестве отброса получается гидрат кремнезема, так называемый силикагель, — поглотитель, незаменимый для многих химических производств.
Остановимся для полноты картины еще на одном примере: способе переработки нефелина путем отделения щелочей с оставлением глинозема в сочетании с кремнеземом. Эта система дает возможность использовать щелочные свойства нефелина.
Если попытаться определенным химическим воздействием отобрать у него его щелочь, о «охотно ее отдаст; затем ее можно вновь восстановить, например, поваренной солью. При этом получается активный нефелин, так называемый пермутит. Это вещество легко обменивает свой натрий на другие металлы или даже целые группы молекул. Этим пользуются для пермутитовой очистки воды в различных отраслях производства.
Мысль геохимика идет дальше. Нельзя ли, спрашивает он, постоянно отдавая щелочь и восстанавливая нефелин дешевой обработкой солью, через него переводить хлористый натрий в активное состояние щелочи? Нельзя ли, далее, отнять эту щелочь каким-либо активным реагентом, например угольной кислотой под давлением, и таким образом получать из нефелина соду и каолин?
В сущности, именно этот путь извлечения щелочей уже использовался Эйхфельдом в его опытах нефелинования почв. Кислые болотные почвы теряют при этом свою избыточную (кислотность, а щелочи, в том числе и ценный калий, извлекаются растением. В природе, однако, при этом образуется каолин, а чаще всего выпадают гели (студнеобразные системы) глинозема и гели кремнезема[72], причем первые в большей степени. Так в природных условиях из нефелиновых сиенитов на протяжении геологических времен образуются месторождения бокситов.
Задержимся на минуту на самой простой и, пожалуй, наиболее поучительной комбинации — на рассмотрении возможных применений нетронутой разложением тройной системы: щелочи — глинозем — кремнезем, то-есть нефелина в его естественном виде.
Оценивая его состав, геохимик прежде всего подчеркивает высокое содержание щелочей в сочетании с алюмо-кремниевым ядром, что говорит о возможности замены нефелином соды и сульфата в различных щелочно-силикатных процессах и полевого шпата в разнообразных отраслях промышленности, в которых тот применяется. Если в первом случае нефелин играет роль заменителя, то во втором он представляет собой особую ценность, так как по сравнению с полевым шпатом содержит много больше щелочей и глинозема, и потому экономически выгоднее. Отсюда вытекает применение нефелина для варки стекла, для изготовления различных эмалей и керамики.
На этом практические выводы из геохимического анализа не кончаются. Такая же простая цепь рассуждений приводит к возможности использования нефелиновых растворов для изготовления водонепроницаемых тканей и замены жидкого стекла. Своеобразное строение решетки нефелина привело одного из соратников Ферсмана, ныне выдающегося советского кристаллографа Николая Васильевича Белова к мысли об использовании нефелина в дублении кожи. Эта мысль вскоре получила практическое применение.
Здесь обращает на себя внимание взаимосвязь геохимии и техники: новые технологические приемы давали новое освещение природным процессам; техника помогала выяснению важнейших, проблем геохимии.
Разве простой и остроумный прием спекания нефелина с известью, пришедший, кстати оказать, на ум геологу, геохимику, не помогает разобраться в процессах природных скоплений корунда и диаспора? Разве достижения по флотации апатита и нефелина не поднимали совершенно новый для геохимии вопрос о флотационных процессах природных эмульсий в продуктах выделения расплавленных масс?
Разбор нефелиновой проблемы, показывающий (в самых общих чертах) ход мысли геохимика, приводит нас к наглядному постижению того, что именно Ферсман понимал под «созданием полезных ископаемых».
Нужны ли эти подробности? Ведь читатель не ждет ни истории геохимии, ни рассказа об использовании тех или иных производительных сил. Создание биографии ученого — вот задача автора. Но эта биография не может существовать вне науки. Нельзя рассказать о достижениях научной мысли, не упоминая о той почве, на которой они выросли, о том употреблении, которое плоды ее получили.
