Менделеев

Мирный договор еще не был заключен, а русский профессор Менделеев уже спешил сесть в берлинский поезд. Он ехал в заграничную поездку по своей надобности, без всяких служебных поручений. В Берлине он попал на заседание Химического общества, членом которого был избран совсем недавно, и пообщался с коллегами Раммельсбергом, Шерингом, Байером и Вихельхаузом. Поговорили о менделеевской классификации элементов и заодно обсудили другие открытия последнего времени. Дмитрий Иванович, почувствовавший, что воспринимается здесь серьезно и уважительно, отписал жене: «Отлично провел время среди берлинских химиков». Затем, наполненный новыми мыслями и свежими научными известиями, он отправился в путь через знакомые города — Герлиц, Лейпциг, Геттинген, Бремен…

В Бремене теперь жила Агнесса Фойхтман с дочерью. Менделеев хотя и сомневался в своем отцовстве, но формально его признавал, выплатил Агнессе при рождении ребенка две тысячи гульденов и до самого замужества Розамунды высылал деньги на ее воспитание. Встреча прошла вежливо и без особых эмоций. Дмитрий Иванович, ценивший каждую минуту, прямо в ходе этого визита уселся за письмо «голубчику Физе», где описал свое впечатление от немецких химических лабораторий в Лейпциге и Геттингене и далее сообщил: «А вчера приехал в Бремен. Роза здорова и выросла, но ее отец(Агнесса вышла замуж. — М. Б.) не отпускает(вероятно, Менделеев приглашал девочку погостить в своей семье. — М. Б.). Он, кажется, хороший человек, но едва ли даст образование ребенку. Сейчас Роза стоит тут, передо мною, и просит поклониться тебе и поцеловать Володю и Лелю. Ей уже 10 лет, она хорошо читает».

Из Бремена Менделеев двинулся в Ганновер, оттуда — в Бонн, где он душевно пообщался со старым знакомцем механиком и стеклодувом Гейслером, тем самым, что когда-то изготовил для него «неподражаемо хорошие приборы».Конечно, он не мог при этом не вспомнить другого мастера — Саллерона, но дорога к старому другу в послевоенный и послереволюционный Париж была всё еще рискованна. Слава богу, многие французские ученые, и среди них Дюма и Мариньяк, пережидали смутные времена в Женеве. Туда он и направился, всего на несколько дней задержавшись в Гейдельберге. Заглянул в Badischer Hof, вспомнил старых друзей и подруг, поел из знакомой посуды, с умилением попил чаю из стаканов в «русских» подстаканниках. Здесь когда-то они сиживали с Сеченовым, Бородиным и Савичем. Савича уже нет, Бородин живет полной жизнью — профессорствует, учит женщин-врачей, пишет музыку. А Сеченову не повезло — после выхода «Рефлексов головного мозга» для него начались плохие времена. Цензурный комитет обвинил автора «в материализме» и всех смертных грехах, вплоть до того, что он, «разрушая моральные основы общества в земной жизни, тем самым уничтожает религиозный догмат жизни будущей». Тираж сожгли. Начальство пригрозило увольнением и даже уголовным преследованием. В конце концов он сам ушел из Медико-хирургической академии — не мог стерпеть, что их общего друга Илью Мечникова забаллотировали при выборах в профессора. За что же травили? Может, за слова: «Смеется ли ребенок при виде игрушки, горько ли улыбается Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактором является рефлекторное мышечное движение — ответ на возбуждение, поступающее в мозг из внешней среды»? Неучи! Взял, конечно, старого друга к себе, в университетскую лабораторию. Жаль, поработать вместе пришлось недолго — уехал Иван Михайлович преподавать в Одесский университет. И Мечников там же, в Одессе…

В Гейдельберге хотелось повидаться с Эрленмейером, но тот, как назло, оказался в отъезде (через неделю Менделеев отыщет его в Мюнхене). Зато Дмитрий Иванович встретился с А. Ладенбургом, с которым когда-то познакомился в лаборатории Р. Бунзена и Г. Кирхгофа. Этому человеку стоило пожать руку — за пару лет до войны он опубликовал «Лекции по истории развития химии от Лавуазье до нашего времени». К тому же Ладенбург оказался горячим сторонником менделеевского открытия и был уверен в его приоритете. В Гейдельберге Менделеев не упустил возможности совершить выгодную сделку — продал местному коллекционеру и торговцу Г. Блатцу 88 граммов привезенного с собой циркона (некоторое его количество он совершенно бесплатно послал английскому ученому Г. Роско), а у того накупил необходимые для работы минералы, в том числе гадолинит, ортит, вольфрам и лейцит.

