МЕНДЕЛЕЕВ: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Столь непохожий на привычный черный порох, пироксилин привлек к себе внимание многих исследователей, которые в скором времени выяснили, что при нитровании клетчатки — ваты или других растительных волокон — получается неоднородный продукт. Часть ваты превращается в нитроклетчатку с малым содержанием азота; растворенная в смеси спирта и эфира, она образует отличный клей — коллодий. Другая часть содержит много азота — это собственно пироксилин, нерастворимый в спирто-эфирной смеси.

Французский инженер Вьель первым нашел способ превращения бризантного пироксилина в бездымный порох. Если обработанную серной и азотной кислотами вату опустить в спирто-эфирную смесь, коллодий растворится, а волокна пироксилина — нет. Высушив такую массу, нетрудно получить полупрозрачное роговидное вещество, в котором пироксилин более или менее равномерно перемешан с коллодием. Такое вещество горит по поверхности, без детонации, выделяя совершенно прозрачные газы.

«Секрет мой. Суть дела при получении пироколлодия: количество разбавляющей воды должно быть равно количеству воды гидратной». За эту запись, появившуюся в одной из рабочих тетрадей Менделеева, фабриканты взрывчатых веществ отдали бы миллионы. В одной фразе заключается секрет получения химически однородной нитроклетчатки. Погруженная в спирто-эфирную смесь, она полностью растворяется в ней, как коллодий, а по взрывной силе не уступает пироксилину. Поэтому Менделеев и назвал ее «пироколлодий» — огненный клей.

Если рыхлую, высушенную массу пироколлодия смешать с небольшим количеством спирто-эфирной смеси, он полностью растворяется в ней и превращается в однородную желеобразную массу. Высушив ее, Менделеев и получил свой знаменитый пироколлодийный порох, порох неизменного химического состава и совершенно однородный. Применив к новому пороху разработанную им теорию, Менделеев сделал еще одно важное открытие. До него считалось, что чем сильнее нитрована клетчатка, чем больше азота она содержит, тем выше ее взрывчатая сила. Дмитрий Иванович доказал, что это не так, что существует оптимальная промежуточная степень нитрации, при которой углерод, содержащийся в порохе, окисляется не в углекислый, а в угарный газ, дающий на единицу веса больший объем. И оказалось, что у пироколлодия как раз оптимальная степень нитрации!

Растворяясь в спирто-эфирной смеси, пироколлодий, однако, был совершенно нерастворим в чистом спирте, и это натолкнуло Менделеева еще на одно важное изобретение. Он предложил отказаться от традиционной сушки рыхлой влажной массы пироколлодия с помощью теплого воздуха в обычных сушильнях и заменить этот взрывоопасный процесс вымачиванием влажной массы в спирте, который жадно поглощает воду и таким образом высушивает пироколлодий. Это изобретение Менделеева было быстро принято во всем мире и надолго стало классическим технологическим приемом в пороходелии.

5 июня 1893 года впервые в мировой практике была произведена стрельба бездымным порохом из 12-дюймовых морских орудии. И это важное событие подвело итог испытаниям, показавшим: пироколлодийный порох равно применим и в ружьях, и в пушках любых калибров. После поздравительных телеграмм адмирала С. Макарова Менделеев счел свое дело законченным. «Никто не осмелится сказать, — писал он позднее, — что мы лишь слепые подражатели; всякий выстрел пироколлодийным порохом будет говорить, что русская наука доросла до самостоятельности на благо родине и для укрепления мира. Это и одушевляло усилия Научно-технической лаборатории, потому что деятели этого учреждения, набранные из служителей русской науки, проникнуты убеждением, что посев научный взойдет на пользу народную».

«МНОГО Я ТУТ РАБОТАЛ И ВЛОЖИЛ ДУШИ»

(1893–1900)

К началу 1893 года научные проблемы изготовления пироколлодийного пороха были разрешены, и на повестку дня встал вопрос о заводском производство нового взрывчатого вещества. Для этого Дмитрий Иванович с несколькими сотрудниками научно-техническом лаборатории был летом 1893 года командирован на Бондюжский завод к своему старому другу П. Ушкову, который, согласился изготовить по заказу морского ведомства первую крупную партию пироколлодия с тем, чтобы выяснить экономические и технические стороны заводского производства этого вида нитроклетчатки.

