Менделеев

Творческая вершина

Жизнь Дмитрия Ивановича изо дня в день, из году в год представляла собой одну непрерывную цепь труда. Даже в редкие времена отдыха он что-нибудь высчитывал, проверял, оправдываясь тем, что: «все равно ведь делать-то нечего».

Всюду, с чем только приходилось ему соприкасаться, он вносил напряженность мысли, свой труд, направленный на возможное уточнение и расширение вопроса. Это касалось не только чистой науки, но и всего связанного с ней. Будь то хотя бы вопрос университетского регламента — Менделеев оставался самим собой. Получив в университете кафедру общей химии, он занялся улучшением общефакультетного положения. Дмитрий Иванович употребил все свое влияние и добился приглашения в Петербургский университет выдающегося профессора Казанского университета Бутлерова на кафедру органической химии, а на кафедру аналитической — профессора Меншуткина. Создавшееся таким образом созвездие ученых, в котором сам Дмитрий Иванович играл далеко не последнюю роль, своей работой подняло преподавание химии в Петербургском университете на одно из первых мест в мире. Европа, привыкшая видеть русских студентами своих университетов и всегда пренебрежительно носившаяся к молодой и всецело у нее же заимствованной постановке высшего образования в России, теперь начинала присматриваться к работам русских ученых.

В этих хлопотах Менделеева по собиранию химических ученых сил и по укреплению химического раздела наук в Петербургском университете ясно слышится понимание исследовательской среды, учебного и ученого центра, вынесенное и подсказанное гейдельбергскими годами, опытом знакомства со старейшим университетом Германии. К такого же рода заботам надо отнести и инициативу Дмитрия Ивановича по созданию Русского физико-химического общества, начавшего свое официальное существование в 1868 г. В него вошли: Меншуткин, проявивший самое деятельное участие в организации, Нечаев и другие виднейшие ученые. Первое собрание было на квартире Д. И. Менделеева. Общество это объединило распыленные до того силы и осуществило такое важнейшее мероприятие, как издание первого в Россия научного журнала, посвященного вопросам точного знания.

Россия XIX века не только в химии выдвинула на мировую сцену ряд имен. Плеяда молодых ученых в какие-нибудь двадцать-тридцать лет подняла русскую науку на уровень европейской. Струве — в астрономии, Пирогов — в медицине, Лобачевский — в математике, Сеченов — в физиологии — все эти имена стали известны и ценны всему миру. И среди них неповторимо выделяется кряжистая фигура сибиряка Менделеева.

С течением времени Дмитрий Иванович все больше сживался с университетом. Этому способствовали и бытовые обстоятельства: вместе с кафедрой Дмитрий Иванович получил просторную профессорскую квартиру при университете. Благодаря этому он имел возможность быть ближе и к лаборатории, необходимой ему в работе.

Собственно говоря, трудно было считать большим пособием в работе тогдашнюю лабораторию Петербургского университета. Оборудование ее, тормозившее занятия студентов и профессоров, было нищенским. До 1863 г. на нее отпускались всего 400 руб. в год и на все кафедры химии полагался один лаборант с таким же окладом. В лаборатории не хватало самых необходимых вещей и приспособлений. Профессор Густавсон, бывший университетским лаборантом, так вспоминает то время: «Газа не было, жгли древесный спирт, да и в том часто чувствовался недостаток, потому что его пил единственный старый сторож при лаборатории. Тяги не действовали, и когда я, еще будучи студентом, затеял готовить пятихлористый фосфор, то так надышался хлором, что поплатился воспалением легких».

Бесконечные хлопоты Дмитрия Ивановича о расширении помещения и средств мало помогали делу. С 1866 г. лаборатория состояла всего лишь из двух комнат, прячем одна из них была темная. В лучшую пору, в самый расцвет творчества, внешние условия нельзя считать особенно благоприятными для работы Дмитрия Ивановича, которая, кто знает, может быть была бы при ином положении еще продуктивнее. Такова была издавна судьба российского крупного ученого: так же воевал из-за устройства лаборатории Ломоносов и так же годами был лишен ее.