Наконец он добрался до Женевы. Старик Дюма был полон доброжелательности, и дело было не только в симпатии к молодому русскому химику. Француз очень заинтересовался периодической таблицей и исследованиями Менделеева в области редкоземельных элементов. Говорили много и по существу. Дюма, с ходу вникший в суть вопроса, рассуждал точно и копал глубоко. Расставаясь, он попросил держать его в курсе всего, что происходит вокруг и «внутри» таблицы. Это была серьезная поддержка. Но абсолютное доказательство его правоты могло принести только время. «Из Женевы перебрался сюда, в Веве, чтобы немного свести мысли и вздохнуть… Дела, какие следовало, собственно говоря, все обделал и теперь надо воротить оглобли назад».В середине июня Дмитрий Иванович уже был дома.

Несмотря на привычное обилие петербургских и бобловских занятий, основное внимание Менделеев по-прежнему отдавал разработке своего учения о периодичности. Таблица быстро совершенствовалась. Важным шагом стало исследование форм кислородных и водородных соединений, в ходе которого ученый открыл еще один принцип периодической системы: высшая форма этих соединений характеризует принадлежность элемента к данной группе (сама идея высшей формы родилась у Менделеева еще в ходе его работы над теорией пределов). Далее он приходит к выводу о неправильном размещении в таблице таллия, свинца и висмута. Сопоставив удельные объемы этих элементов, Дмитрий Иванович сдвигает их соответственно в третью, четвертую и пятую группы. Уран, место которого в третьей группе Менделеев с самого начала считал сомнительным, находит надежный приют в шестой группе как аналог хрома, молибдена и вольфрама. В поисках элемента, способного заполнить пустоту в третьей группе, Менделеев обращает внимание на индий. После детального анализа свойств его соединений и проверки атомного веса этот элемент был помещен в эту группу. Результаты проверки атомного веса индия, которую Дмитрий Иванович производил методом измерения теплоемкости на приборе собственной конструкции, вскоре получают подтверждение от его старого знакомого Бунзена, использовавшего для этого совершенно другую аппаратуру.

Уже к 1871 году таблица приобрела многие важнейшие черты своего нынешнего вида. Тем не менее в России и на Западе она часто воспринималась всего лишь в качестве гипотезы. Скепсис со стороны научного сообщества странным образом поддерживался самим Менделеевым, чья вера в открытие была незыблема. Дело в том, что он и сам не понимал, почему Периодический закон действует именно таким образом. Мощная интуиция, безошибочное ощущение научной истины не могли заменить точного физического объяснения. Такое объяснение было невозможно до разработки модели атома. Великий ум, только что совершивший огромный научный прорыв, оказался в ловушке времени. Его удивительное зрение (вспомним, в детстве он был уверен, что видит две составляющие Сириус звезды) не могло заменить собой полвека исканий лучших умов Европы. Кроме этого — главного — вопроса, неподъемной для одинокого исследователя оказалась проблема поиска и размещения в таблице предсказанных им редкоземельных элементов. Он был готов к кропотливой, однообразной работе, но эта работа должна была давать хоть какой-нибудь результат. Вскоре Менделеев понимает, что тратит время зря. Найдя правильное место для лантана и иттрия, для всех остальных он выбирает промежуточное решение — оставляет семейству редкоземельных элементов почти три ряда таблицы. В декабре 1871 года ученый прекращает свои изыскания в этой области и обращается к совершенно новой тематике — исследованию газов. Впрочем, этот шаг был отнюдь не случайным.

В последние годы жизни Д. И. Менделеев внесет в Периодическую систему еще один, нулевой, период и нулевой ряд, куда он намеревался поместить элемент, в миллионы раз более легкий, чем водород. Ученый даже подобрал ему название — ньютоний. Менделеев полагал, что ньютоний — не только наилегчайший, но и химически наиболее инертный элемент, обладающий высочайшей проникающей способностью. Иначе говоря, Дмитрий Иванович был намерен вписать в свою таблицу мировой эфир, неуловимое вещество, через которое, еще по мнению Пифагора, к нам доходят лучи Солнца. Причем мысль об этом элементе начала формироваться в его голове задолго до семидесятых годов XIX века.

