МЕНДЕЛЕЕВ: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Предчувствия не обманывали Дмитрия Ивановича. Его действительно не пустили в Пекин, так как крупнейшие ученые Россия, прослышав о его отчаянном намерении, приняли свои меры. Как бы выражая всеобщее мнение, профессор С. Куторга писал Менделееву в Одессу: «Место в Пекине не уйдет… Будьте здоровы и покойны духом; лучшее никогда не уйдет от вас. Похлопочем». И в том, что это были не пустые слова, Менделеев убедился очень скоро…

Вскоре после того, как в феврале 1856 года в Париже был подписан мирный договор, положивший конец позорной Крымской войне, Дмитрий Иванович узнал, что планируется отправка ряда русских ученых за границу. Цель этих командировок была именно та, о которой писал в свое время академик Фрицше: «Посетить иностранные лаборатории и воспользоваться советами знаменитых иностранных химиков, личное знакомство с которыми никак не может быть заменено одним чтением их сочинений». Это известие приводит Менделеева в состояние крайнего возбуждения, и он решается написать откровенное, искреннее письмо директору Главного педагогического института Ивану Ивановичу Давыдову.

«Ваше превосходительство! — писал он. — «Спрос не беда», — говорит русская мудрость, потому, не смея надеяться, все-таки решился спросить — не могу ли я быть причислен к тем, которые будут иметь счастье быть отправленными за границу».

День, когда почта принесла ответное письмо, навсегда остался памятным Менделееву.

«Милостивый государь, Дмитрий Иванович! — писал Давыдов. — Просьба ваша о назначении вас за границу уже предупреждена институтом: еще в прошлом месяце было представлено министру об отправлении вас в числе некоторых других питомцев нашего заведения в чужие края. Из этого вы видите, что институт не только помнит вас, но и желает вам всего лучшего».

В середине мая 1856 года Менделеев выехал из Одессы в Петербург.

«ХИМИК, КОТОРЫЙ НЕ ЕСТЬ ТАКЖЕ ФИЗИК, ЕСТЬ НИЧТО»

(1856–1861)

Крымская война, самонадеянно развязанная Николаем I, подвела итог его мрачному царствованию. И итог этот был столь неутешителен, что долгое время после его смерти в общество циркулировали слухи, будто он отравился. Со смертью царя пали ограничения, наложенные в его царствование на выезд из России, и после заключения мирного договора из России в Западную Европу хлынул поток денежных праздношатающихся людей. Помещики, чиновники, люди свободных профессий с ликующим чувством устремились за границу. И в этом потоке почти затерялись люди, которым в недалеком будущем предстояло украсить русскую науку бессмертными открытиями. Именно тогда в европейских лабораториях появились Иван Сеченов, Сергей Боткин, Александр Бородин, Николаи Бекетов, Александр Бутлеров и другие русские молодые ученью.

Среди них, увы, не было лучшего выпускника Главного педагогического института Дмитрия Ивановича Менделеева. Командировка, обещанная ему Давыдовым, так и не состоялась в 1856 году: в Педагогическом институте начались серьезные неурядицы, приведшие в 1859 году к закрытию и расформированию этого учебного заведения. В разгар этих неурядиц администрации института было, конечно, не до заграничных командировок бывших воспитанников, пускай даже и особо отличившихся. Пожалуй, при других обстоятельствах Дмитрий Иванович очень огорчался бы и переживал, но летом 1856 года у него на переживания просто не было времени.

Прибыв из Одессы в Петербург в середине мая, он немедленно, еще не обосновавшись толком на новом месте, подал П. Плетневу, ректору Петербургского университета, прошение о допущении его к сдаче экзамена на степень магистра химии. Причем из-за стесненности во времени просил проэкзаменовать его в течение оставшихся двух недель мая. Просьба эта была уважена, и 18, 25 и 30 мая двадцатидвухлетний Менделеев, как говорится, тряхнул стариной, не такой уж, впрочем, далекой: с момента его триумфа на выпускном экзамене прошел всего год. Блестяще ответив устно на вопросы по химии, физике, минералогии и геогнозии, он 31 мая сдал письменный экзамен по химии, после чего ему был назначен срок защиты магистерской диссертации — 9 сентября.