Как впервые, преподавая органическую химию, двадцатилетний доцент Менделеев столкнулся с отсутствием учебного пособия, так и теперь, зрелый профессор, по этой же причине задумал написание курса общей химии. «Основы химии» — таково было название задуманного труда, ставшего эпохой не только в творческой судьбе Д. И. Менделеева, но и в истории развития химии.

Результат педагогического опыта, курс читанных им лекций был положен Дмитрием Ивановичем в основание затеянного труда. Но, приводя в порядок лекционные записки, систематизируя материал, уточняя свое понимание химических явлений, он придвинулся вплотную к работе, итогом которой было создание периодического закона. В предисловии к одному из изданий «Основ химии» Дмитрии Иванович объясняет, исходя из какой мысли найден был им и упорно защищаем периодический закон: «Посвятив свои силы изучению вещества, я вижу в нем два таких признака: массу, занимающую пространство и проявляющуюся в протяжении, а яснее и реальнее всего в весе, и индивидуальность, выраженную в химических превращениях, а яснее всего формулированную в представлении о химических элементах. Когда думаешь о веществе, помимо всякого представления о материальных атомах, нельзя для меня избежать двух вопросов. сколько и какого дано вещества, чему соответствуют понятия — массы и химических элементов. История же науки, касающейся вещества, т. е. химии, приводит волей или неволей к требованию признания не только вечности массы вещества, но и вечности химических элементов. Поэтому невольно зарождается мысль о том, что между массою и химическими элементами необходимо должна быть связь, а так как масса вещества, хотя и не абсолютная, а лишь относительная, выражается окончательно в виде атомов, то надо искать функционального соответствия между индивидуальными свойствами элементов и их атомными весами. Искать же чего-либо, хотя бы грибов, или какую-либо зависимость, нельзя иначе, как смотря и пробуя. Вот я и стал подбирать, написав на отдельных карточках элементы с их атомными весами и коренными свойствами, сходные элементы и низкие атомные веса, что быстро и привело к тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса, причем, сомневаясь во многих неясностях, я ни минуту не сомневался в общности сделанного вывода, так как случайности допустить было невозможно». О свойствах же элементов Дмитрий Иванович говорит так: «У элементов есть точное, измеримое и никакому сомнению не подлежащее то свойство, которое выражается в их атомном весе. Величина его показывает относительную массу атома, или, если избежать понятия об атоме, величина его показывает отношение между массами, составляющими химические самостоятельные индивидуумы или элементы. А по смыслу всех точных сведений об явлениях природы масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости все остальные свойства, потому что все они определяются подобными же условиями или такими же силами, какие действуют в весе тела, он же прямо пропорционален массе вещества. Поэтому ближе или естественнее всего искать зависимости между свойствами элементов, с одной стороны, и атомными их весами — с другой».

Таким образом «сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы. От массы вещества находятся в прямой зависимости тяготение, притяжение на близких расстояниях и много иных явлений. Нельзя же думать, что химические силы не зависят от массы. Зависимость оказывается потому, что свойства простых и сложных тел определяются массами атомов их образующих».

В истории химии незабываемыми останутся дни 6 марта 1869 г. и 3 декабря 1870 г. В первый из них делопроизводитель Русского физико-химического общества профессор Н. А, Меншуткин за отсутствием Дмитрия Ивановича Менделеева сделал доклад: «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сродстве». На самом деле пока еще это был только опыт. Система не претендовала на законченность. Была только идея значительная, большая, но пока еще недостаточно разработанная. Это был скорее еще один вклад в классификацию элементов, чем закон.

До Менделеева вопросами классификации задавались многие, удачнее других Дюма. Позднее, в шестидесятых годах XIX века работали над этим Шанкуртуа, Ньюлендс, и Л. Мейер. В работе их встречались затруднения, вызванные, во-первых, тем, что аналогии металлов часто недостаточно резки, а во-вторых, в иных металлах замечалась двойственность характера, так что они являлись как бы переходами из одной группы в другую. Это тормозило классификацию, стремившуюся сгруппировать их по отдельности. Однако кое-какие металлы удалось разнести по группам. Так, понемногу сортировались элементы. Но между группами элементов не было связи, которая обняла бы все аналогии и связала все группы каким-то генеральным принципом в одно целое, где отдельные элементы были бы лишь звеньями цепи. Первый опыт Дмитрия Ивановича страдал многими недостатками прежних исследований и тем не менее там уже было то общее, из чего можно было исходить в дальнейшем: «все свойства элементов и их соединений изменяются в зависимости от изменений их атомных весов».