Он не был первым, кто после Пифагора вспомнил об эфире. Странную идею древнего идеалиста повторил в свое время материалист Аристотель, веривший, что природа не терпит пустоты. До XVII столетия понятие мирового эфира, будучи пригодным для любой системы взглядов и вообще не обязательным, существовало, не вызывая никаких драм, пока Ньютон не создал теорию тяготения и не исчислил математически его силу. А чем передается эта сила, ни предшественники Ньютона, ни сам сэр Исаак не знали. Кое-кто — например Декарт — предлагал всё тот же эфир — «тонкую материю» пространства, наделяя его совершенно нереальными свойствами; однако Ньютону, создателю опытной физики, этот эфир не подходил совершенно. Да он поначалу и не был ему нужен: к чему какие-то гипотезы, раз без них можно исчислять движение небесных тел? Но затем Ньютону пришло в голову, что, наверное, что-то в этом роде существует и, проникая сквозь небесные тела, постоянно стремится к Земле, увлекая эти тела за собой. Но тогда почему это движение осуществляется только в одну сторону, ведь тяготению подвластны все тела? Значит, эфир, конкретный и материальный носитель притяжения, все-таки существует? И тут началась мука мученическая. Увидеть эту субстанцию, изучить невидимый эфирный механизм тяготения Ньютон не мог, но он уже был уверен в его существовании, тем более что успел убедиться (испытывая огромное внутреннее сопротивление) в волновой природе света. Значит, частица света пересекает пространство на какой-то волне? На какой же, черт побери?! «Предполагается, — писал он, — что существует некая эфирная среда, во многом имеющая то же строение, что и воздух, но значительно более разреженная, тонкая, упругая… Немаловажным аргументом в пользу существования такой среды служит то, что движение маятника в стеклянном сосуде с выкачанным воздухом почти столь же быстро, как и в открытом воздухе». Но это были наблюдения опосредованные. Стоило Ньютону и его коллегам обозначить приблизительные характеристики эфира, как получался, по определению автора книги «Предчувствия и свершения» И. Л. Радунской, «…монстр, сгусток противоречий, соединение несоединимого, объединение необъединимого. Неуловимее привидения, более разрежен и прозрачен, чем воздух, маслянистее масла…». Этот «монстр» будет мучить гениального британца до конца жизни. В итоге сэр Исаак откажется судить об эфире определенным образом, оставит эту проблему другому гению.

Дмитрий Иванович «увяз» в эфире практически еще при написании «Удельных объемов», когда обратил внимание на встречающееся в ряде исследований нарушение законов Бойля — Мариотта и Гей-Люссака, регламентирующих соотношения между давлением, температурой и объемом газов, а потом в Гейдельберге, когда с непонятным упорством искал механизм взаимодействия молекул. Это ощущение всеобщего межмолекулярного поля, по всей видимости, не покидало его никогда, поэтому вполне естественно, что, убедившись в отсутствии прямых путей к физическому обоснованию Периодического закона, он начал искать разгадку в природе сил тяготения и свойствах передающей среды. Менделеев предполагал, что эфир может быть специфическим состоянием газов при большом разрежении или особым газом с очень малым весом.

Вслед за Ньютоном, наблюдавшим за маятником внутри колбы с выкачанным воздухом, Дмитрий Иванович был намерен разгадать тайну вещества в разреженной газовой среде. Возможно, в этих условиях вещество ослабляет маскировку эфира своими свойствами? Потом он изобретет другие способы охоты за эфиром, но сейчас его больше всего интересуют газы.

Не обращая никакого внимания на то, что он снова покидает химию и уходит в область физики (« Химик, который не есть также физик, есть ничто»), Менделеев вновь, как когда-то в Гейдельберге, начинает конструировать специальное оборудование. Им разрабатывается программа исследования упругости газов и определения термического коэффициента их расширения в широком интервале давлений. Подобные планы требовали весьма значительного финансирования. Оплатить такую работу могло только государство. И тут блестящим образом проявилась способность Менделеева не просто связывать воедино фундаментальные и прикладные проблемы, а оказываться на стыке теоретических и практических исследований.