Помоги проекту - поделись книгой:
ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ
МЕНДЕЛЕЕВ
В ряду ученых, раскрывших важнейшие законы мироздания, одно из почетных мест принадлежит Дмитрию Ивановичу Менделееву. Менделеев был революционером в науке, творцом новых научных воззрений. Каждый советский человек — солдат, матрос и офицер, рабочий, инженер и конструктор, колхозник, агроном и селекционер, студент, преподаватель и ученый — черпает в биографии и трудах Менделеева образцы самоотверженного труда, неукротимой энергии, настойчивости, преданности научной истине, неразрывной связи практики и науки.
Менделеев открыл научные законы, применение и развитие которых расширило знания людей о невидимом мире мельчайших частиц вещества и вместе с тем позволило поставить на службу человеку чрезвычайно мощные источники энергии, таившейся внутри этих частиц. Имя Менделеева бессмертно прежде всего потому, что он открыл периодический закон, показав, что химические свойства элементов периодически изменяются в ряду элементов, расположенных в порядке возрастания атомного веса. Этим гениальным обобщением химических и физических знаний Менделеев во многом способствовал развитию современной физики и химии и прежде всего учения об атомах, атомных ядрах и элементарных частицах. Атомная физика, выросшая в значительной степени на основе периодического закона, развиваясь дальше, привела к освобождению энергии атомных ядер, а затем и к практическому использованию атомной энергии. Периодический закон Менделеева двинул вперед химию и химическую технологию, он раскрыл новые возможности поисков и использования полезных ископаемых и оказал мощное воздействие на многие области современной науки и техники.
Наряду с периодическим законом Менделееву принадлежит ряд других крупных физических и химических открытий, а также выдающихся технологических идей, в том числе идея подземной газификации угля.
Менделеев внес значительный вклад и в боевую технику основных родов войск. Артиллеристы и минеры, пехотинцы и минометчики помнят о Менделееве как о создателе бездымного пороха. Летчики знают, что Менделеев своими трудами по теоретическим основам аэродинамики, работами, посвященными свойствам верхних слоев атмосферы, а также творческой помощью пионерам авиации способствовал рождению воздушного флота. Солдаты и офицеры танковых войск вспоминают о теоретических работах Менделеева, лежащих в основе учения о сплавах и практических достижений металлургии в области специальных сталей. Летчики, танкисты, личный состав моторизованных войск хранят благодарную память о работах Менделеева по нефти, способствовавших широкому развитию производства моторного топлива. Нет сейчас ни одной крупной области военной техники, так же как нет ни одной области металлургии и топливной промышленности, так же как нет ни одной крупной области физики и химии, где не сказалась бы прямым или косвенным образом творческая деятельность Менделеева.
Каков же был жизненный путь великого ученого, как отразились на нем исторические условия, каковы основные этапы творчества Менделеева? Научная деятельность Менделеева охватывает почти всю вторую половину XIX столетия и первые годы нашего века. Она началась незадолго до 1861 года — года отмены крепостного права — и закончилась в период первой русской революции. За эти полвека Россия прошла большой путь. После отмены крепостного права капиталистическая промышленность быстро пошла вперед. До этого крепостное право мешало быстрому развитию промышленности. Остатки крепостных порядков сохранились и после 1861 года. Отсталое крестьянское хозяйство было опутано цепями арендной платы, грабительскими штрафами, громадными податями. Обнищавшие крестьяне уходили в города. Здесь, несмотря на задерживавшие промышленное развитие остатки крепостничества, в 60–70-е годы сравнительно быстро выросли крупные фабрики. В 90-е годы начался еще более заметный промышленный подъем. До конца века было проложено свыше двух десятков тысяч верст новых железных дорог, выросло производство металла, угля и нефти. Эти отрасли промышленности поставили новые задачи перед естествознанием, особенно перед механикой, физикой и химией. Ряд передовых естествоиспытателей стремился своим творческим трудом способствовать научно-техническому прогрессу. При этом передовые ученые сталкивались с невыносимо тяжелыми условиями, в которых находилась наука в царской России. По словам известного советского химика Н. Д. Зелинского, положение науки «было поистине трагичным. Вековая отсталость, неизбывная нужда народа, периодические голодовки, невероятные трудности практического применения научных знаний, рогатки перед выходцами из народа, стремившимися попасть в науку, скудость и малочисленность научных центров и в этих центрах — нищенские лаборатории и всесильные чиновные попечители».
Эта картина была мрачной, но не беспросветной. Жизнь шла вперед, в России росла промышленность, рос, сплачивался и закалялся в первых революционных битвах рабочий класс. Крестьянство, страдавшее от крепостной эксплуатации, а потом от бесчисленных пережитков крепостничества, гибнувшее от частых голодовок, опутанное сетью поборов, бесправное и угнетенное, роптало и волновалось. Выразителями его революционных стремлений и чаяний были передовые русские мыслители. Лучшие представители русской интеллигенции стремились облегчить судьбу народа, распространить в широких кругах научные знания, способствовать развитию промышленности и освоению природных ресурсов России, поколебать и рассеять суеверия, мешавшие народу видеть правду. В 60-е годы в России начала свою деятельность замечательная плеяда выдающихся естествоиспытателей, оказавших большое влияние на промышленность, культурное и идейное развитие страны и двинувших вместе с тем далеко вперед мировую науку.
60–70-е годы — замечательный период в русской науке. В это время А. М. Бутлеров объяснил сложные вопросы органической химии, создав учение о строении молекул, А. Г. Столетов открыл ряд основных закономерностей в области фотоэлектричества, П. Н. Яблочков и А. Н. Лодыгин изобрели электрическое освещение, В. О. Ковалевский раскрыл историю развития организмов, живших за миллионы лет до нас, И. М. Сеченов заложил основы учения о сознании, К. А. Тимирязев своими работами продвинул вперед учение о процессах, происходящих в зеленых клетках растений под влиянием света. В этот же период русская наука в лице Д. И. Менделеева показала связь между различными химическими элементами и этим положила начало новому периоду изучения строения вещества.
ЖИЗНЬ МЕНДЕЛЕЕВА
Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (ст. ст.) 1834 года в Тобольске, в семье директора местной гимназии. Вскоре после рождения Менделеева его отец ослеп и был вынужден выйти в отставку. Семья бедствовала и вскоре переселилась из Тобольска в Аремзянку — деревню в 25 верстах от Тобольска, где находился стекольный завод, принадлежавший родственникам Менделеева. Заводом управляла мать Менделеева — энергичная и умная женщина, о которой Менделеев на всю жизнь сохранил благодарные воспоминания. Завод в Аремзянке был старый, он существовал с середины XVIII века. Рядом с заводом находилась деревня, и Менделеева с детства окружали деревенские впечатления. Через несколько лет удачная операция возвратила зрение отцу Менделеева, и семья переселилась вновь в Тобольск, где Менделеев поступил в гимназию. Вспоминая о своих гимназических годах, Менделеев говорит о пробудившихся у него уже в то время научных интересах. Он недолюбливал гимназическую латынь, зато усиленно занимался географией и естественными науками.
В 1847 году умер отец Менделеева, вскоре умерла старшая сестра, другие братья и сестры разъехались, семья распалась. Мать отвезла Менделеева в Москву, пыталась определить его в университет, но это не удалось. Тогда она с сыном поехала в Петербург, и здесь в 1850 году Менделеев был принят в Главный педагогический институт.