Мы начали наш маршрут, следуя за Ферсманом, с паломничества горстки храбрецов в «край непуганых птиц», с путешествий по оленьим тропам, с восторгов перед игрой самоцветов, а пришли к диаграммам, чертежам на ватмане, иероглифам химических формул и сухим колонкам расчетов. Но наука — это не живописный пейзаж, по которому можно пробежать скучающим взором из окна вагона. Это труд чудовищного напряжения, отнимающий у человека, который занимается наукой всерьез, все силы, все время, всю жизнь.
Итак, мы пришли к пониманию того, что именно Ферсман понимал под формулой «создание полезных ископаемых». Он разумел под этим широчайшее развитие и практическое приложение в народном хозяйстве методов геохимии. Он считал, что настало время для химизации всей геологии. Геохимический подход позволял более уверенно и надежно, «планово», как выражался Ферсман, вести разведки полезных ископаемых в недрах земли.
«До сих пор полезные ископаемые изучались как таковые в особых главах геологической науки, — писал Ферсман. — Здесь не было места «не геологически мыслящему». Поисковые работы разрешались методами полевой геологии, очень ценными по своим приемам и роли, но недостаточными в своем настоящем виде для разрешения ряда практических вопросов. Наконец, сами полезные ископаемые были объектом горного промысла только до момента их переработки. В области их переработки начинался новый мир, резко обособленный от горного дела. Еще в области металлургии, по старой традиции, эти части хозяйства несколько сближались, но для нерудного и солевого сырья и для химической промышленности этот разрыв был очень резким»[73].
Участие в решении проблемы комплексного развития народного хозяйства убеждало Ферсмана в том, что такое деление направлений условно и не отвечает потребностям жизни. «Химические методы стали все больше и больше внедряться в горное дело, — констатировал он, — сама проблема использования природных объектов усложнилась». Это было осуществлением мечтаний самых передовых умов науки прошлого. Разве Менделеев не протестовал со всей страстью против варварского сжигания нефти в топках котлов? Сжигание нефти сменилось сложными химическими и физическими приемами очистки и дистилляции нефтепродуктов вплоть до крекинга остатков. Осуществилась и другая мечта Менделеева: простая глина сделалась основой не только сложнейших керамических производств, но также источником получения металла, более ценного для народного хозяйства, чем серебро, — алюминия. Но «в то время, как внедрение химической методики в использование камня идет гигантскими шагами, — писал Ферсман, — химизация самой геологии и научная проблема изучения полезных ископаемых значительно отстают, и новое течение смелой химической, вернее говоря, геохимической мысли еще встречает на своем пути и возражение и неприязнь».
Практика социалистического хозяйства корректировала геологические теории, проверяла их ценность и полноту.
Геохимия получила от этой практики полную поддержку. Изучение истории условий образования минеральных видов (то, что Вернадский называл генезисом этих видов, историей их происхождения) приводило к изучению взаимоотношений отдельных элементов, входящих в состав минерала и его спутников, то-есть, иначе говоря, природных физико-химических процессов. Путь этого исследования теснейшим образом сближался с задачами химика-технолога, и здесь наступало обратное взаимодействие: рождавшиеся в промышленности новые технологические приемы давали новое освещение природных процессов образования минералов и горных пород. Техника помогала выяснению важнейших геохимических проблем.
«Как до сих пор учитывались сырьевые запасы? — спрашивал Ферсман, обсуждая проблемы социалистического планирования; и его ответ на этот вопрос показывает, как безмерно далеко он ушел от противопоставления теории геохимии ее практическим задачам. — Они учитывались так, как подсчитывает бухгалтер цифры в своей книге, — без анализа их относительной ценности. Между тем нам нужны не отвлеченные цифры объектов, находящихся в недрах (хотя бы они были подсчитаны самыми точными геологическими методами), — нам необходимо понимание каждого природного тела как хозяйственной единицы, как определенного экономического фактора, неразрывно связанного с многообразием условий, из которых слагается и будет слагаться промышленность будущего. Поэтому нельзя отрывать изучение этих ископаемых от развития промышленности, ют качества ее техники, ибо качество сырья и техника производства определяют пути и направление современной химической промышленности. Сами запасы в количественном их выражении нередко являются только одним из факторов в оценке этого момента, и часто более важную роль играет здесь качество, то-есть совокупность химических и физических свойств, на основании которых выбирается методика обогащения, очистки, облагораживания, создающая правильную оценку промышленных запасов»[74].
