Элементарно, Дмитрий Иванович

2019-й по решению Организации Объединенных Наций объявлен Международным годом Периодической таблицы. Торжественная церемония его открытия прошла в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже.

Полтора столетия назад, 1 марта 1869-го, Дмитрий Менделеев триумфально завершил, пожалуй, главный труд своей жизни, которому дал название «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». С чем можно сопоставить открытие, сделанное гениальным соотечественником? Только с главными в истории человечества научными находками и достижениями: теорией гравитации Исаака Ньютона, первыми электрическими формулами Майкла Фарадея, выводом Николая Коперника о том, что Земля вертится вокруг Солнца.

Ратник русской науки

Русский ученый не только расставил по местам химические элементы, но и уточнил некоторые фундаментальные представления о жизни. Так бывает с великими открытиями — они оказываются гораздо шире рамок любой науки. Таблица Менделеева может немало рассказать о мироздании. «Вероятно, это самый компактный и полный значения сгусток знания, когда-либо изобретенный человеком», — сказал в свое время американский астроном Харлоу Шепли.

Дмитрий Менделеев родился в старинном сибирском городе Тобольске, в семье одержимого идеями народного просвещения директора гимназии. Одна из сестер будущей мировой знаменитости вышла замуж за ссыльного декабриста Николая Басаргина, примерно тогда же эта чета сблизилась с другом Пушкина Иваном Пущиным, который тоже пребывал в тобольской ссылке. Сам Дмитрий в юности женился на Физе Никитичне, падчерице самого известного уроженца тех мест, автора «Конька-Горбунка» Петра Ершова.

Менделеев рос в многодетной семье. Любовь к матери, Марии Дмитриевне, пронес через всю жизнь. Мысленно обращаясь к ней, уже покинувшей этот мир, сформулировал свои заветные принципы: «Вашего последыша, семнадцатого из рожденных Вами, Вы подняли на ноги, вскормили своим трудом после смерти батюшки, ведя заводское дело, Вы научили любить природу с ее правдою, науку с ее истиной... родину со всеми ее нераздельнейшими богатствами, дарами... больше всего труд со всеми его горестями и радостями... Вы заставили научиться труду и видеть в нем одном всему опору, Вы вывезли с этими внушениями и доверчиво отдали в науку, сознательно чувствуя, что это будет последнее Ваше дело. Вы, умирая, внушали любовь, труд и настойчивость».

Дальнейшие вехи славной биографии общеизвестны: пединститут в Петербурге, кафедра химии Императорского университета, учреждение Главной палаты мер и весов, основание Русского физико-химического общества... Вся жизнь Менделеева была подчинена не карьерным задачам, не добыче регалий, но поиску научной истины. 

Называл себя «ратником русской науки», в ее развитии видел спасение человечества, будущее благоденствие России.

Во сне и наяву

К научному служению он подходил с самой высокой меркой. «Химик должен во всем сомневаться, пока не убедится всеми способами в верности своего мнения», — таково было его кредо. Трудиться порой приходилось даже не в спартанских, а чуть ли не партизанских условиях. У него не было щедрых меценатов, много лет химическая лаборатория университета получала всего лишь по 400 рублей в год, а на все кафедры полагался единственный лаборант. Недоставало самого необходимого. Дмитрий Иванович привык к почти круглосуточной работе.

К тому времени были известны 63 химических элемента. В стройную систему их пытались упорядочить многие, однако найти верный принцип никому не удавалось. На столе Менделеева годами были разбросаны карточки с названиями веществ и указанием их свойств. Своего рода опытным образцом послужила обыкновенная карточная колода: ученый раскладывал химические элементы как пасьянс, создавал различные комбинации, выискивая закономерности. Тайна открылась спустя несколько лет, после долгих размышлений в прокуренном кабинете, а ключевая идея пришла как озарение: свойства компонентов зависят от масс их атомов. Три дня он работал практически без отдыха, отвлекаясь лишь на скручивание папирос, потом рухнул без сил и забылся, но мысль продолжала крутиться по шестеренкам разума. К счастью, он успел записать все необходимое после пробуждения: «Ясно вижу во сне таблицу, где элементы расставлены, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги и заснул опять. Только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка».