За два летних месяца Менделеев закончил начатую еще в Одессе магистерскую диссертацию «Удельные объемы», и, поскольку времени и средств на ее опубликование у него не было, ему разрешили защиту под тем условием, что за это время он напечатает подробные положения о сущности своего труда. 9 сентября, едва только профессор А. Савин от лица физико-математического факультета объявил, что «г. Менделеев достоин степени магистра химии», как неугомонный магистр подает новое прошение. Он желает защищать еще одну диссертацию — «Строение кремнеземистых соединении» — на право читать лекции по химии в Петербургском университете. 21 октября защита состоялась, 1 ноября совет университета обратился к попечителю Петербургского учебного округа с ходатайством о переводе магистра химии Менделеева на службу в Петербургский университет в звании приват-доцента по кафедре химии. Это ходатайство было утверждено, и 9 января 1857 года штурм, предпринятый Менделеевым, завершился полным успехом.

Университет дал молодому магистру очень много: возможность читать лекции, работать в лаборатории, общаться с первоклассными профессорами. Единственное, чего на первых порах университет не дал Менделееву, — это денег. Как приват-доцент, он за чтение лекций определенного жалованья не получал. В зависимости от состояния университетских финансов правление раз в год выплачивало ему 300–400 рублей.

«Лучшее никогда не уйдет от вас», — писал когда-то Менделееву в Одессу профессор Степан Семенович Куторга. И действительно, заграничная командировка, о которой мечтал учитель одесской гимназии, не ушла от него, а только отодвинулась на три года. А поскольку эти три года он не потерял понапрасну, администрация Петербургского университета, рассматривая в конце 1858 года вопрос о командировании приват-доцента Менделеева за границу «для усовершенствования в науках», имела дело с кандидатурой не начинающего новичка, едущего набираться школьной премудрости, а магистра химии, ученого со своими собственными взглядами на эту науку и своей собственной программой действий. «Менделеев… несмотря на молодые годы… был уже готовым химиком, а мы были учениками», — скажет Иван Сеченов, с которым Дмитрию Ивановичу в скором времени предстояло познакомиться в Гейдельберге.

А пока он читал лекции и вел практические занятия со студентами, с нетерпением ожидая окончания семестра. И когда эти бесконечно тянувшиеся четыре месяца наконец прошли, Дмитрий Иванович не мешкая приобрел за 38 рублей серебром билет на почтовый дилижанс, отправлявшийся 14 апреля 1859 года из Петербурга в Варшаву. Шесть суток тащился дилижанс по дорогам Российской империи, и все это время Дмитрий Иванович просидел на своем самом дешевом месте рядом с кучером… «Кажется, еще и до сих пор болят бока от езды в дилижансе, который увез из Петербурга», — писал он знакомым в августе. За первые три месяца Менделеев объехал не меньше десятка европейских университетских городов, прежде чем его внимание остановилось на двух: Париже и Гейдельберге. Ж. Дюма, М. Бертло, А. Вюрц, А. Сент-Клер-Девилль — эти французские имена блистали на химическом небосклоне первой половины XIX века так же ярко, как имена гейдельбергских химиков — прославленных Р. Бунзена, Г. Кирхгофа, Э. Эрленмейера, Г. Кариуса. Но, по всей видимости, не сопоставление имен определило выбор Дмитрия Ивановича. Ему очень пришелся по душе сам Гейдельберг: «Наш (я буду здесь жить два года, а потому употребляю слово «наш»), — пишет он Феозве Лещовой, — городок хорош… маленький, длинный, лежит в долине, по которой течет Неккар, идущий верст 40 до Рейна. Соединение гористой местности с плоскостью, зелень, ровный климат, превосходные окрестности, хороший университет, близость отовсюду делают Гейдельберг местом жительства многих иностранцев».