Буквально за несколько дней до отъезда в Елабугу к Ушкову Менделеев узнал, что Главное артиллерийское управление военного министерства, заинтересованное в бездымном порохе для вооружения армии, обратилось к морскому ведомству с просьбой передать ему на испытание образцы пироколлодийного пороха и технические условии на его изготовление. Морской министр адмирал Н. Чихачев удовлетворил эту просьбу, и в конце 1893 года Охтенским пороховым заводам, принадлежавшим военному ведомству и с 1880 года изготовлявшим обычный пироксилин, были переданы образцы пироколлодийного пороха и часть документации. А 29 января 1894 года Дмитрий Иванович с изумлением, переходящим в возмущение, читал «Журнал комиссии, образованной по приказанию начальника Охтенских пороховых заводов для рассмотрения докладной записки профессора Менделеева».

Подписавшие этот журнал капитаны и штабс-капитаны, самые имена которых давно уже канули в Лету, снисходительно признавали заслугу Менделеева в том, что он придумал новое название вещам, давно уже известным охтенским умельцам. «Охтенские пороховые заводы с самого начала стремились к приготовлению растворимого пироксилина, близкого к тому, который профессор Менделеев называет пироколлодием, и в настоящее время вполне владеют способами приготовления пироксилина, совершенно тождественного с пироколлодием…»

«Что касается собственно до способа фабрикации пороха из пироколлодия… то этот способ должен быть всецело приписан охтенским пороховым заводам…»

«Что же касается до сушки спиртом, то идея этого способа принадлежит оберфейерверкеру Охтенских пороховых заводов Захарову, который еще в 1891 году предложил сушить пироксилин спиртом… Б настоящее время способ этот, без всяких указании со стороны профессора Менделеева, изучен во всех деталях Охтенскими… пороховыми заводами…»

«В Записке приведены… соображения экономические. По поводу этих соображении можно сказать, что все они основаны не на опыте, а на предположениях, не имеющих практической подкладки».

Журнал оказался последней каплей, переполнившей чашу менделеевского терпения. 4 февраля 1894 года он написал подробное письмо Чихачеву, где шаг за шагом с указанием точных дат и обстоятельств изложил историю разработки пироколлодийного пороха. Особенно подробно он остановился на степени причастности к этим разработкам охтенских умельцев, которые, как явствовало из журнала, не различали обычной растворимой нитроклетчатки — коллодия — от менделеевского пироколлодия и которые умолчали о том, что впервые услышали о сушке пироксилина спиртом в 1800 году от самого Менделеева.

«Не свой приоритет имею в виду ныне, — писал Дмитрий Иванович, — он мне уже перестал быть дорогим, когда в этом деле русской пользы я встречаю лишь затруднения разного рода, я имею в виду успех перевооружения, зная, что то, что найдено и совершенно изучено нами, легко может под влиянием происходящих пререканий, в руках людей менее осведомленных, повести к множеству напрасного труда и разных погрешностей…»

Несколько лет спустя он так объяснял свой уход с поста консультанта морского министерства в 1895 году: «Сделав свое посильное дело, оставил и самую службу по этому делу, когда убедился в невозможности избежать дрязг при расширении дела от тысячепудового — в год — производства к 10-ти и 100-тысячному». Но, кроме этих неприятностей, кроме того, что не милы были менделеевскому сердцу «все эти взрывные дела», было еще одно обстоятельство, побудившее его ускорить уход из научно-технической лаборатории.

Слухи о том, что Менделеев навсегда оставил университет, распространились по Петербургу с быстротой молнии, и, быть может, никого они не обрадовали так, как министра финансов И. Вышнеградского. Еще по совместной учебе в Главном педагогическом институте он знал Дмитрия Ивановича как человека, для которого не существует невозможного. В этом он неоднократно убеждался впоследствии, получая от Менделеева решения самых разнообразных, самых головоломных и самых неожиданных задач, с которыми ему, Вышнеградскому, доводилось сталкиваться в многотрудном министерском ремесле и которые он поручал Дмитрию Ивановичу. В 1890-х годах министра финансов очень беспокоило дело, постановка которого — он ясно это видел — далеко не соответствовала той роли, которую начинала играть Россия на мировой арене.