В те же дни на заседании Химического общества поведал коллегам о своем открытии. Уникальность системы состояла еще и в том, что ученый точно просчитал существование еще не известных науке элементов и оставил для них пустые клеточки в таблице. Правильность теории подтвердилась очень скоро — после открытия галлия, скандия и германия, существование которых Менделеев предсказал. Так в химии началась эпоха научного прогнозирования. Даже неисправимый скептик Фридрих Энгельс красноречиво признал: «Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг».

Конечно, работа не завершилась в то знаменательное утро 150 лет назад. В 1871-м появилась статья Дмитрия Ивановича «Периодическая законность для химических элементов». В 1900 году он и шотландец Уильям Рамзай убедились в том, что необходимо включение в Периодическую систему особой, нулевой группы — благородных газов.

Академик и выдающийся популяризатор науки Бонифатий Кедров отмечал: «Здание Периодического закона, надстроенное и развившееся, образовало прочный фундамент всего современного учения о веществе. Без него немыслимо было бы развитие в XX веке ядерной физики и астрофизики, химии и геохимии, а также многих других направлений в науке о веществе».

На воздушном шаре

Чтобы стать великим экспериментатором, одних знаний недостаточно. Необходимы отвага, сила воли, целеустремленность, кураж. Менделеев полагал, что «профессор, который только читает курс, а сам не работает в науке и не двигается вперед, не только бесполезен, но прямо вреден. Он вселит в начинающих мертвящий дух классицизма, схоластики, убьет их живое стремление».

В августе 1887-го ожидалось солнечное затмение, которое можно было увидеть в России. Для того чтобы наблюдать редкое природное явление, 53-летний, не обладавший крепким здоровьем ученый вздумал подняться на воздушном шаре. Вместе с ним должен был лететь уже опытный, хотя и молодой, полный сил аэронавт Александр Кованько. Зарядил дождь, шар отяжелел, двоих он бы не выдержал. Дмитрий Иванович решил совершить подъем в одиночку. «Кругом аэростата была масса народу; послышались дружные крики. Из них лишь один, признаюсь, мне памятен. Кто-то кричал «Bis!», и я подумал: хорошо бы, в самом деле... повторять это торжество науки, хорошо потому, что есть масса чрезвычайно интересных задач, которые можно разрешить только при поднятии на аэростатах», — вспоминал Менделеев позже. Во время полета он выкинул из корзины предназначенный для сидения табурет, руками выбрасывал отсыревший балластный песок. Шар взмыл в серое небо и скрылся из виду.

Оказавшись в крайне необычных для себя условиях, самообладания естествоиспытатель не потерял, хладнокровно вел записи: «Сверху облака. Ясно кругом (то есть в уровне аэростата). Облако скрыло солнце. Уже три версты. Подожду самоопускания». 

Погода мешала держать необходимую для серьезных научных наблюдений высоту. И все-таки удалось многое заприметить: «Кругом солнца я увидел светлый ореол... чистого серебристого цвета... Ни красноватого, ни фиолетового, ни желтого оттенка я не видел в «короне». Она была вся цвета одного и того же, но напряженность, интенсивность или яркость света уменьшалась от черного круга Луны... Размеры «короны»... были неодинаковы по разным радиусам. В самом широком месте толщина кольца была не более радиуса Луны».

Без нештатных ситуаций не обошлось. Например, когда сломался отвечающий за снижение аэростата клапан, Менделеев его быстро починил.

Он парил 100 километров и приземлился в районе деревни Спас-Угол, между Калязином и Переславлем-Залесским, аккурат в имении Михаила Салтыкова-Щедрина.

После всего этого бесстрашный ученый с чувством выполненного долга возвратился по железной дороге в Клин, где тогда жил. В наше время в Московском политехническом музее выставлена корзина шара, на котором гениальный химик совершил тот самый полет. Любопытно, но именно это принесло нашему гению первую славу. О воздушном эксперименте писали самые популярные журналисты, включая Гиляровского.