Среди профессоров Главного педагогического института было несколько крупных ученых, которые давали в своих лекциях подлинно научные знания и пробуждали у слушателей действительно интерес к науке. Особенное значение имели лекции крупного механика и математика академика М. В. Остроградского по математике, лекции известного исследователя электромагнетизма академика Э. X. Ленца по физике и курс химии, который читал А. А. Воскресенский. На будущего великого химика в то время оказали влияние не только этот курс химии, но и физико-математические науки. В лекциях Остроградского математика была тесно связана с механикой, астрономией и физикой. Лекции по физике, читавшиеся Ленцем на высоком научном уровне, также давали немало материала для научных размышлений юноши. Товарищи Менделеева по студенческой скамье вспоминали его интерес к математическим и физическим знаниям, хотя Менделеев сразу же выбрал химию своей основной специальностью. Что касается курса самой химии, то Менделеев неоднократно говорил впоследствии, что лекции Воскресенского пробудили в нем стремление к самостоятельному труду, привили некоторые экспериментальные навыки и критическое отношение к старым химическим теориям.
Летом 1855 года, окончив институт, Менделеев отправился в Симферополь, где ему было предоставлено место учителя. Это было время Крымской войны, и по дорогам юноша встречал обозы, шедшие к осажденному Севастополю. Симферополь находился вблизи от фронта, занятий здесь не было, и Менделеев вскоре переехал в Одессу. Здесь он подготовился к магистерскому экзамену и весной 1856 года вернулся в Петербург, где защитил диссертацию на тему «Об удельных объемах» и приступил к чтению лекций по теоретической химии в университете.
Два года спустя Менделеев получил заграничную командировку и поехал в Германию. Он поселился в небольшом городке Гейдельберге, знаменитом своим университетом. Менделеев начал работать в лаборатории Бунзена, известного химика, открывшего вместе с Кирхгофом спектральный анализ. Вскоре Дмитрий Иванович создал в Гейдельберге собственную лабораторию и приступил к напряженному исследовательскому труду. Лишь изредка он участвовал в экскурсиях в Швейцарию и Италию вместе со своими друзьями из русской молодежи, учившейся в Гейдельберге. Особенно тесно он подружился с будущим крупным химиком и знаменитым композитором А. П. Бородиным и с будущим великим физиологом И. М. Сеченовым. Группа передовой русской молодежи собиралась по вечерам у Т. П. Пасек — двоюродной сестры Герцена. В оживленных беседах юноши обсуждали содержание новых статей Герцена. Статьи Герцена и общение с демократически настроенными сверстниками позволили Менделееву уже в то время критически подойти к западноевропейской действительности. Менделеев вел в это время дневник, и записи в нем представляют первостепенный интерес для истории идейного развития молодого ученого. Менделеев приветствует национально-освободительное и революционное движение в Европе. Побывав в Италии и увидев, как эту страну в то время терзали реакционное духовенство, королевский двор Бурбонов и хозяйничавшие в ней австрийцы, Менделеев писал:
«Погодите немного, дайте итальянцам сбросить иго попов, мертвящих все живое, австрийцев, бурбонов, дайте немного выродиться тем грязным свойствам, какие породили это долгое совокупное влияние папской темноты и инквизиции и полицейских преследований, — и вы увидите, что единая Италия — она теперь не пуф, она не слова…»
Менделеев глубоко сочувствовал революционно-освободительному движению итальянского народа, которым руководил знаменитый итальянский революционер Гарибальди. Менделеев писал о Гарибальди:
«Где, скажите, был когда-нибудь такой человек, как Гарибальди? Он все сделал для Италии, он колотил австрийцев, он освободил Сицилию, куда вступил с 1000 человеками всего, его приближение заставило бежать Бурбона из Неаполя, куда Гарибальди вступил уже с 60 000 сподвижников. Он всех и каждого очаровывает, заставляет бросить личные цели для общих, его красноречие просто, как и он сам, — моряк, генерал не по чину, а по природе, правитель, оратор. И этот человек, кому молятся простолюдины, как богу, кого уважает и знает весь мир, на кого надеется Италия, — он не берет ни почестей, ни денег, ходит в своей красной куртке и ездит в карацельке. Где примеры этого найдете в мире? Счастлива страна, которая может назвать, может производить таких людей, как Гарибальди. Невозможно удержаться, чтобы не говорить о Гарибальди, видевши, что сделал он, а потому простите за политику».
Менделеев побывал и в Париже, посвятив наиболее яркие строки своих писем на родину французским пролетариям. Рабочие Парижа, хорошо помнившие недавнюю революцию 1848 года, произвели глубокое впечатление на юношу. Он писал о французских рабочих:
«Остается прибавить к этому, что народ, т. е. сами блузники, рабочие Парижа, — это для меня было новое племя, интересное во всех отношениях. Эти люди, заставлявшие дрожать королей и выгонявшие власть за властью, — поразительны: честные, читают много, изящны даже, поговорят о всем, живут настоящим днем, — это истинные люди жизни; понимаешь, что встрепенутся толпы таких людей, хоть кому будет жутко. Это класс, совершенно отличный от буржуазии, от торгашей; те сладки, вертлявы — просто французики, каких мы знаем, плутишки, барышники, не те, которым принадлежит история Франции».
Основные помыслы Менделеева принадлежали в это время начатой им научной работе. Он стремился объяснить химические явления с позиций атомистики — учения об атомах и молекулах. Менделеева особенно интересовала природа сил, притягивающих друг к другу различные атомы. Эти силы, по мнению Менделеева, тождественны по своей природе с силами, толкающими друг к другу молекулы вещества. В одном из своих отчетов Менделеев писал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия. Еще Ньютон был убежден, что причина химических реакций лежит в простом молекулярном притяжении, обусловливающем сцепление и подобном явлениям механики».
Таким образом, Менделеев хотел объяснить причины химических реакций, проникнув в природу силы химического сродства. «Убежденный, — писал он в одном из своих отчетов, — в тождестве силы химического сродства с силою сцепления и уверенный, что возможно полное решение вопросов о причинах химических реакций не может быть сделано без знания величины молекулярного сцепления, я выбрал эту столь мало обработанную область своею специальностью».
Менделеев старался уделить в своих исследованиях особое внимание явлениям, при изучении которых можно было приблизиться к пониманию сущности молекулярного притяжения.
Ниже мы более подробно остановимся на этих работах, но уже сейчас отметим, что хотя Менделееву и не удалось объяснить химическое сродство «как механическое явление», но исследование сил сцепления привело его к крупному открытию. До работ Менделеева полагали, будто существуют газы, которые нельзя превратить в жидкость; Менделеев показал, что при определенной температуре, характерной для каждого газа, движение молекул становится настолько быстрым, что связь между ними не сохраняется даже при сильном давлении, но при температурах ниже этого уровня каждый газ может быть превращен в жидкость. Что же касается химического сродства, или, говоря нагляднее, сил, заставляющих атомы соединяться в молекулы, то природа этих сил оказалась крайне сложной. Она была выяснена с помощью понятий и представлений атомной физики, появившихся много позже, уже после смерти Менделеева.
В 1860 году Менделеев в составе русской делегации участвовал в съезде химиков в Карлсруэ в Германии. Одна из основных задач, которая была решена этим съездом, состояла в четком определении некоторых понятий, хорошо известных сейчас самым широким кругам. Речь идет о понятиях атома, молекулы и т. п., а также об атомном весе. В начале XIX века итальянский физик Авогадро доказал, что газы состоят из молекул, включающих один, два и т. д. атома, и что при одинаковом давлении и температуре в одинаковых объемах во всех газах содержится одно и то же число молекул. Отсюда вытекала возможность вычислить, во сколько раз молекула одного газа тяжелее молекулы другого, иными словами, вычислить относительные веса молекул — молекулярные веса. Для этого достаточно сравнить удельные веса различных газов при одном и том же давлении и температуре или, что то же самое, сравнить веса одинаковых объемов газа. Поскольку эти объемы содержат одно и то же число молекул, различия в весе будут в точности пропорциональны различию в весе самих молекул. Открытие Авогадро позволяло вычислить и относительные веса атомов — атомные веса. Для этого нужно было знать, сколько атомов входит в молекулу газа, что в свою очередь требовало отчетливого представления о весовых отношениях, в которых соединяются между собой различные элементы. При образовании воды из водорода и кислорода одна весовая часть водорода, соединяясь с восемью частями кислорода, образует девять весовых частей воды. Однако не только весовое количество вещества, но и их объемы находятся между собой в сравнительно простых отношениях. При образовании воды два объема водорода, соединяясь с одним объемом кислорода, образуют два объема воды. В свете открытий Аво-гадро из такого соотношения объемов вытекает, что две молекулы водорода, соединяясь с одной молекулой кислорода, дают две молекулы воды (2Н2+O2=2Н2O). Весовые же пропорции означают, что одна молекула кислорода в восемь раз тяжелее, чем две молекулы водорода. Изучая подобным образом различные химические реакции, можно вычислить относительные веса атомов и молекул. Так как соединения веществ с кислородом были особенно подробно изучены, веса атомов стали относить к весу атома кислорода, приняв его за 16. При этом атомный вес водорода оказался приблизительно равным единице.