В процессе дальнейшей работы Дмитрий Иванович выяснил, что свойства изменяются не так как атомные веса, т. е. не возрастают непрерывно от первого элемента к последнему, а после некоторого возрастания вновь убывают. Такое колебание появляется равномерно, периодически среди элементов, расположенных по порядку их атомного веса. На основании этого выведен Дмитрием Ивановичем периодический закон. Сформулировал он его 3 декабря 1870 г. окончательно так: «Свойства простых тел, так же формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».

«Указав на периодичность в изменениях свойств элементов, Д. И. Менделеев придал им и соответствующее расположение: он разместил их в горизонтальные ряды по величине атомного веса и при этом элементы, в которых свойства повторяются, подписал под теми, к которым они все ближе подходят, так что образовались кроме горизонтальных рядов еще вертикальные группы, заключающие ближайшие по сходству в свойствах аналогии. От такого расположения и получилась так называемая периодическая система химических элементов».

В окончательно установленной периодической системе оказалось несколько незанятых мест. Объяснялось это тем, что не все элементы были известны науке. Дмитрий Иванович, указывая на эти пробелы в системе, предсказал существование трех из них и теоретически вывел все их свойства, полагая, что они средние между ближайшими элементами. Неизвестные элементы были им названы: эка-бором, эка-алюминием, эка-силицием.

Несмотря на то, что в науке открытие Менделеева было оценено как мировое, многие иностранные ученые не обратили на него должного внимания, а в Германии открытие это даже приписали известному немецкому химику Лотару Мейеру, а отнюдь не Менделееву. В 1867 г. появилась книга Мейера «Die modern Teorien der Chemie», представлявшая собой изложение работ других авторов: в книге приведена таблица из 28 элементов, также заимствованная из других авторов, а не составленная Мейером. В 1870 г. появился его труд, помеченный декабрем 1869 г. «Природа химических элементов как функция их атомных весов». О Менделееве он там говорит: «Недавно Менделеев показал, что подобная система получается, если надписать без произвольного выбора атомные веса по порядку, эту цепь разложить на отделы и их в неизменном порядке приставить друг к другу. Нижеследующая таблица по основной мысли идентична с таблицей, данной Менделеевым». И все же, несмотря на собственное признание Мейером научного приоритета Менделеева в создании окончательной системы элементов и несмотря на то, что основные положения Мейера гораздо ограниченнее менделеевских, долгое время германская наука, а за ней и европейская считали творцом «Периодического закона» Мейера. И только после открытия предсказанных Дмитрием Ивановичем элементов (это предсказание в свое время Мейер осмеял) слава творца «Периодического закона» всецело стала принадлежать Менделееву.

Бескорыстие было одним из качеств Дмитрия Ивановича: его очень мало смущала история с Мейером. Для него было главным обогатить науку открытием и совершенно не важно, кто будет пожинать славу этого открытия. Такое бескорыстие он проявлял уже не в первый раз — так, изобретенный им в молодости пикнометр только в России носил его имя.

В среде русских ученых признание открытия Менделеева было более дружным, но и там не обошлось без интриги, значительно задержавшей признание Запада.

Дмитрий Иванович поручил первый перевод изложения своей системы на немецкий язык петербургскому профессору химии Бейльштейну. Тот перепоручил перевод своему лаборанту Ферману, который и исполнил его с понятной каждому в данном случае особой тщательностью, «Между тем, помещенный в немецкой печати текст положений Дмитрия Ивановича оказался не соответствующим точному смыслу оригинальных положений Дмитрия Ивановича Менделеева. При этом А. А. Ферман сообщил еще одну очень любопытную подробность: Бейльштейн, получив от него перевод, сам от себя послал его за границу и адресовал как раз Лотару Мейеру с поручением поместить в журнал». Все это походило если не на прямую интригу, то на большую небрежность и неряшливость в отношении к автору.