В этих словах нельзя не видеть обобщения опыта Хибин. Этот опыт лежал и в основе доклада Ферсмана «Ископаемое сырье Ленинградской области и его перспективы», который был им прочитан в ноябре 1931 года на Ленинградской чрезвычайной сессии Академии наук СССР. Уже многие институты, академии занимались теми вопросами, которые некогда составляли заботу маленькой Комиссии по изучению естественных производительных сил России!
«Мы должны вести борьбу за само сырье, — говорил в своем докладе Ферсман. — Мы должны понять и узнать то своеобразное минеральное сырье, на котором мы будем строить нашу промышленность… Нам нужно гибко приспособлять собственное производство к новым видам сырья, а не обратно, — приспособлять к старым производствам свои сырьевые материалы».
Новые формы социалистического хозяйства выдвигают новые потребности. «Оценка каждого полезного ископаемого, — писал в другом месте Ферсман, развивая, однако, те же самые мысли, — может быть дана только тогда, когда оно рассматривается во всем комплексе. В горном деле необходимо отбросить старые методы добычи только одного ископаемого. Надо учиться использовать всю горную массу целиком, втягивая в промышленную переработку все отходы и отбросы, увеличивая масштабы и переплетая между собой производства различных цехов».
Народнохозяйственная выгода требует полноценного использования природных богатств. Геохимическая теория, равно как и технологическая практика, впервые в мире освобождена от воздействия капиталистического хищничества. Наука направлена не на решение отдельных только узкоприкладных задач и вместе с тем не оторвана от революционной практики; впервые от нее ожидают таких широких обобщений и больших творческих решений. Под влиянием этого требования Ферсман призывал «критически пересмотреть самые списки полезных ископаемых, пересмотреть само понятие о полезности».
Говоря о связи геохимии и техники, Ферсман высказал важную мысль, значение которой сказалось несколько позже, когда перед народным хозяйством со всей остротой возникла проблема поисков и добывания чрезвычайно рассеянных и наиболее ценных элементов из числа заключенных в земной коре, решающих судьбы целых отраслей индустрии.
«Эта связь и зависимость, — писал Ферсман, имея в виду именно совместное решение геохимических проблем и задач техники, — будет делаться все резче и определеннее по мере того, как будут исчерпаны богатые месторождения и задачей промышленности станет переработка более бедных сортов, их облагораживание, активирование и обогащение, умение использовать и комбинировать целые комплексы веществ, встречающихся вместе».
И в другом месте:
«Втягивание и использование низкосортного сырья, которое при других условиях не имело никакой ценности, может и должно на основании имеющихся материалов создавать новые полезные ископаемые, новые вещества[75]. Именно здесь место геохимика, который знает свойства природных соединений и который должен вместе с технологом создавать новые ценности, комбинировать процессы и решать их в свете общеэкономической целеустремленности всего комбината в целом»[76].
Огромное место в творчестве Ферсмана занимала группа его работ, статей и общественных выступлений, посвященных проблемам социалистического размещения производительных сил и социалистического комбинирования, популяризировавших выдвинутую идею химизации применительно к геологии. Эти выступления могут быть правильно оценены, если мы не только поймем значение его научных выводов, но и почувствуем переполнявшее ученого счастливое чувство осознанной им безграничности человеческих возможностей в покорении времени, пространства и материи. Чувство это, вероятно, было сродни тому, которое охватывало первых пилотов, поднимавшихся в облака на аппаратах тяжелее воздуха, и тому чувству, которое испытывал Менделеев, когда один за другим обнаруживались новые химические элементы, предсказанные открытым им периодическим законом. Чувство это стало ныне достоянием миллионов строителей новой жизни, от имени которых его и высказал на трибуне XVII съезда ВКП(б) Сергей Миронович Киров такими теплыми, простыми и человечными словами:
«Хочется жить и жить! На самом деле, посмотрите, что делается!..»