Кроме того, на решение Менделеева обосноваться в Гейдельберге повлияло, по-видимому, еще и то, что здесь была многочисленная русская колония. Она, правда, не была однородной, разделяясь на ничего не делающих аристократов и тружеников. Эти последние держались вместе, ходили друг к другу в гости, устраивали литературные вечера.

Дмитрий Иванович быстро и близко сошелся с химиком Александром Бородиным и физиологом Иваном Сеченовым. Калмыковатый, побитый оспою Сеченов вначале показался Дмитрию Ивановичу чересчур уж сухим и скептичным — «человек виду нисколько не обещающего», как он выразился. Но очень скоро он убедился, что Сеченов — оригинальный, интересный и добрый человек. Менделеев даже считал, что на Сеченове «можно отчасти узнавать вкусы людей — к внешности они привязаны, она ли их руководит, или же они любят простоту, прямоту, теплоту души»… Сеченов в Гейдельберге занимался исследованиями содержания газов в крови и в других животных жидкостях и имел несколько печатных работ по физиологической химии. Близким другом Менделеева в Гейдельберге стал также Валерьян Савич, милый, доброжелательный человек, которому ужасно не везло в работах. Другим близким товарищем Менделеева был в эти годы В. Олевинский. Не получив химического образования, он лихорадочно старался наверстать упущенное, но богатое воображение все время совлекало его с пути настойчивого экспериментирования в сферу теоретизирования, не всегда подкрепляемого фактами. К этому кружку примыкали Н. Житинский, А. Майнов, К. Котельников. Кроме более или менее постоянных русских обитателей Гейдельберга, в городке за два года побывали медики С. Боткин, Э. Юнге, Л. Беккерс, работавший с Н. Пироговым во время Крымской войны, юрист Б. Чичерин, химик П. Алексеев, А. Ковалевский, бросивший химию и увлекшийся зоологией, ботаники Л. Ценковский, А. Фаминцын и М. Воронин, химии К. Лисенко, товарищ Менделеева по институту и будущий министр финансов И. Вышнеградский.

«Жизнь наша текла так смирно и однообразно, что летние и зимние впечатления перемешались в голове и в памяти остались лишь отдельные эпизоды, — вспоминал о гейдельбергской жизни Сеченов. — Помню, напр., что в квартире Менделеева читался громко вышедший в это время «Обломов» Гончарова, что публика слушала его с жадностью и что с голодухи он казался нам верхом совершенства. Помню, что А. П. Бородин, имея в своей квартире пианино, угощал иногда публику музыкой, тщательно скрывая, что он серьезный музыкант, потому что никогда не играл ничего серьезного, а только, по желанию слушателей, какие-либо песни или любимые арии из итальянских опер. Так, узнав, что я страстно люблю «Севильского цирюльника», он угостил меня всеми ариями этой оперы; и вообще очень удивлял всех нас тем, что умел играть все, что мы требовали, без нот, на память».

Чопорность гейдельбергских обывателей и заносчивость немецких студентов были причиной того, что общение молодых русских ученых с местным населением практически ограничивалось встречами с профессорами, в лабораториях которых они работали. И надо отдать должное гейдельбергским профессорам: они никогда не допускали по отношению к русским коллегам тех бестактностей, которыми тогда отличались профессора берлинские. Иван Сеченов, выехавший за границу раньше всех своих друзей, иронически улыбаясь, рассказывал им о том, как берлинский физиолог Дю-Буа Реймон угостил русских слушателей рассуждением, будто длинноголовая раса, к коей принадлежат германцы, обладает всеми возможными талантами, а короткоголовая, к коей принадлежат славяне, наделена в лучшем случае подражательностью. В противность этому гейдельбергский химик Эрленмейер, по словам самого Менделеева, при прощании сказал, что Менделеев ничего от немцев не взял, а только имел время раскрыться. И это не было скромничаньем из вежливости со стороны германского химика…

Когда Менделеев впервые появился у Р. Бунзена, тот демонстрировал студентам опыт со взрывом. Вооружившись длинной палкой с воткнутым в конце ее под прямым углом пером и нацепив на нос очки, он взрывал в открытых свинцовых тиглях йодистый и хлорный азот, а затем торжествующе показывал зрителям пробитые донья тиглей. Вообще взрывы были слабостью Бунзена, или папы Бунзена, как ласково именовали студенты своего любимца, хотя он и не был еще стариком. За любовь к взрывам, эту мальчишескую страсть, живущую в душе серьезного ученого, украсившего науку замечательным открытием — спектральным анализом, он поплатился глазом и ослаблением слуха. Но, будучи не в силах устоять перед искушением, он при каждом удобном случае норовил самолично показать студентам один-два взрыва.

