Четыре встречи. Жизнь и наследие Николая Морозова

Развивая идеи Праута и Дюма, я начал изучать основные органические вещества и сразу увидел, что можно из системы карбогидридов (углеводородов С_хН_у) составить периодическую систему по аналогии с периодической системой химических элементов Менделеева. Обе периодические системы оказались поразительно похожи. Различие их состояло лишь в одном: если у элементов изменения химических свойств наблюдались при возрастании «паевого веса», то у углеводородов те же изменения происходили при его убывании. Одна периодическая система являлась как бы зеркальным отражением другой.

Подобные представления привели меня к выводу, что такое сходство не может быть случайным и обе системы должны подчиняться некоторому общему структурному закону. Так я пришел к заключению, что атомы химических элементов не могут представлять собой нечто неделимое, а должны состоять из нескольких компонентов. Длительные размышления привели меня к выводу, что в образовании атома принимают участие протоводород h (вес атомикула 1), протогелий х (вес атомикула 2) и небулёзий или архоний Z (вес атомикула 4), анодий Ап и катодий Kt, которые несут в себе положительное и отрицательное электричество. Индивидуумы х, h и Z должны реально существовать в природе как последняя ступень осложненных первичных единиц, из которых построены атомы тех металлов и металлоидов, которые я определил именем археогелидов. Археогелидами я называл химические атомы элементов, образовавшиеся из более мелких частиц — архония и гелия. Архоний — газ небесных туманностей — частица Z с восемью электроотрицательными единицами сродства. Я предполагал, что неизвестный, или еще неузнанный, химический элемент Z, играющий роль углерода в периодической системе современных минеральных элементов, вероятно, является представителем совершенно особой системы архаических элементов, глубоко погребенных в недрах современной Земли.

Я боялся, как бы мое введение электрических зарядов — Kt и Ап — в структуры атомов не скомпрометировало в глазах современных химиков и остальной части общества мою работу. В то время мне и в голову не приходило, что опытная физика уже стоит накануне одного из величайших открытий, которое должно было сразу преобразовать прежние представления об электрических явлениях как раз в том смысле, какой указывала для них моя теория.

Действительно, что такое мой «катодий» и «анодий»? Те самые отрицательные и положительные электроны, или электрические атомы, о которых теперь все говорят и пишут.

Я считал, что если закон периодичности есть действительно физический закон, а не искусственное эмпирическое сближение разнородных физических факторов и химических индивидуумов, не имеющих на деле ничего общего между собой, то он должен быть в то же время и законом, выражаемым математически. И эту мысль я подтвердил рядом алгебраических формул, отображающих функциональную зависимость между атомным весом, валентностью и числом звеньев интраатомной цепи.

Периодическое подрастание и падение валентности элементов я связывал со степенью их ионизации, зависящей от внутреннего строения атомов. В связи с объяснением периодичности валентности мне удалось разработать структурную модель молекул. Тогда получалось, что все химические реакции происходят благодаря существованию у молекул «пунктов сцепления», отражающих их отрицательные и положительные валентности. Сумма положительных и отрицательных валентностей всегда равна восьми, за исключением водорода и гелия, сумма валентностей у которых равна двум, причем водород имеет один пункт сцепления.

Дальнейшее сравнение обеих периодических систем показало, что таблица Менделеева должна быть дополнена еще одним, совершенно отсутствующим в ней столбцом химически неактивных элементов, аналогичных предельным углеводородам в таблице карбогидридов. Я подсчитал приблизительные величины их атомных весов: 4; 20; 40; 82; 128 и т. д. По моим соображениям, все они должны быть легкими инертными газами, по всей вероятности, входящими в состав земной атмосферы. Интересно отметить, что именно так и оказалось, когда эти элементы были открыты. Но именно этот вывод вызвал главные возражения со стороны моего товарища по заключению И. Д. Лукашевича — первого критика моей теории. Он отмечал, что земная атмосфера достаточно хорошо исследована, и присутствие в ней неоткрытых газов представлялось ему совершенно невероятным. Какова же была моя радость, когда я узнал, что в Англии В. Рамзай и Д. Рэлей в 1894 году открыли в атмосфере химически инертный элемент, названный аргоном. В тот же самый момент, как я узнал, что его атомный вес близок к 40, он был зарегистрирован мной в то самое место периодической системы Менделеева (дополненной на основании моих структурных представлений недостававшей в ней полной восьмой колонкой), где он теперь и находится. После этого у меня уже не было ни малейшего сомнения, что будут открыты и все остальные элементы этой необходимой для меня серии, и открытие каждого нового ее члена было для меня настоящим праздником.