У Ферсмана, наконец, во всю ширину расправились плечи. Он выпрямился во весь рост как ученый и смело заглянул в социалистическую даль. Об этом нам между строк рассказывают и его научно-пропагандистские статьи. Загоревшись пониманием действительного размаха и подлинного могущества социалистической науки, беззаветно служащей народу и им поддерживаемой, Ферсман весь свой авторитет ученого, всю силу своего дара популяризатора и пропагандиста науки обратил на то, чтобы передать другим свое новое, социалистическое понимание задач, распространения методов нового научного мышления, соединявшего ранее разрозненные науки.
С этой — социалистической — высоты его нового самосознания каким маленьким ему должен был показаться удел его норвежского друга, знаменитого геохимика В. М. Гольдшмидта[77], у которого он побывал несколько лет назад.
В 1925 году вышла книжка Ферсмана «Новые центры новой науки», где он делился с читателем своими впечатлениями о летней поездке в Германию и Скандинавские страны. Он увидел старую, хорошо знакомую Германию, поблекшую, потускневшую, не сделавшую за десять лет ни одного шага вперед, но «скорее много шагов назад». На фоне ожесточенной экономической борьбы, в которой он справедливо увидел «скрытую войну между бывшими союзниками», на мрачном фоне безработицы, он не обнаружил «ни новых идей, ни смелого полета мысли, ни новых научных учреждений».
Его порадовала встреча с Гольдшмидтом в Осло. Он по-своему отдохнул в течение трехнедельной экскурсии по Швеции и Норвегии, из которой вывез свыше 20 пудов ценнейших минералов. С удовольствием он отмечал, что «имя русского ученого, как бы оно ни было мало, открывало все двери». Но в то время — каких-нибудь пять лет назад! — он относил это еще не за счет своего советского первородства, а за счет признания европейскими учеными силы традиции классической русской науки.
Знаменитый норвежский геохимик рассказал Ферсману, как однажды был срочно вызван королевским министром. Тот ему предложил через несколько часов отправиться на пароходе в Англию. Англичане, отстаивая интересы своей химической промышленности против Германии, провели закон о высоком таможенном обложении ввозимых в страну органических соединений. На основании этого закона английские химические заводы, конкурировавшие с норвежскими, предложили правительству обложить столь же высоко и карбид кальция, из которого получается ацетилен. Такое решение могло оказаться роковым для экономики Норвегии, так как одну из важнейших отраслей ее вывоза составлял именно злополучный карбид.
Экстренно отбыв в Англию для защиты норвежских интересов перед имперским судом, после двухнедельной борьбы, в которой Гольдшмидт пустил в ход все свои великолепные кристаллохимические познания, ему удалось доказать, что карбид кальция может быть из общих соображений отнесен к другим неорганическим солям, которые не подлежали столь высокому обложению. Гольдшмидт выиграл процесс, и норвежское правительство в благодарность оснастило его бедный маленький институт новой рентгеновской установкой. При ее помощи ему удалось осуществить ряд выдающихся геохимических работ.
Пересказывая этот эпизод, Ферсман толковал его в свое время как пример практической пользы, которую могут принести в нужную минуту теоретические познания ученого. Прошло всего несколько лет; и если бы Ферсман имел обыкновение перечитывать свои писания, то каким бедным должен был представиться с высоты его нового, социалистического самосознания советского ученого удел Гольдшмидта! Скромная слава лучшего знатока нескольких кристаллических систем, единодушно признаваемая десятком других таких же знатоков в университетских кельях, разбросанных на тысячи километров один от другого. Редкие подачки королевского министра. Смутное удовлетворение от выдержанной атаки одной капиталистической монополии против другой, враждующей с первой из-за прибылей…
За каких-нибудь несколько лет Ферсман ушел далеко вперед и от своей книжечки «Новые центры новой науки» и от старого друга Гольдшмидта. Так произошло потому, что он жил одной жизнью со своей страной, а она двигалась в будущее поистине семимильными шагами.