Нужно сказать, что в определении атомных весов в течение всей первой половины XIX века существовала изрядная путаница. Химики, исходя из различных химических реакций, приходили к различным весовым и объемным отношениям и поэтому одним и тем же элементам приписывали порой самые различные атомные веса. Поэтому большое значение имела попытка итальянского химика Канниццаро систематизировать сведения об атомных весах. Канниццаро изложил свои взгляды в книге «Сжатый очерк преподавания теоретической химии», вышедшей в 1858 году. В этой книге он исходил из открытия Авогадро. Он определял молекулярные веса паров различных веществ и, исходя затем из весовых отношений, в которых соединяются между собой вещества, вычислял атомные веса.
На съезде в Карлсруэ работа Канниццаро вызвала живейший интерес. Задача съезда, как это было сказано в обращении его организаторов, состояла в том, чтобы перейти к единой номенклатуре, выяснить действительные весовые и объемные соотношения в химических реакциях и по возможности определить молекулярные и атомные веса. Именно в этом и Менделеев видел главный результат работы съезда. В своем письме на родину Менделеев поддерживал мысль Канниццаро об определении веса частиц на основе идей Авогадро, которые высказывали также Ампер, Гей-Люссак и другие крупные физики и химики.
«Рассматривая эти средства, какими доходят до понятия о весе частицы (конечно, относительном), г. Канниццаро признает совершенно верным только одно средство… Это средство есть определение объема тел в состоянии газа или пара, т. е. определение удельного веса тел в таком состоянии… Правило объемов по своей простоте и по связи, которую оно устанавливает между родственными науками химиею и физикою, заслуживает предпочтения перед другими средствами определить относительный вес частиц. Это правило может быть выражено еще таким образом: в парах и газах расстояние центров частиц одинаково для всех тел и зависит только от давления и температуры. На этом самом начале опирается и современная теория теплоты в отношении к газам. Принимая его, мы не отступаем от химического пути, потому что все, что мы знаем до сих пор, указывает на согласие между весом частиц, определенным по объемам пара, и количеством тел, входящим в реакции».
В 1861 году Менделеев возвратился на родину. В то время в Петербурге происходили студенческие волнения. Царское правительство отвечало ожесточенными преследованиями студентов. В октябре 1861 года Менделеев занес в свой дневник запись о разгоне студенческой демонстрации: «Тут произошла сцена, которой тягостнее я не видел, разве что припомнить впечатление обозов раненых, которых везли из Севастополя. Выводят студентов, окруженных огромным количеством солдат, так что студентов и не видать — они идут в середине каре. Стоящие вблизи студенты прощай кричат, машут платками. Те отвечают тем же. В это время, о срам и мерзость, ведь и с преступниками позволено прощаться — наскакивает сперва один взвод, потом другой взвод жандармов, топчет, давит, рубит, окружает. Это дело двух секунд. 3 или 4 раненых. Недоставало крови — теперь она на них лежит пятном, которого не смоют». В этот же период Менделеев встречался с Чернышевским. По-видимому, эти встречи произвели на него сильное впечатление.
В 1861 году Менделеев приступил к чтению университетского курса органической химии. Началась долгая педагогическая деятельность ученого, принесшая замечательные плоды и давшая науке десятки крупных исследователей, пробудившая к активной творческой жизни талантливых представителей учащейся молодежи. Многие из студентов того времени в своих воспоминаниях возвращались к впечатлению, которое производил Менделеев на университетской кафедре. Они вспоминали, как перед ними появлялась мощная, слегка сутуловатая фигура ученого с длинными вьющимися волосами, они писали о его низком сильном голосе, вспоминали живость и образность его речи и широкое привлечение материалов, относящихся к механике, физике, астрономии, метеорологии, геологии, физиологии, агрономии и технологии при изложении химических проблем.
Один из учеников Менделеева В. А. Яковлев писал о своих впечатлениях от лекции Менделеева, правда, относившихся к значительно более позднему времени — к концу 80-х годов: «Речь течет дальше и дальше. Вы уже привыкли к ней. Вы способны оценить ее русскую меткость, способность вырубать сравнения, как топором, оставить в мало-мальски внимательной памяти следы на всю жизнь. Еще немного — и вы, вникая в трудный иногда для неподготовленного ума путь доводов, все более и более поражаетесь глубиной и богатством содержания читаемой вам лекции». Яковлев говорит о фигуре Менделеева: «В ней хорошо все: и этот лоб мыслителя, и сосредоточенно сдвинутые брови, и львиная грива падающей на плечи шевелюры, и извивающаяся при покачивании головой борода. И когда этот титан в сумрачной аудитории, с окнами, затененными липами университетского сада, освещенный красноватым пламенем какой-нибудь стронциевой соли, говорит вам о мостах знания, прокладываемых через бездну неизвестного, о спектральном анализе, разлагающем свет, доносящийся с далеких светил, быть может уже потухших за эти сотни лет, что этот луч несется к Земле, — невольно нервный холодок пробегает по вашей спине от сознания мощи человеческого разума…»
В 1861 году Менделеев приступил также к преподаванию в Петербургском втором кадетском корпусе, в Корпусе инженеров путей сообщения, в Военно-инженерном училище и в Военно-инженерной академии. Одновременно он взял на себя редактирование большого курса общей технологии. Редактирование по существу состояло в полной замене взятого первоначально за основу немецкого руководства новым текстом, связанным с изучением русской промышленности. Первый выпуск, вышедший в 1862 году, был посвящен переработке сельскохозяйственных продуктов. Весь курс проникнут характерным для всех работ Менделеева стремлением поднять научно-технический уровень русской промышленности на основе последовательного применения передовых химико-технологических знаний.
Вскоре практическое применение науки охватило и другие отрасли. Менделеев купил небольшое имение Боблово вблизи Клина (90 километров от Москвы) и, проводя здесь долгие месяцы, вел важные исследования по применению удобрений в земледелии. Менделеев придавал этим опытам большое значение. В старости, подводя итог своим трудам, Менделеев на полях одной из работ, описывавших его труды в области сельского хозяйства, начатые в 60-е годы, писал: «Они важны для меня потому, что оправдывают все мое дальнейшее отношение к промышленности». Менделеев докладывал о своих экспериментах по применению удобрений на научных собраниях и побудил принять участие в работах ряд молодых исследователей, среди которых был К. А. Тимирязев — в будущем крупный исследователь в области физиологии растений. Следуя указаниям Менделеева, Тимирязев организовал в Симбирской губернии один из первых опытных сельскохозяйственных участков. Указывая на важность удобрений, Менделеев одновременно видел, какие широкие перспективы открываются перед земледелием созданием новых сортов культурных растений. Он писал: «При создании новых, человеку наиболее пригодных и выгодных пород растений и животных… наблюдая и дружа с природой, — ее обгоняют и творят в ней несуществующее… Если можно было дойти до производства тюльпанов желаемого цвета, то можно дойти и до производства из рябины — фрукта на славу по широте спроса, по вкусу и пользе…»
В 1865 году Менделеев защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой». Речь об этой работе будет идти дальше, когда мы подробнее остановимся на основных химических открытиях Менделеева. Работе «О соединении спирта с водой» принадлежит среди них почетное место.