Центральным учреждением, долженствующим ведать мерами и весами в империи, считалось Депо образцовых мер и весов, а высшим авторитетом в этих вопросах — ученый хранитель мер и весов. И уже музейный характер самих терминов — депо, хранитель — давал ясное представление о состоянии русской метрологии. Действительно, научная сторона дела развивалась сама по себе, а гигантское хозяйство России с ее непрерывно возраставшими торговыми оборотами развивалось тоже само по себе. И хотя ученые-хранители, возглавлявшие депо, — академик А. Купфер и генерал В. Глухов — достигли выдающихся для своего времени успехов в точных измерениях, эти успехи никак не отразились в упорядочении и выверке аршинов, фунтов, ведер, пудов, обращающихся в стране.

Вышнеградский понимал, что во главе центрального метрологического учреждения такой страны, какова Россия, должен стоять крупный ученый, и, как никому другому, министру было ясно: во всей России не сыскать человека, который более подходил для этой роли, чем Менделеев. В метрологии в один узел сплелись все проблемы, для изучения которых в Менделееве как будто специально было подобраны необходимые таланты. Здесь требовалась и его любовь к тонким измерениям, и к точным расчетам, и к придумыванию новых приборов. Метрология давала пищу для размышлений философскому уму Менделеева. Метрология отвечала насущнейшим нуждам любимой Менделеевым промышленности и техники. Метрология, наконец, давала простор для организаторских талантов Менделеева. Поэтому в 1892 году, оставаясь консультантом научно-технической лаборатории, он с готовностью принял предложение Вышнеградского не только возглавить Депо образцовых мер и весов, но и разработать комплекс мероприятий, необходимых для преобразования депо в метрологическое учреждение нового типа.

В 1893 году с Вышнеградским случился удар, и его на посту министра финансов сменил С. Витте. «Я не либерал и не консерватор, — любил говорить о себе новый министр, — я просто культурный человек». Будучи монархистом до мозга костей, Витте, как крупный государственный деятель, как хитрый и тонкий политик, понимал, какими грозными последствиями для царизма может обернуться «порядок вещей, при котором великая нация находится в вечных экспериментах эгоистической дворцовой камарильи». Попав в Петербург из провинции и не имея никакой поддержки со стороны этой самой камарильи, Витте был вынужден искать толковых, знающих дело людей, на которых он мог бы опереться.

«Я, конечно, не мог не оцепить того обстоятельства, — вспоминал он, — что управляющим… палатой мер и весов состоит такой выдающийся ученый, как Менделеев. Поэтому как самому Менделееву, так и учреждению, находящемуся в его ведении, я оказывал всяческую поддержку. Мне удалось поставить это учреждение на ноги, конечно, благодаря только Менделееву, так как я сам в научную часть этого дела не вмешивался и не мог вмешиваться по неимению надлежащих для этого познаний». И действительно, летом 1893 года Депо образцовых мер и весов было по представлению Витте преобразовано в Главную Палату мер и весов, а Менделеев из ученого хранителя сделался управляющим Главной Палатой, обязанности которого очень скоро настолько поглотили его внимание, что он счел невозможным для себя оставаться консультантом научно-технической лаборатории морского министерства.

На Парижской выставке 1867 года павильон с образцами мер, весов и монет, обращавшихся в разных странах, занимал место в буквальном смысле слова центральное. Он находился в самом центре выставочного здания, там, где перекрещивались пути, ведущие от экспозиций разных стран. И хотя этот круглый, сделанный наподобие храма обширный павильон был битком набит экспонатами, многие посетители отмечали, что в нем собраны далеко не все меры, весы и монеты, имевшие тогда хождение в странах Европы и Америки. В сущности, одна только Германия могла бы легко заполнить этот павильон, если бы решила выставить все те локти, футы, фунты, граны, ведра, которые были в ходу в многочисленных германских княжествах и королевствах.

Менделеев осматривал выставку спустя полтора года после защиты докторской диссертации, и в его памяти еще свежи были воспоминания о кропотливой и долгой работе по приведению к единообразию всех данных по алкоголометрии, полученных разными исследователями в разных странах. И в его представлении павильон с разнокалиберными эталонами, находившийся на перекрестке путей, связывающих экспозиции различных стран, стал как бы символом тех препятствии, на которые натыкалось международное сотрудничество в науке, в промышленности и в торговле из-за отсутствия единой для всего мира системы мер и весов.

Мысль эта настолько поразила тогда Дмитрия Ивановича, что на первом съезде русских естествоиспытателей, начавшемся в конце того же 1867 года в Петербурге, он счел необходимым выступить с «Заявлением о метрической, системе».