Для меня было ясно, что инертные элементы являются тем мостом, который связывает химию и физику и прокладывает путь к исследованию структуры атома. Этот столбец стал ключом к пониманию периодической системы. Поэтому естественно, что я поместил безвалентный по водороду столбец справа и в дальнейшем подчеркивал необходимость объединения нулевого и восьмого столбцов таблицы Менделеева в один, расположенный справа. Мне было совершенно ясно, что безвалентность инертных элементов вызвана «насыщением» всех восьми их свободных валентностей. Следовательно, эти элементы, наиболее сложные в своем ряду, и должны его замыкать, а не начинать, так как в периодической системе наблюдается развитие элементов от простого к более сложному. Кроме того, при сравнении системы Менделеева с системой углеводородных радикалов оказалось, что гелий и водород располагаются над столбцом инертных газов в соответствующих таблицах. Размышляя об особом положении этих газов, я пришел к выводу, что оно тесно связано с происхождением химических элементов из более простых, к которым прежде всего следует отнести водород и гелий.

Спектральный анализ — это могущественнейшее орудие исследования химического состава светящихся миров — создал новую эру в истории естествознания и сделал легко осуществимым то, о чем до этого не смели и мечтать. Спектроскопические исследования, проведенные в конце XIX века, показали, что как наша планетная система, так и самые отдаленные звезды и туманности состоят из тех же элементов, которые были найдены на Земле.

Объединяя данные физики и астрономии, я занялся разработкой эволюционной теории образования химических элементов, а также превращения одних элементов в другие.

Я задал себе вопрос, можно ли заключить, что каждый из известных нам до сих пор семидесяти восьми видов материи так же вечен, как и она сама; что газы нашей атмосферы, металлы земной коры и все вообще химические элементы, наблюдаемые нами на небесных светилах, не произошли и не происходят где-нибудь теперь, среди туманных скоплений, носящихся в бездонной глубине небесных пространств?

Конечно, нет. Атомы химических элементов тоже должны совершать свою эволюцию в бесконечной истории мироздания.

Таким образом, вопрос о происхождении химических элементов я неразрывно связывал с общей эволюцией небесных тел. Поэтому, рассматривая процессы, приведшие к образованию современных химических элементов на Земле, я широко привлекал все известные в то время астрофизические данные. Я обратил особое внимание на изменение процентного содержания химических элементов на разных глубинах туманности Ориона, имеющей однородный химический состав. Рассматривая спектроскопические наблюдения звезд и туманностей, комет и планет, я высказал ряд предположений о происхождении этих объектов. Проследив эволюцию химических элементов в космосе, я поставил вопрос о возможности их разложения и синтеза в земных условиях.

Можно было вывести и законы их образования из трех компонентов небесных туманностей — протогелия, протоводорода и небулёзия, но каким путем их создала природа, оставалось лишь гадать по тем отрывочным фактам, которые доставляла нам только нарождавшаяся тогда химия неба.

Многочисленные накопившиеся факты и их обобщения, которыми мы обязаны главным образом великому исследователю этой области знания, английскому астрофизику Локьеру, дают нам возможность проследить историю наших металлов и металлоидов на каждой стадии развития небесного светила и удостовериться собственными глазами, что все они — продукты эволюции звезд в определенный период их жизни и что они одни и те же на каждой звезде в ту же самую стадию ее развития.

Следствием моей теории было предположение, что раз в процессе образования химических элементов гелий и водород играют главную роль, то они должны быть наиболее распространенными в космическом пространстве. Мы сегодня знаем, что так оно и есть.

Однако я понимал, что для разложения и синтезирования элементов нужны не обычные химические средства, а особые физические методы. Уже после тюрьмы, в 1910 году, я, про-анализировав явления радиоактивного распада, подробно рассмотрел его сущность и пришел к выводу, что при радиоактивном распаде сначала отделяются «наиболее наружные компоненты» — электроны, а затем — полуатомы гелия.