В 1865 году Менделеев стал профессором Петербургского университета по кафедре технической химии (годом раньше — профессором Петербургского технологического института по кафедре химии). Он все больше развертывал свою научную деятельность в области технологии различных отраслей русской промышленности и, в частности, начал в эти годы изучение эксплуатации нефтяных источников, приведшее впоследствии к важным практическим и теоретическим результатам.
Два года спустя Менделеев получил кафедру неорганической химии в Петербургском университете. Почти четверть века она оставалась основным центром его педагогической и исследовательской работы. Менделеев решил свой курс неорганической (общей) химии читать на основе новых идей, объединить сумму химических знаний того времени в стройную дисциплину, пронизанную единым принципом, не только объясняющим особенности всех известных тогда химических элементов, но позволяющим даже указать свойства еще не открытых элементов. Открытие этого принципа явилось величайшей заслугой Менделеева. Оно было совершено в 1869 году.
В начале 1869 года Менделеев послал ряду химиков «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». В марте И. А. Меншуткин прочитал в Русском химическом обществе доклад Менделеева (по болезни не присутствовавшего на заседании). «О соотношении свойств с атомным весом элементов». Здесь Менделеев показал, что в ряду химических элементов, расположенных в порядке возрастания их атомных весов, химические свойства повторяются периодически через определенное число элементов.
Менделеев рассказывает, что он пришел к этому открытию, стремясь связать массу и химические свойства. Все тела природы, говорит Менделеев, обладают определенной массой. Между различными телами мы видим прежде всего количественные различия: одни тела обладают большей массой, другие меньшей. Наряду с этим мы видим также качественные различия между телами, и, отыскивая основу таких различий, мы приходим к качественно различным химическим элементам. Отсюда, говорит Менделеев, появляется мысль, что между массой и свойствами химических элементов существует связь и эту связь можно отыскать. «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 близкие 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 минуты не сомневался в общности сделанного вывода, так как случайности допустить было невозможно».
На базе периодического закона написана известная книга Менделеева «Основы химии», много раз издававшаяся на всех европейских языках. Во всем мире преподавание и дальнейшее развитие химических знаний опиралось в дальнейшем на внимательное изучение идей и книги русского химика. Менделеев хорошо понимал, что его открытия имеют мировое значение. Вместе с тем он подчеркивал, что, подготавливая «Основы химии», он исходил также из насущных интересов своей родины, для которой химическая наука и ее практическое применение были особенно важными. В предисловии к «Основам химии» Менделеев писал: «Расширяя понемногу пяди научной почвы, которые успели уже завоевать русские химики, выступающее поколение поможет успехам Родины больше и вернее, чем многими иными способами, уже перепробованными в классической древности, а от предстоящих завоеваний — выиграют свое и общечеловеческое, проиграют же только мрак и суеверие. Посев научный взойдет для жатвы народной. Стараясь познать бесконечное, наука сама конца не имеет и, будучи всемирной, в действительности неизбежно приобретает народный характер, даже более или менее единоличные оттенки. Потребность же подготовки и призыва к разработке истинной науки для блага России — очевидна, настоятельна и громадна».
Исходя из постоянного стремления сочетать теоретические работы с практической помощью русскому хозяйству, Менделеев продолжал изучать вопросы промышленности, в особенности нефтяной. В связи с этим в 1877 году он побывал в Соединенных Штатах Америки и затем выпустил книгу «О нефтяной промышленности в Северо-Американском штате Пенсильвании и на Кавказе». В этой книге Менделеев говорит не только о специальных вопросах, но и впечатлениях от быта и нравов, с которыми он столкнулся, о людях и их судьбе. Уже первые, нью-йоркские, впечатления заставили Менделеева обратить внимание на большое число бездействующих предприятий. Собеседники рассказали ему о кризисе. Менделеев видел здесь безработных, нищету. Далее, в Пенсильвании, он обратил особое внимание на печальную судьбу изобретателей, чьи предложения оказались в данный момент невыгодными капиталистическим фирмам. Менделеев сумел подметить хищническое истребление природных ресурсов, в частности уничтожение лесов. «Нажива стала единственной целью…», — пишет Менделеев об американской промышленности.
Впечатления Менделеева не ограничивались нефтяной промышленностью. Он пишет о преследовании негров, о торгашеском духе американской печати, об эксплуатации рабочих. Менделеев говорит, что в Америке было бы жутко жить людям, стремящимся к прогрессу и верящим в цивилизацию. Подводя итог своим впечатлениям и впечатлениям своих спутников, излагая замечания, которыми они обменивались на обратном пути, Менделеев говорит: «Всем было ясно, что в Северо-Американских Штатах выразились и получили развитие не лучшие, а средние и худшие стороны европейской цивилизации…Новая заря не видна по ту сторону океана».
Ниже, говоря о вкладе Менделеева в различные области науки и техники, мы вернемся к его идеям, относящимся к нефти и нефтяной промышленности, и увидим, что ее изучение натолкнуло Менделеева на широкие теоретические обобщения. В американской нефтяной промышленности 70-х годов Менделеев столкнулся с пренебрежительным отношением к геологическому исследованию нефтяных районов. Он видел иную перспективу — широкие, основанные на научном анализе поиски новых нефтяных районов и рациональное использование наличных нефтяных ресурсов. Менделеев разрабатывал теорию происхождения нефти, связанную с его общими химическими, физическими и биологическими идеями и в то же время указывающую пути поисков новых нефтяных месторождений.
Постоянная связь теоретических замыслов с технико-экономическими проектами, научных исследований с практическими нуждами и интерес Менделеева к промышленным и культурным проблемам сделали в 70-е годы имя Менделеева известным в широких кругах русского общества. Его научные открытия относились к таким коренным проблемам, которыми живо интересовались не только специалисты. Вместе с тем 70-е годы были временем крупных побед химических идей Менделеева. Открытие новых элементов, предсказанных Менделеевым на основе периодического закона, принесло ему мировое признание. Слава Менделеева росла. Росла вширь и вглубь и его деятельность. К ней все более подозрительно приглядывались придворные и чиновные круги. Их враждебное отношение к великому ученому особенно ярко проявилось, когда группа передовых естествоиспытателей предложила избрать Менделеева в состав петербургской Академии наук. После смерти И. Н. Зинина несколько академиков, в том числе А. М. Бутлеров и знаменитый математик П. Л. Чебышев, предложили на освободившееся место кандидатуру Менделеева. Менделеев был уже в это время признан во всем мире. Во всех странах мира крупнейшие химические открытия и теории имели своим отправным пунктом периодический закон, открытый Менделеевым. В России многочисленные области химии, физики и технологии были обязаны Менделееву важнейшими открытиями и идеями, надолго предопределившими пути научно-технического развития. Имя Менделеева было окружено глубоким уважением передовых ученых мира.
Академией наук в то время заправляла реакционная группа, стремившаяся оторвать Академию от русской жизни и практических задач страны. Этой группой руководили представители знати. Вдохновителем этой группы реакционных сановников был Победоносцев — мрачный изувер, ожесточенный враг науки и просвещения. Его правой рукой был граф Д. А. Толстой, бывший шефом жандармов, министром внутренних дел; обер-прокурором Святейшего синода и некоторое время — президентом Академии наук. Долгие годы в Академии наук распоряжался К. С. Веселовский, принадлежавший к петербургской чиновно-помещичьей знати и занимавший в 1857–1890 годы должность непременного секретаря Академии.