«Число, выраженное десятичным знаком, — говорил он, — прочтет и немец, и русский, и араб, и янки одинаково, но живое значение цифр для них чересчур разнообразно… Так, фунт неодинаков — английский, рейнский, венский, валахский, испанский, китайский, даже и рижский, ревельский, курляндский. Давно стремятся установить однообразие в этом отношении… Система, пригодная для этой цели, должна быть прежде всего десятичною, потом вес меры в ней должны одна от другой происходить… Такова метрическая система, составленная во времена первой республики французскими и иностранными учеными».

Указав, что метрическая система уже принята Францией, Бельгией, Голландией, Испанией, Италией, Португалией, Грецией, Мексикой, Чили, Бразилией и другими республиками Южной Америки, Дмитрий Иванович выразил уверенность в том, что и Россия рано или поздно последует их примеру. Поэтому он призвал участников съезда широко применять метрическую систему в своих научных исследованиях и всячески пропагандировать ее в своей педагогической деятельности. Но тридцать лет спустя, когда его мнение о достоинствах той или иной системы мер и весов было в России, по сути дела, решающим, он высказывался в пользу метрической системы уже не так категорично, как в молодости. «Я великий поклонник метрической системы, — писал он в 1896 году, — но еще больший поклонник русского народа и его исторических условий… Я знаю, что казенное ведомство может очень легко приказать циркуляром такую-то систему употреблять. Но дело в том, как вот народ к этому отнесется».

Занявшись в 1892 году метрологией по долгу службы, изучив историю дела, вникнув в достоинства и недостатки различных систем, Дмитрий Иванович понял, что введение новой системы мер и весов — вопрос не только научный и технический, но и экономический, политический и даже дипломатический. В наши дни, когда мы привычно произносим «килограмм», «сантиметр», «литр», трудно представить себе те мучительные, драматические обстоятельства, в которых рождалась метрическая система.

XVIII век, устами энциклопедистов кичливо провозгласивший себя веком разума, остался верен себе даже в выработке системы мер и весов. Обычай королей давать подданным эталоны, исходя из длины своей ступни или локтя, был смешон рационалистам XVIII столетия. Они считали, что система должна быть естественной, то есть построенной на единице, взятой из природы. Скажем, почему бы за единицу длины не принять, длину секундного маятника — маятника, период одного колебания которого равен одной секунде? Именно такой принцип установления системы мер предлагал в XVII веке голландский ученый X. Гюйгенс — великий знаток маятников. Его современник француз Г. Мутон предлагал другую естественную единицу — часть дуги меридиана с разбивкой ее на десятые, сотые, тысячные и т. д. доли. Именно эти две идеи были предложены Национальному собранию революционной Франции.

Поначалу дело клонилось к выбору секундного маятника, но к 1790 году уже было известно, что период колебания такого маятника зависит от географической широты, на которой он находится, от формы земного шара и некоторых других трудно учитываемых факторов. Поэтому в конечном итоге выбор комиссии Французской академии наук остановился на предложении Мутона. 26 марта 1791 года Национальное собрание, считая, что единственный способ распространить универсальную систему мер и весов среди других нации — «это избрать единицу, которая в своем определении не содержала бы ничего произвольного к ничего говорящего об особом положении какого-либо народа на земном шаре», постановило отправить научную экспедицию для измерения части дуги парижского меридиана между Дюнкерком и Барселоной.

Пока крупнейшие математики и астрономы сооружали приборы и производили геодезические съемки на уже охваченных войной территориях, хозяйство и торговля Франции задыхались от неурядиц с мерами и весами и готовы были согласиться на принятие любых, самых произвольных мер емкости и поверхности, лишь бы они были едиными для всей страны. 1 августа 1793 года в Конвенте проходит декрет о метрической системе, в котором невнятно и глухо говорится о ее теоретических достоинствах, главный же упор делается на то, что она призвана сплотить Францию в единое целое, положить конец спекуляции на старых мерах и уничтожить «ненавистные остатки тирании». Система была в теории разработана очень логично. За единицу длины принимался метр — одна сорокамиллионная часть парижского меридиана. За единицу массы — килограмм — масса одного кубического дециметра дистиллированной воды при 4 градусах Цельсия и при взвешивании в вакууме.