Бунзен принял Дмитрия Ивановича с распростертыми объятиями, тут же нашел для него рабочее место и обещал сделать все от него зависящее. Но в действительности дело обернулось совсем не так, как можно было ожидать по любезному приему. Георг Кариус, работавший рядом с Дмитрием Ивановичем, изучал сернистые продукты, такие зловонные, что к вечеру у Менделеева раскалывалась от боли голова и грудь. Поприсмотревшись, молодой химик с изумлением убедился, что в прославленной бунзеновской лаборатории нет многих необходимых ему приборов, что даже весы «куды как плоховаты», что «все интересы этой лаборатории, увы, самые школьные». И тогда Дмитрий Иванович решил работать в домашней лаборатории, для устройства и оборудования которой ему надо было съездить в Париж.

По пути он заехал в Бонн к знаменитому «стеклянных дел маэстро» Г. Гейслеру. Заказав ему несколько точнейших термометров и катетометров — приборов для измерения удельного веса жидкостей, — Дмитрий Иванович не удержался и поучился у Гейслера работать со стеклом. Месяц в Париже был тоже насыщен работой. Здесь он заказал весы, насос, манометр, купил редкие препараты, побывал во многих лабораториях. В этот приезд он близко сошелся с харьковским химиком Николаем Бекетовым, который возил его по Парижу и познакомил со многими парижскими знаменитостями. «Бертело мне очень поправился простотой своей, своими оригинальными взглядами на вещи, своей начитанностью». «…Был у Дюма, познакомился с Вюрцем. Оба они чрезвычайно милы. У Дюма я вовсе не нашел того генеральства, о котором так много слышал», — вспоминал потом Менделеев.

Вернувшись из Парижа со всем оборудованием, с богатым набором необходимых препаратов, Дмитрий Иванович одну комнату превратил в лабораторию, проведя в нее газ, и засел за изучение капиллярности…

В ряду многочисленных определений гениальности есть одно на первый взгляд странное определение, принадлежащее английскому историку Т. Карлейлю. Он считал, что гениальность «означает трансцендентальную способность начать беспокоиться раньше всех». Интерес двадцатилетнего Менделеева к изоморфизму — поистине проявление этой самой «трансцендентальной способности», поскольку именно в своей студенческой диссертации Дмитрий Иванович сформулировал вопросы, которые определили основное направление его научных исследовании в последующие пятнадцать лет и ответом на которые явилось его великое открытие — периодическая система элементов.

Выясняя, что объединяет изоморфные вещества, что заставляет их атомы укладываться в один кристалл, студент Менделеев натолкнулся на интересное объяснение этих вопросов, выдвинутое некоторыми европейскими химиками. Они считали, что изоморфны лишь те вещества, у которых близки величины удельных объемов, то есть, как пишет Дмитрий Иванович, «объемы атомов вместе с их атмосферой». Он заприметил эту идею, и, когда, окончив свои изыскания, убедился, что одного изоморфизма далеко не достаточно для полного выявления сходств и различии между элементами, он немедленно делает следующий шаг — приступает к изучению удельных объемов различных веществ.

В наши дни трудно даже представить все то смешение, неопределенность и нечеткость понятии, которые царили тогда в химии и неимоверно затрудняли работу Менделеева. Достаточно сказать, что не было еще твердо проведено различие между атомом и молекулой, что еще не было уяснено до конца такое фундаментальное понятие, как валентность. Даже самое существование атомов считалось не более чем недоказанной гипотезой, и Менделееву, рассуждая об атомах, приходилось всякий раз оговариваться: «придерживаясь предположения современных последователей атомического учения». Из-за этой неопределенности основных понятий Менделеев при изучении удельных объемов вынужден был рассматривать как сложные вещества — органические и неорганические, — так и химические элементы. И что же выяснилось?