11 ноября 1880 года кандидатура Менделеева была поставлена на голосование. Реакционным кругам вместе с Веселовским удалось устроить дело таким образом, чтобы враждебная Менделееву группа большинством в один голос (включая два голоса, принадлежавших президенту Академии наук Н. Ф. Литке) забаллотировала великого ученого. Известие об этом решении вызвало бурю протестов во всех научных центрах России. Университеты, научные общества, отдельные ученые протестовали против интриг знати и решения Академии наук. В газетах появилось множество статей, очерков и фельетонов, посвященных положению в Академии наук. В газете «Молва» в ноябре 1880 года был напечатан сатирический очерк «В святилище науки». Под именами выведенных здесь персонажей читатель угадывал действительных участников реакционной группы. В очерке высмеивался некий академик по математике, заслуги которого сводились к корректуре таблицы логарифмов, затем механик, придумавший новый замок к несгораемому шкафу, зоолог, пытавшийся «скрещивать леща с зайчихой», в молодости блиставший в гостиной некой графини, выхлопотавшей ему впоследствии академическое кресло. Вся эта компания спрашивала: «Кто этот Менделеев?» Подобных откликов в русской печати было немало. Газета «Голос» писала, что представители реакционной группы не хотят допустить Менделеева в состав Академии, так как этот энергичный и яркий человек не ко двору в Академии, старавшейся отгородиться от жизни. «Как впустить такого беспокойного человека в это сонное царство? Да ведь он, пожалуй, всех разбудит и, чего боже упаси, заставит работать на пользу родине».
Крупный химик академик А. М. Бутлеров опубликовал статью «Русская или императорская Академия наук?» Здесь он клеймит царских сановников и говорит, что низкопоклонство в отношении к зарубежной науке препятствует прогрессивной научной деятельности Академии. Бутлеров писал, что академическая атмосфера не дает дышать честному, прогрессивному ученому. «Не удивительно, что задыхающийся всеми силами рвется к чистому воздуху и прибегает к героическим средствам, чтобы пробить к нему путь».
Крупнейшие русские химики опубликовали свои коллективные письма с протестом против деятельности реакционной группы, не допустившей Менделеева в Академию наук. На заседании русского физико-химического общества под председательством А. М. Бутлерова было принято обращение к Менделееву, в котором говорилось:
«Дмитрий Иванович! Члены русского химического общества, присутствующие в настоящем заседании, приветствуют Вас, как ученого, равного которому русская химия представить не может, и, в знак своего глубокого уважения к высоким заслугам Вашим в развитии химии, единогласно предлагают Вас в почетные члены физико-химического общества.
Настоящее приветствие и предложение Вас в почетные члены получило лишь внешний толчок от общего волнения, вызванного известным событием 11 ноября, но каждый из нас уже давно чувствовал нравственную обязанность признать и венчать пророка в отечестве своем».
Русские университеты и некоторые западноевропейские научные центры избрали Менделеева почетным членом. К нему шел большой поток приветствий, была создана премия имени Менделеева. Но реакционная группа не допустила его избрания в Академию и позже.
В конце концов реакционные круги заставили Менделеева покинуть и Петербургский университет. Весной 1890 года во всех университетских городах России происходили студенческие волнения. В Петербурге студенты решили обратиться со своими требованиями к министру народного просвещения через Менделеева. Менделеев передал министру петицию, содержащую эти требования, но вскоре получил ее обратно с надписью, где говорилось, что передача подобных бумаг несовместима с пребыванием на службе. Менделеев подал в отставку. Он видел, что реакция в это время все больше препятствует его университетской деятельности, и покинул кафедру. Его последняя лекция в университете имела своим предметом свойства марганца, но Менделеев говорил в этой лекции не только о химических свойствах марганца и даже не только о его хозяйственном значении, но также и о задачах русской науки и просвещения вообще, о развитии производительных сил России, росте ее промышленности. Эта знаменитая лекция была прощанием со студентами, и Менделеев призывал в ней молодежь вопреки тяжелым условиям бороться за развитие русской науки, за просвещение народа, за подъем экономической мощи страны.
Покинув университет, Менделеев еще шире развернул работу, связанную с практическими нуждами страны. Он принял участие в составлении таможенного тарифа. От уровня пошлин на различные товары во многом зависели условия развития некоторых отраслей русской промышленности. Менделеев стремился составить такой таможенный тариф, который способствовал бы промышленному развитию страны. Он выпустил книгу, посвященную вопросам о таможенных пошлинах, — «Толковый тариф».
Среди практических начинаний Менделеева особенное значение имели его работы в области нефти и исследования, приведшие к созданию нового типа бездымного пороха. На всех этих практических начинаниях мы остановимся дальше.
Практические и теоретические интересы Менделеева соединялись в его работе в Палате мер и весов в Петербурге. Это учреждение до 1892 года называлось Депо образцовых гирь и весов. Менделеев, назначенный в 1892 году хранителем этого Депо, вскоре добился реорганизации его в Главную палату мер и весов — большой научный центр, где изготовлялись и изучались стандарты мер и вырабатывались методы точного измерения физических величин. Возглавлявшееся Менделеевым учреждение называется теперь Всесоюзным институтом метрологии им. Д. И. Менделеева. Менделеев, руководя Палатой мер и весов, боролся за распространение в России метрической системы мер и веса и вел важные исследования по изучению силы тяжести.
В своих практических начинаниях Менделеев, так же как и раньше, наталкивался на глухую стену противодействия со стороны дворянских и чиновных кругов. Старый ученый все яснее видел, что его научные и практические замыслы сжаты тяжелыми условиями царского строя. Революция 1905 года произвела на Менделеева громадное впечатление. Жена Менделеева рассказывает о попытке ученого предотвратить массовое убийство рабочих 9 января 1905 года.
«Когда началось шествие во главе с Гапоном к Зимнему дворцу, несметные толпы наводнили не только те улицы, по которым проходило шествие, но и все соседние. Все ходили бледные и тревожные. У нас в Палате было то же, что и везде, — ожидание и тревога. Дети сидели дома. Вдруг Дмитрий Иванович, который в последние годы буквально никуда не ездил, зовет служителя Михайлу и посылает его за каретой. Он был в таком состоянии, что спрашивать его ни о чем нельзя было. Карету подали. Дмитрий Иванович простился с нами и уехал с Михайлой „куда-то“. Только через шесть часов они возвратились — шесть часов наших мучений. Михайла рассказывал, как их нигде не пропускали, и они кружили по разным глухим местам, чтобы пробраться к дому Витте на Каменноостровском проспекте. Витте был дома и принял Дмитрия Ивановича. Возвратясь домой, бледный, молчаливый, он снял в кабинете портрет Витте и поставил его на пол к стенке (с тем, чтобы убрать его совсем) и сказал: „Никогда не говорите мне больше об этом человеке“».
В 1905 году Менделеев подводил итог своей жизни и перечислял следы, которые останутся после него в науке. Менделеев пишет о причинах своего ухода из университета, вспоминает о царских министрах как о врагах русского просвещения и заканчивает свое письмо строками о промышленном развитии России. Он говорит, что во всех своих начинаниях он никогда не стремился к личной пользе, а исходил из интересов науки и промышленного развития страны.
20 января (ст. ст.) 1907 года Менделеев скончался, оставив в своем литературно-научном наследстве десятки замечательных химических, физических, технологических и экономических трудов.
МЕНДЕЛЕЕВ И ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЗВИТИЯ
В записях 1905 года, подводя итоги жизни и творчества, Менделеев с особенной силой подчеркивает свое постоянное стремление к прогрессу, свою глубокую веру в безграничность лежащих перед человечеством путей технического, научного и культурного развития, свою уверенность в том, что России предстоит гигантский расцвет промышленности и культуры. Во многих экономических, технологических и естественнонаучных работах Менделеев возвращается к мысли о безграничном прогрессе производительных сил.