Разминувшись с «Нобелем»

Замечательно отозвался о Менделееве один из его учеников Лев Чугаев: «Он умел быть философом в химии, в физике и в других отраслях естествознания, которых ему приходилось касаться, и естествоиспытателем в проблемах философии, политической экономии и социологии. Он умел внести свет науки в задачи чисто практического характера и приблизить к жизни теорию, находя для нее возможность использования и различных приложений».

Менделеев — это Ломоносов XIX века. Подобно предшественнику, он проповедовал установление твердых основ для просвещения, рассуждал о необходимости «сбережения народа», заботился об освоении Арктики, не сомневался, что Север станет для России и сокровищницей, и важным транспортным маршрутом. Дмитрий Иванович принимал участие в работе над проектом первого в мире арктического ледокола «Ермак». Круг интересов и достижений русского да Винчи был невероятно широк. Его уважали даже как «чемоданных дел мастера». Отдыхая от умственного перенапряжения, великий ученый делал дорожные кофры.

Наверное, никто из ученых подобного масштаба не путешествовал так активно, как он: 33 раза побывал во Франции, 32 — в Германии, объездил сотни городов от Урала до Прибалтики, от северных окраин до южных. И это были не увеселительные турне: всюду Менделеев активно трудился.

Занимался проблемами нефтедобычи, геологии, создавал программы для новых университетов (к примеру, Томского, к которому как сибиряк относился по-особому). Да и сам стоил целой кафедры — по влиянию на молодых ученых и инженеров.

Нефтяные вопросы рассорили его со старшим братом учредителя знаменитой премии Людвигом Нобелем, развернувшим свою деятельность в конце XIX века на Бакинских промыслах. По рекомендациям Менделеева тот первым в России стал строить железнодорожные цистерны и металлические резервуары для мазута и керосина. Но когда русский химик предложил создавать у нас нефтеперерабатывающие заводы, Нобель испугался. Он заработал миллионы на керосине, а Дмитрий Иванович говорил о важности бензина. Между ними возник жаркий, непримиримый спор. Впоследствии в этой размолвке видели причину того, что Менделеев так и не стал нобелевским лауреатом.

Международный престиж вызывал ревность коллег: звание доктора ему — редчайший случай — присудили и в Кембридже, и в Оксфорде. Ради русского ученого британцы перешагнули через неписаное правило: человек, «остепененный» в одном из этих университетов, навсегда лишался такой возможности во втором. Однако, помимо почитателей, у него имелись влиятельные недоброжелатели. Прежде всего швед Сванте Аррениус. Между ними, выдающимися исследователями, пробежала черная кошка: русский ученый критиковал работы оппонента, связанные с электропроводностью растворов. В 1906 году Нобелевский комитет уже готов был присудить свою премию Менделееву, но это решение аннулировала Шведская королевская академия наук, и первую скрипку в том оркестре играл Аррениус.

В последний раз с Нобелевкой Дмитрия Ивановича развела смерть. Тут уж и Комитет, и свейские мудрецы согласились на присуждение награды нашему химику, но... посмертно ее не вручают. Впрочем, у него осталось нечто более важное, чем все земные регалии и почести, — слава одного из отцов русской науки.

Превозмогая слепоту, отмахиваясь от хворей, он работал до последних дней. Шла Русско-японская война. Менделеев старался как можно больше узнать о Цусиме, болезненно (нередко — до слез!) переживал поражения русской армии. Патриотизм был для него не обязанностью, не парадным мундиром с орденами, а сутью натуры.

Свое время Дмитрий Менделеев обогнал с фантастической скоростью. По сей день Периодическая система остается не только основой основ, но и питательной средой для новых прозрений. Это открытие и для XXI века все еще чудо.

Многое изменилось за последние полтора столетия. Распались империи и колониальные системы. Несколько раз менялся политический уклад в России. Землю дважды потрясали мировые войны. А Периодическая система сохраняет свой великий потенциал и уникальное значение, на нее все так же можно во многом положиться. Огромное количество новых открытий идеально вписываются в схему, созданную Менделеевым. В современной Таблице 118 элементов — почти в два раза больше, чем в годы деятельности Дмитрия Ивановича. Остаются пустые клетки для тех, что пока еще не получили имен. Познание мира продолжается.

Фото на анонсе: PHOTOXPRESS