Оказалось, изоморфизм никак не связан с близостью удельных объемов, когда речь идет о сложных веществах — солях, кислотах, основаниях, спиртах, углеводородах, альдегидах. В подтверждение этого вывода Менделеев привел список изоморфных веществ с весьма далекими удельными объемами и список тел с близкими удельными объемами, но отнюдь не изоморфных. А после этого он объяснил, в чем заблуждались его иностранные коллеги: они просто принимали следствие за причину. В химии давно известны вещества, отличающиеся по химическому составу, но за всем тем дающие более или менее длинный ряд одинаковых реакции. Скажем, все кислоты окрашивают лакмусовую бумажку в красный цвет, а щелочи — в синий. Все растворы солей соляной кислоты при добавлении раствора ляписа дают белый творожистый осадок, постепенно темнеющий на свету, и так далее. Такие вещества химики назвали сходственными, и чем длиннее ряд одинаковых реакции, тем сходственнее, тем ближе вещества. Сходственность — это и есть главная причина изоморфизма, и только то, что у сходственных веществ часто бывают и близкие удельные объемы, породило заблуждение, с такой исчерпывающей полнотой объясненное Менделеевым.

Но, вычислив удельные объемы для химических элементов, Менделеев сразу обнаружил удивительные вещи. Скажем, у таких необычайно близких по химическим свойствам элементов, каковы галогены — хлор, бром, йод, — удельные объемы оказались очень близкими, а у столь же близких по свойствам щелочных металлов — лития, натрия, калия, — удельные объемы составляли почти точную пропорцию 1:2:4. И еще важное для себя открытие сделал Менделеев: у самых энергичных, бурно вступающих в реакции элементов — у галогенов и щелочных металлов — удельные объемы велики, а у малоактивных элементов, вроде иридия, платины и золота, удельные объемы, напротив, очень малы. «Чтобы дать себе некоторый отчет в этом отношении, можно представить легчайшие простые тела рыхлыми и как губка, удобопроницаемыми другими, тогда как тяжелейшие — более сдавленными, с трудом расступающимися для вмещения других элементов».

Так неожиданно вдруг обнаружилась связь между химической активностью элементов и «объемом атомов с их атмосферою»! А совершенно ясно, что эта самая «атмосфера» целиком зависит от сил сцепления… Тех самых сил сцепления, всю многозначительность и важность которых он интуитивно ощутил еще до того, как начал готовить магистерскую диссертацию об «Удельных объемах».

Изоморфизм, удельные объемы… Прочь косвенные методы! Менделеев решил атаковать проблему в лоб, непосредственным измерением узнать силы сцепления и, таким образом, «алгеброй поверить гармонию» — методами физики проникнуть в тайны сокровенной субстанции химии — в тайны вещества. И задача эта была столь деликатна, столь своеобычна, столь непроста, что для ее решения оказалась слишком примитивной лаборатория самого Бунзена, не устающего повторять: «Химик, который не есть также физик, есть ничто!»

Если, занимаясь изоморфизмом и удельными объемами, Дмитрий Иванович располагал обильным экспериментальным материалом, уже накопленным в науке трудами других, то на этот раз ему пришлось начинать почти на пустом месте. «Первое время, месяца два, — писал он в декабре 1859 года, — употребил на кучу предварительных исследовании, столь необходимых в работе, так новой для меня. Теперь уже дошел до той скорости работы, какую перейти невозможно. Средним числом для каждого тела надо три дня: день приготовить, калибровать и вычислять трубки, другой — очистить тело, третий — наблюдать капиллярность и удельный вес. Уже много органических соединении переработано мной: гомологические жирные кислоты и алкооли, эфиры, алдегиды, ароматические некоторые углеродистые водороды, глицерин, молочная кислота. Для конца работы надо еще, как оказалось теперь, определить те же данные при возвышенных температурах».