В конце XVIII века английский реакционный экономист Мальтус заявил, что причиной бедности и источником всех зол, существующих на земле, является то обстоятельство, что население растет быстрее, чем производство продуктов. Мальтус стремился представить дело таким образом, будто не капиталистическая эксплуатация, а законы природы объясняют бедственное положение подавляющего большинства населения земного шара. Он говорил, что урожай и количество пищевых ресурсов и вообще вся сумма необходимых для человека вещей не может расти с той быстротой, с какой растет население. Эта лживая идея была направлена на оправдание капитализма.
Менделеев в самой резкой форме отбрасывал воззрения Мальтуса. Он писал, что даже при нынешних урожаях каждый гектар земли дает достаточно продуктов, чтобы прокормить двух человек, и поэтому на земле может прокормиться не меньше 8 млрд, человек. «Сейчас их, — продолжает Менделеев, — 1,6 миллиарда. Следовательно, всякие мальтусовские бредни ныне к делу не относятся; человечество их и не слушается, несомненно размножаясь». Далее Менделеев говорит, что население может достичь и гораздо больших размеров, так как урожайность непрерывно растет. Мало того, в отдаленном будущем можно будет получать питательные вещества на основе применения химических знаний. «Как химик, я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли помимо обычной культуры, т. е на особых фабриках и заводах, но надобность в этом еще очень далека от современности…»
Теснота земли не пугает Менделеева. «Мальтус, — говорит он, — не видел, что наука будет находить возможность расширения всех условий жизни, ни того, что только при тесноте населения и при развитии всяких видов промышленности является совершенно живая, насущная необходимость в просвещении, в развитии свободы труда и во всем прогрессе человечества».
В тесной связи с мыслью о безграничном научно-техническом прогрессе стоит идея Менделеева о развитии промышленности. В то время в России было немало реакционных деятелей и писателей, заявлявших, будто все зло идет от городов, от промышленности, воспевавших старые феодально-крепостнические порядки, говоривших о городской «испорченности». В противовес им Менделеев подчеркивает прогрессивную роль городов, в которых сосредоточивается промышленность. Дальнейший прогресс, говорит Менделеев, состоит в переводе промышленности на более высокую техническую основу с широким использованием пара, электричества и источников гидроэнергии. С таким использованием связано широкое развитие науки.
Защищая и обосновывая мысль о промышленном развитии страны, Менделеев жестоко издевался над реакционными проповедями об ограничении потребностей. Некоторые журналисты и писатели утверждали, что счастье людей состоит в ограничении их потребности. Проповедовать «ограничение потребностей» в стране, где крепостническая и капиталистическая эксплуатация обрекала на полуголодную жизнь, а часто и на голодную смерть миллионы людей, могли лишь люди, чуждые народу. «Мне не хочется, — пишет Менделеев, — вдаваться в рассмотрение той слащавой мысли, что первым условием „блага народного“ должно считать довольство первичными потребностями, т. е. сохранением лишь тех из них, которые возникли по совершенной необходимости: пищи, одежды, жилища и некоторых духовных надобностей. Не хочется мне этого делать уже по той причине, что, долго живши, я слыхал речи подобного рода только от лиц с очень сложными потребностями, больше всего от литераторов, и никогда их не слыхал ни от людей, которых привыкли называть средними или обычными, среди которых идет жизнь, ни от тех, кого называют простонародьем». Подчеркивая реакционный характер проповеди отречения от роста потребностей, Менделеев говорил, что сложность и рост потребностей людей является необходимым условием и результатом развития производства.
Центром общественных и научных интересов Менделеева были практические нужды России. Ратуя за максимальное развитие производительных сил, рост фабрик и заводов и расширение потребностей, он рисовал перспективы развития капиталистической промышленности. Он не видел и не понимал, что действительно безостановочный, всепобеждающий прогресс сил и знаний человечества может происходить лишь в социалистическом обществе, что при капитализме плоды развития техники и науки достаются ничтожному меньшинству, а громадному, подавляющему большинству людей они несут обнищание, тяжелые страдания, голод. В этом выражалась классовая ограниченность его мировоззрения.
В работах Менделеева мы встречаем критические замечания о капитализме. В своей книге «Толковый тариф» Менделеев говорит, что он, «как и большинство русского народа, видит зло капитализма, но не находит возможности обойтись без него» и рассматривает его «не как цель, а как неизбежное историческое средство, придуманное людьми подобно многому другому…» «Сюда, — пишет Менделеев, — не без колебаний в прошлом примкнула и моя мысль, а поэтому она непременно мирится с капитализмом и только стремится найти пути освобождения от его всесильного влияния и способы к обузданию его подчас неумеренных аппетитов».
Таким образом, Менделеев разделял утопические представления, будто можно без ожесточенной классовой борьбы и победоносной революции освободить трудящихся от ига капитализма. Однако, не понимая глубины противоречий капитализма и не видя действительной перспективы избавления народа от нищеты и эксплуатации, Менделеев относился с глубоким отвращением к капиталистическому предпринимательству. Он передавал свои знания и открытия промышленности, но отбрасывал и отвергал всякие предложения, клонившиеся к тому, чтобы привлечь ученого к предпринимательской деятельности. Его удерживала от этого глубокая органическая связь с народом. Менделеев чувствовал, что пойти в лагерь «праздно ликующих» — это значит изменить совести ученого. Есть замечательная запись в его дневнике, относящаяся к самому началу 1862 года. В новогоднюю ночь Менделеев, находясь на заводе, вышел на улицу к реке. Размышляя о народе, о своем долге, о перспективах деятельности, он записал затем в своем дневнике:
«Январь, 1 час. Я вышел на улицу, или, вернее, к реке. Полная луна, снежная дорога, кругом лес, тишь, холод. Все это хорошо действует на меня. Мне полегче стало, а то было тяжко одному. Не в том дело, что… готовящийся год должен определить и мою судьбу. Времена тяжелые для старого, все трепещешь пожить новым, отовсюду слышатся небывалые, или мне незнакомые голоса, все требует замены. Хочется стать к народу поближе. Это нынче модная фраза, да ведь я не модник. Нет, мне прямо вольно с ним, с этим народом-то, я и говорю как-то свободней и меня понимает тут и ребенок. Мне весело с ним, к ним душа моя лежит».
Менделеев был сторонником покровительства капиталистическим фабрикам и заводам со стороны государства и, в частности, сторонником ввозных пошлин, защищающих русскую промышленность от конкуренции иностранных товаров. Такая политика капиталистических государств называется протекционизмом. Однако нужно сказать, что между Менделеевым и промышленниками-протекционистами, требовавшими в то время покровительственных пошлин и государственных субсидий, лежала пропасть. Менделеев говорил о пользе этих пошлин, исходя из бескорыстного и искреннего стремления к развитию производительных сил и освоению природных ресурсов страны, и, разумеется, его экономическая программа не сводилась к пошлинам. Эти пошлины, по мнению Менделеева, могли принести пользу промышленности лишь при условии повышения техники производства, организации новых производств, улучшения условий труда и уничтожения задерживающих промышленность пережитков прошлого. Без этого, говорит Менделеев, протекционизм не принесет пользы стране. Нужно сказать, что в конце прошлого века высокие пошлины на ввозимые в Россию товары были исторически необходимы. В одном из своих писем Энгельс говорит, что с 1861 года в России начинается развитие современной промышленности в масштабе, достойном великого народа, что в России развивается промышленность, основанная на применении пара, и при этих условиях России необходимы покровительственные пошлины. Далее Энгельс говорит, что, прочитав русские статьи, посвященные вопросу о пошлинах, он особенно заинтересовался работой Менделеева[1].