Одновременно с работой над созданием «Периодического закона» Дмитрий Иванович без устали работал над огромным трудом — «Основами химии». Этот труд появился в первом издании в 1869 г. Его одного было достаточно, чтобы широко прославить и обессмертить имя своего создателя.

«Основы химии» — прежде всего университетский курс для студентов физико-математического факультета. Текст там напечатан крупным и мелким шрифтами. Крупным — основное, мелким — примечания. Основные — законы, выводы, научные положения, примечания — комментарии к ним, содержащие в себе ценнейшие сведения. Такое построение книги, объясняется заботой большого педагога, не желающего загромождать в умах молодежи основной смысл науки. В предисловии он писал об этом: «Знание выводов без сведения о способах их достижения может легко вести к заблуждению не только в философской, но и в практической стороне наук, потому что тогда неизбежно необходимо придавать абсолютное значение тому, что нередко относительно и временно».

Но вот оценка «Основ химии», даваемая другим ученым:

«Это монументальное сочинение, в котором заключается вся философия химической науки, органически вплетенная в остов фактического материала, и, в частности, подробный комментарий к периодическому закону. Первоначально написанное для начинающих и имевшее одной из своих задач «завлечь в изучение химии сколь возможно больше русских сил», оно содержит так много глубоких и оригинальных мыслей, интересных сближений, оценка которых далеко не всегда доступна для новичка, что сохраняет огромный интерес и для сложившегося химика, который, вновь и вновь перечитывая «Основы», каждый раз найдет в них новые штрихи, новые оттенки мысли. Таких сочинений нет в русской, трудно сыскать их и в мировой химической литературе» (Л. Чугаев).

«Основы химии» создались на фундаменте первого цикла лекций, прочитанных Дмитрием Ивановичем до 1869 г. Каждое последующее издание книги он перерабатывал чуть ли не заново, вкладывая весь накоплявшийся педагогический опыт. Всю жизнь возвращался он к этой работе, не терявшей от времени своего значения. Неоднократные переводы на иностранные языки расширили ее успех далеко за пределами России. Для русской же науки она явилась научным трудом, на котором воспитывались многочисленные поколения студентов-химиков. Переиздание ее в наши дни доказывает, что и до сих пор развитие науки не зачеркнуло значение менделеевских «Основ химии».

Ни растущая слава, ни интриги вокруг открытия периодического закона не выбивали Дмитрия Ивановича из рабочей колеи. Попутно с научными трудами и чтением курса в университете он принимает новую нагрузку — чтение лекций на Высших женских курсах. То было время, когда для значительной части русского образованного общества представления о студентках и нигилистках еще сливались в общий непривлекательный образ «синего чулка». Даже культурнейший слой общества — профессура, зачастую высказывались против женского образования. Быть может память об энергичных сибирячках, о собственной матери, никогда не позволяла Дмитрию Ивановичу присоединяться в этом вопросе к лагерю консерваторов. С первых же шагов молодого дела — женского образования — он становится сам деятелем, осуществляющим создание Владимирских женских курсов. Никакие соображения о занятости не заставили его уклониться от новой кафедры.

Еще одна аудитория — все та же молодежь, но на этот раз в женских платьях, пионерки нового движения. Это — продолжение педагогического призвания, расширение возможности приложения сил. В эти годы творческого подъема, кажется, нет такой работы, которая могла бы их утомить, нет такого препятствия, которое не было бы преодолено, нет затруднений, побороть которые не достало бы душевных средств. В эти годы Менделеев ставит себе огромные задачи научного значения, решает их и не истощается, подобно Фарадею, не приходит, как тот, к годам творческой депрессии. Напряженная воля — не порыв, а ровное напряжение сил, которое он всегда отстаивал, — держит его на уровне высокого одухотворенного труда. На эти годы приходится расцвет лучшего созревания его научной деятельности.