Как раз в то время, когда из первобытных камней и болот вставал новый город Хибиногорск и широкий поток апатитов начинал насыщать живительным фосфором колхозные поля, в это самое время в недалеких краях, по которым недавно путешествовал Ферсман, за чертой границы жизнь, наоборот, замирала. Еще недавно на той же параллели северной широты, тоже среди топей и камней вырастал город Кируна, — владение северного «канитферштана» новой формации, банкира, железозаводчика, биржевого спекулянта с титулом спичечного короля — Ивара Крейгера. Его «империя», которую продажные газетчики и журналисты подобострастно именовали «империей разума», видя в ней торжество организованного капитализма, включала в себя и спички, и рудники, и телефоны, и шарикоподшипники, и древесную бумагу, и… маститых ученых, которые могут понадобиться, если не для составления рецептуры нержавеющей стали для пушек, то хотя бы для выступления в докторских тогах на судебных процессах между передравшимися концернами. Крейгецовская Кируна росла поблизости от двух неказистых горок Луосоваара и Кируноваара, заключавших в себе железную руду, — источник чьих-то дивидендов, выплачивавшихся в чистом золоте.
Город рос, не заботясь даже о названиях улиц, для краткости просто нумеруя дома. Город был нужен только для того, чтобы поставлять рудникам рабочую силу: когда одна смена томительно засыпала в лучах заходящего солнца, на работу выходила та, которую условно называли ночной. Зимой в Кируне, так же как в Хибинах, ревела пурга. Горы пылали электрическим светом. Люди буравили камень. «Нет здесь обычной жизни, — писал очевидец, — это полярная лихорадка, сердцебиение взрывов, тысячи вагонов, сотни тысяч тонн руды, руды, руды… Остальное должно было достаться счастливым держателям акций, убежденным в том, что нет лучше в мире руды, что в ней около трех четвертей железа, что руды хватит на всю их почтенную библейскую жизнь».
И вот в то самое время, когда на том же 68-м градусе северной широты на хибинских рудниках слышался грохот первого бремсберга и топографы по пояс в снегу прокладывали трассы железной и автомобильной дорог, в Кируне гасли огни, поезда увозили из города рабочих, останавливалось динамитное дыхание гор. Наступление очередного капиталистического кризиса было отмечено еще одной деталью: крохотная пуля в висок закончила личные расчеты господина Крейгера с держателями акций знаменитой Кируны.
Можно было бы продолжить и дальше путешествие по той же окружности, условно именуемой «Полярным кругом». Она привела бы в мертвые ледяные поля Гренландии, не изменившейся со времен викингов, в город Ном, восстанавливавшийся после пожара, истребившего его без остатка, а для дальнейшего путешествия по Аляске можно было бы пригласить в гиды доктора наук Альберта, по инерции числившегося руководителем опытной сельскохозяйственной станции в этом районе США. Посетив в свое время эйхфельдовские полярные пажити, он воскликнул: «Это откровение!» Он мог бы рассказать, как прыгала вверх и вниз кривая населенности Аляски, как после прекращения проклятой еще Джеком Лондоном «золотой лихорадки» на полутора миллионах квадратных километров осталось людей не более, чем в молодом Хибиногорске. Доктор наук и директор Альберт мог бы показать на заколоченный кризисом вход в свою отныне закрытую опытную станцию…
Мы узнали, что именно Ферсман говорил о необходимости создания полезных ископаемых. Задача создания полезных ископаемых и организация на их основе целых промышленных краев, развивающихся стремительно и многогранно, без пауз, спадов и передышек, могла быть полноценно решена только в условиях советского социалистического строя. И именно для этого была нужна, более того — необходима, «высокая» теоретическая наука в ее смелейших взлетах, в ее дерзновеннейших устремлениях вперед!
Это сознание еще более окрыляло мысль ученого. В нем росла и зрела новая великая сила — сила советского патриотизма.