Несколько позже, в другом своем письме, Энгельс говорит, что развитие русской промышленности было необходимо для сохранения независимости России. «Стомиллионная нация, играющая важную роль в мировой истории, не могла бы при современных… условиях продолжать оставаться в том состоянии, в каком Россия находилась вплоть до Крымской войны. Введение паровых двигателей и машин, попытки изготовлять текстильные и металлические изделия при помощи новейших средств производства, хотя бы только для отечественного потребления,
В тяжелых условиях, когда буржуазно-помещичьи круги не могли и не хотели использовать и сотой доли смелых технико-экономических проектов Менделеева, ученый продолжал выдвигать и обосновывать новые прогрессивные идеи перехода к новой технике, внедрения химической технологии в производство, создание новых отраслей промышленности, обеспечения химическими средствами земледелия, экономического подъема новых районов, завоевания Арктики.
Экономические замыслы Менделеева тесно связаны с его технологическими и естественнонаучными исследованиями. Примером могут служить работы Менделеева по нефтяной промышленности. Еще в начале 60-х годов Менделеев, побывав в Баку и в других нефтеносных районах, наметил новые пути использования жидкого горючего топлива. В то время добытую нефть привозили к морю на арбах в бочках и даже иногда в бурдюках. Менделеев предложил устроить трубопровод от нефтяных промыслов к заводам и морским пристаням, а затем перевозить ее в наливных баржах. Одновременно Менделеев говорил о необходимости такой химической переработки нефти, которая позволяла бы улавливать входящие в состав нефти ценные вещества. Менделеев глубоко интересовался проблемами добычи, транспорта и переработки нефти. Ему пришлось при этом сталкиваться с противодействием промышленников. В 80-е годы, когда нефтяная промышленность шагнула вперед, когда в районе Баку существовали уже сотни буровых скважин, имелись нефтеналивные суда и первый трубопровод, Менделеев особенно энергично указывал на необходимость химической переработки нефти. Сжигать нефть под котлами, говорил он, обидно, это все равно что топить бумажными деньгами — ассигнациями. Однако нефтепромышленники, получавшие громадные доходы за счет хищнической эксплуатации русской нефти, были совсем не склонны осуществлять замыслы Менделеева. Несмотря на их противодействие, Менделеев продолжал пропагандировать мысль о расширении нефтеналивного флота и создании нефтепровода Баку — Черное море. Нефть нужно доставлять к Черному морю, «чтобы там основались заводы для переделки нефти в тяжелые осветительные масла и чтобы „остатки“ от этого и от естественного повышения цен сырой нефти настолько поднялись в цене, чтобы ими можно было топить паровики только в особо исключительных случаях. От этого, по моему разумению, не только выиграет все наше нефтяное дело, но и добыча каменного угля может быстрее, чем ныне, возрастать, а с тем выиграет вся русская промышленность».
Чтобы способствовать созданию нефтеперерабатывающей промышленности, Менделеев вел широкие исследовательские работы, конструировал новые приборы для исследования нефти, производил химические анализы нефти из разнообразных районов. Эти технологические изыскания были связаны с естественнонаучными трудами, приведшими Менделеева к новой теории происхождения нефти. В своей теории Менделеев исходил из широких обобщений. По словам Менделеева, правильное использование нефти должно быть основано на ясном представлении о распространении нефтяных богатств, а это в свою очередь требует выяснения, где нефть может быть найдена. Ответить на этот вопрос можно на основе широких теоретических обобщений, относящихся к истории земной коры, Земли и даже всей солнечной системы. Менделеев думал, что нефть образуется в результате реакций, происходящих в глубине Земли при высокой температуре и высоком давлении. Вода, просачивающаяся в глубь Земли, действует на находящееся там углеродистое железо. «Когда остывающая земля покрылась современной земною корою и окислами, спрятав в ядро жар солнца и углеродистое железо, она стала сжиматься, и от этого охлаждения произошли в коре складки и трещины… Так образовались горные хребты. Загнутые вверх, пласты дали трещины в предгорьях; через эти трещины вода проникала в глубь земли; встретив раскаленное углеродистое железо, она образовала нефть и нефтяные газы». Теория Менделеева встретила серьезные возражения, и в настоящее время наука пришла к представлению об органическом происхождении нефти — из остатков животного и растительного мира.
В добыче и использовании угля широкую известность приобрела выдвинутая Менделеевым идея подземной газификации. В 1888 году в статье «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца» Менделеев говорил о возможности таких искусственных подземных пожаров, когда угольные пласты, подвергаясь неполному сгоранию, служили бы источником горючего газа, который может подниматься на поверхность и использоваться в качестве удобного топлива для промышленности. Впоследствии, побывав в 1899 году на Урале, Менделеев писал о подземных пожарах. «По поводу этих пожаров каменноугольных пластов мне кажется, что ими можно пользоваться, управляя ими и направляя дело так, чтобы горение происходило, как в генераторе, т. е. при малом доступе воздуха. Тогда должна происходить окись углерода и в пласте должен получаться „воздушный“ или генераторный газ. Пробурив в пласту несколько отверстий, одни из них должно назначить для введения — даже вдувания воздуха, другие для выхода — даже вытягивания (например, инжектором) — горючих газов, которые затем легко уже провести даже на далекие расстояния к печам. А так как на горючих газах ныне — в регенеративных и рекуператорных мартеновских печах — достигаются высокие температуры, теми же газами топят паровики, ими действуют сильнейшие взрывные машины и на них можно поставить динамомашины, а ими передать силу на любое расстояние, то если бы удалось управиться с подземными пожарами каменных углей, можно было бы этим способом сделать много промышленных, особенно металлургических, дел. Особенно достойна для начала опыта попытка превращения под землей в горючие газы таких тонких — тоньше аршина — пластов каменных углей, которые обычными способами не эксплуатируются»[3].
Значительно позже ту же идею подземной газификации высказал независимо от Менделеева крупный английский химик Вильям Рамсей. В статье «Одна из великих побед техники» («Правда», 4 мая 1913 г.) Ленин писал, что подземная газификация «…превращает каменноугольные рудники как бы в громадные дестилляционные аппараты для выработки газа. Газ приводит в движение газовые моторы, которые дают возможность использовать
Стоимость электрического тока понизилась бы, при таком техническом перевороте, до
Ленин говорит о коренном изменении техники угольной промышленности, об использовании горючего газа в специальных высокоэкономических двигателях внутреннего сгорания, о получении электроэнергии и снижении ее стоимости и о коренной реконструкции производства и быта на основе электрификации.
Технико-экономические проекты Менделеева воплотились в жизнь лишь в условиях социалистического производства. В Советском Союзе подземная газификация получает распространение.
Менделеев говорил также о газификации твердого топлива, добытого из шахт. В «Толковом тарифе» он писал: «Думаю, что время выгодности устройства общих заводов для переделки топлива в горючие газы недалеко, потому что города сильно растут, заводы и фабрики скопляются около них и топливо здесь идет в громадных размерах, а сокращение хлопот и расходов с развозкою топлива, с истопниками, с заботою об экономии топлива и с необходимостью во многих случаях высокой температуры — должны дать значительные сбережения при употреблении газового топлива… Особенно вероятно полное превращение угля в так называемый „водяной газ“. Вероятность близости времени для подобной фабрикации возрастет по мере удешевления труб, составляющих поныне большую капитальную затрату при устройстве способов распределения газа и проведения его на длинные расстояния. Вот сюда должна направляться изобретательность людей».
Менделееву принадлежит, в частности, мысль о передаче горючего газа в Москву. В «Учении о промышленности» он говорит: «Было бы весьма возможно и выгодно устроить большие газопроводные трубы до самой Москвы, что обеспечило бы широкое развитие в этом центре России многих видов промышленности, требующих много топлива, например, в мануфактурах для движения станков, для чего можно было бы также получать электрический ток около копей и проводить его до Москвы».
Менделеев в ряде своих работ говорил о внедрении новейшей химической техники в ряд отраслей производства, в которых в то время химическая технология не применялась. Отсюда следует, что в стране, которая хочет идти по пути технического прогресса, должно быть создано производство химических веществ, необходимых для других отраслей хозяйства. Он писал: «…Химические заводы не только дают новую жизнь множеству других фабрик и заводов, но и оживляют горное дело и вообще добывающие промыслы… Вся промышленность… не может быть считаема правильно поставленною, если не опирается на развитие химических заводов».
Постройка химических заводов, говорит Менделеев, освободит русскую промышленность от импорта важных и необходимых видов промышленного сырья и позволит широко использовать ресурсы страны.
Из экономических и технологических идей Менделеева вытекали перспективы развития различных районов страны. Особенно подробно они разработаны в отношении Урала. Побывав в 1899 году на Урале, Менделеев в следующем году выпустил книгу об уральской металлургии, в которой он говорит о необходимости максимального развертывания добычи железной руды и одновременно поисков и эксплуатации топливных ресурсов края. Сам Менделеев применял для поисков железных руд новый метод: он использовал магнитный метод разведки рудных недр Урала. Менделееву принадлежат широкие планы мощных комбинированных заводов, которые бы использовали уральскую руду и местный уголь. Вместе с тем Менделеев намечал перспективы упорядочения лесного хозяйства Урала и улучшения путей сообщения.
Для Донецкого бассейна Менделеев намечал и обосновывал ряд мероприятий, охватывающих развитие добычи каменного угля, использования глубоко лежащих пластов и реконструкцию транспортных путей.
Менделеев выдвигал смелые проекты изучения и освоения русского Севера. Он поддерживал начинания известного русского флотоводца и ученого адмирала С. О. Макарова, задумавшего достичь высоких широт в Арктике с помощью ледокола. Менделеев и Макаров говорили, что, ломая льды ледоколами, можно не только расширить перевозку грузов по Северному Ледовитому океану и сибирским рекам, но и достичь Северного полюса и других пунктов Ледовитого океана, куда в то время еще не достигали путешественники. Переписка Макарова с Менделеевым в очень живой и яркой форме показывает, какими смелыми идеями были воодушевлены передовые русские мыслители прошлого и как эти идеи не находили осуществления в дореволюционное время.
Важным стыком естественнонаучных интересов Менделеева и его практических стремлений была проблема воздухоплавания. Менделеев всю жизнь чрезвычайно интересовался учением о газах, и, как мы увидим ниже, ему принадлежат в этой области крупные открытия. Изучая разреженные газы, Менделеев заинтересовался верхними слоями атмосферы. «Этот интерес, — писал Менделеев, — привел меня в область метеорологии верхних слоев воздуха. А отсюда прямой переход к изучению воздухоплавания, дающего единственную возможность познать эти неизведанные края океана, омывающего сушу и воду. Мною овладело желание проверить на особо приспособленном аэростате тот закон перемены температуры с давлением разных слоев атмосферы, который я вывел… из совокупности имеющихся до сих пор наблюдений, произведенных при высоких аэростатических поднятиях, начатых в России Захаровым и выполненных потом французами и англичанами, соперничающими друг перед другом в опытном изучении верхних слоев атмосферы».
Русская научно-техническая мысль в области воздухоплавания обладала в то время длительной историей. Менделеев упоминает об академике Я. Д. Захарове, который в 1804 году в Петербурге поднялся на аэростате на высоту 2550 метров. Его полет продолжался 3 часа 45 минут. Захаров впервые применил аэростат для научных целей. Этот полет представляет выдающийся интерес для истории воздухоплавания, так как здесь впервые был использован ряд приборов, применяемых и поныне.
Полеты на аэростатах, развитие техники воздухоплавания и применение воздухоплавания для научных и практических целей продолжались в течение всего XIX века, причем темпы научно-технического прогресса в этой области стали особенно быстрыми начиная с конца 60-х годов. Здесь большое значение имели систематические исследования, начатые с 1869 года в русской армии.
Созданная Военным министерством Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям произвела ряд исследований и изучила возможности наблюдений с аэростатов за продвижением войск и корректировки артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям. К исследованиям в области воздухоплавания была привлечена широкая научная общественность, в частности Русское физико-химическое общество. С 1880 года в Петербурге начал выходить журнал «Воздухоплаватель». В 1885 году в Петербурге же была создана первая кадровая команда военных воздухоплавателей, впоследствии названная «учебным воздухоплавательным парком». Одновременно участились полеты на аэростатах, связанные с метеорологическими и другими научными целями.
В это же время разрабатывались научные предпосылки авиации. В 1869 году А. Н. Лодыгин, выдающийся русский инженер и изобретатель ламп накаливания, выдвинул проект геликоптера с электрическим двигателем, в 60–70-е годы метеоролог академик М. А. Рыкачев, а несколько позже русский кристаллограф Е. С. Федоров выступили с важными теоретическими исследованиями, посвященными подъемной силе винтов и математическому расчету возможности использования винтов для полетов.
Менделеев, с его постоянным интересом к научно-техническим запросам практики, был энергичным участником всех крупных начинаний в этой области. Следует особо упомянуть о поддержке, которую он оказывал известному конструктору А. Ф. Можайскому и другим пионерам авиации и воздухоплавания.
В 1875 году Менделеев выдвинул идею стратостата. Он говорил о большом аэростате, к которому будет прикреплен «герметически оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который будет тогда обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать наблюдения и управлять шаром». Менделеев не только проектировал стратостат, осуществленный значительно позже, но и разрабатывал план исследований на воздушном корабле, который мог бы подняться в очень высокие слои атмосферы. В этот же период Менделеев выдвинул проект управляемого аэростата и произвел расчеты, необходимые для его конструирования. Менделеев поддерживал постоянную связь с учеными, конструкторами, воздухоплавателями как в России, так и за границей. Он поднимался на аэростате, и его интерес к области воздухоплавания носил постоянный характер. Вместе с тем Менделеев внес вклад и в создание научных основ конструирования и применения аппаратов тяжелее воздуха, иными словами, в создание основ авиации.
Менделеев видел громадное практическое значение воздухоплавания и авиации для России. Россия, по его словам, «владеет обширнейшим, против всех других образованных стран, берегом еще свободного воздушного океана». Он решил внести свой вклад в разработку научных основ воздухоплавания и авиации. «Главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы, по его словам, — составляет знание сопротивления среды, или изучение той силы, против которой придется бороться, побеждая ее соответствующими средствами, в том же сопротивлении жидкостей берущими свое начало». Менделеев вычислял работу, затрачиваемую для преодоления сопротивления воздуха, формулировал законы движения жидкостей и газов, и эти работы оказали важное влияние на развитие теоретических основ воздухоплавания и авиации. Менделеев произвел ряд теоретических исследований и экспериментов и вместе с тем неустанно пропагандировал необходимость изучения законов движения тел в жидкостях. Книга Менделеева «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», по словам великого русского механика, «отца русской авиации» Н. Е. Жуковского, «может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой».
Изучая верхние слои атмосферы и разрабатывая вопросы давления воздуха в связи с задачами воздухоплавания, Менделеев видел громадное значение верхних слоев атмосферы для погоды. Эти верхние слои Менделеев называл «лабораторией погоды». Им овладела мысль самому подняться на аэростате. В 1887 году Менделеев поднимался на военном воздушном шаре для наблюдения полного солнечного затмения и подготовил затем статью «Подъем на воздушном шаре в Клину», где описывал полет, а также впечатления и настроение исследователя. Его очень радовал общественный интерес к полету. Менделеев поднялся над облаками, произвел наблюдения затмения и метеорологических явлений.
Поделиться книгой: