1855-1861. Начало научной деятельности


   Непривычна сидела на нем первая, после казенных тужурок, своя одежда. Жиденькая, молодая бородка делала его старше своих лет, синие глаза смотрели сосредоточенно, а розовое лицо маменькиного баловня побледнело и похудело от постоянной болезни. От этого же еще не окончательно установился голос, но в нем уже можно было уловить все те внезапные переходы с низких нот на высокие, почти в крик, и те "рыкания", которые впоследствии и завораживали аудиторию и запугивали своей неожиданностью непривычных слушателей. Но пока голос, даже в простом разговоре, приходилось сдерживать. Здоровье, несмотря на перемену режима и возможность быть больше на воздухе, - не поправлялось. Все чаше повторялись кровохарканья, укладывая надолго в постель и истощая молодой организм. Чахотка была констатирована. На Дмитрия Ивановича друзья стали смотреть как на умирающего, и доктор Здекауер, петербургская знаменитость и впоследствии лейб-медик, настоятельно отсылал на юг, не ручаясь впрочем и там за его жизнь. Северное лето после тяжелой весны не принесло облегчения, и Дмитрии Иванович принужден был принять предложенное ему место учителя гимназии в Крыму, в Симферополе.
   В середине августа 1855 г. отправился в Симферополь Менделеев. Доехав на поезде до Москвы, он закончил остальной путь на лошадях по невероятным дорогам, загруженным обозами, двигавшимися по направлению к Крыму.
   Первый раз попал он, северянин, на юг. Непривычно синее небо, жара, лагерный облик города, палатки, раскинутые в предместьях, - все было ему незнакомо. Дороговизна в городе была такова, что располагая только скромным учительским жалованьем в 33 рубля, Дмитрий Иванович не мог найти комнаты. Гимназия, по случаю войны, была закрыта, и он поселился вместе с инспектором в маленькой каморке при гимназическом архиве.
   Из Петербурга Дмитрий Иванович привез рекомендательное письмо доктора Здекауера к знаменитому хирургу Пирогову, работавшему в ту пору в крымских госпиталях, Дмитрий Иванович разыскал Пирогова. Тот, прочтя письмо в осмотрев Менделеева, снабдил его рядом советов, успокоил и сказал: 
""Сохраните это письмо и когда-нибудь верните Здекауеру. Вы переживете нас обоих". Пророчество Пирогова сбылось. Много позже Дмитрий Иванович благодарно вспоминал:
   - Вот это был врач! Насквозь человека видел. Он сразу мою натуру понял."

Менделеев у Пирогова

    Дожив в Симферополе до холодов, Дмитрий Иванович взял отпуск и уехал в Одессу. Там Дмитрию Ивановичу удалось получить место преподавателя естественных наук в 1-й Одесской гимназии при Ришельевском лицее. Время, проведенное там, явилось началом самостоятельной интенсивной трудовой жизни, уже не омраченной зловещими предсказаниями врачей.

Гимназия при Ришельевском лицее в Одессе, где Д. И. Менделеев преподавал в 1855–1856 гг. 

   Культурным центром Одессы был университет. Благодаря его библиотеке и лаборатории, Дмитрий Иванович получил возможность готовиться к магистерскому экзамену и писать диссертацию. Мягкий климат, близость моря, теплая зима - все вместе благотворно действовало на здоровье Дмитрия Ивановича. Поправляясь, он стремился обратно в Петербург, тем более, что и диссертацию и подготовку к экзамену на степень магистра он быстро заканчивал. Вопросы здоровья не задерживали его больше на юге и Дмитрий Иванович в мае 1856 г. вернулся в столицу.
   Дмитрий Иванович получил первую ученую степень магистра физики и химии. Диссертация его была на тему: "Об удельных объемах". 
Удельными или атомными объемами называются те пространства, в которых умещаются паевые (т. е, замещающие друг друга в химических соединениях) количества элементарных тел. Исследуя величины этих объемов у целого ряда элементов, Менделеев показал в них ряд закономерностей, которые впоследствии нашли свое выражение в периодической системе химических элементов.


   Сразу же по прочтении первой диссертации Дмитрий Иванович взялся за следующую работу, и уже через несколько месяцев, в октябре 1856 г. смог прочесть вторую диссертацию на замещение должности доцента, с правом чтения лекций, - "О строении кремнеземистых соединений".
 В самом начале 1857 г., т. е. 23 лет от роду, Дмитрий Иванович был утвержден доцентом по кафедре химии и начал чтение лекций в С.-Петербургском университете. Почти одновременно с занятием должности Дмитрий Иванович был избран секретарем факультета. Несмотря на чтение лекций сначала по теоретической потом по органической химии - и эту добавочную нагрузку, удивительные работоспособность и усидчивость Дмитрия Ивановича позволяли ему, кроме педагогической деятельности, продолжать лабораторные работы, в результате которых он поместил ряд статей в научных журналах того времени,
  
Гейдельбергский период
 Блестящие способности Дмитрия Ивановича заставляли университетское руководство дорожить им и видеть в молодом химике достойного приемника столпам русской химической школы - профессорам Воскресенскому и Зинину. Авторитет, которым пользовался в среде студенчества Менделеев, не позволял держать его бесконечное число лет в доцентах, да это и не было резонно. Он никакой политической опасности собой не представлял, с кружками молодежи связан не был - наоборот целиком ушел в науку, так что администрации, сохранившей еще инерцию николаевской подозрительности, за спиной Менделеева не чудилось никаких страхов. Для окончательной подготовки к профессорской кафедре Дмитрия Ивановича решено было отправить за границу. Менделеев выбрал для своей двухлетней командировки Гейдельберг в Германии, куда его влекли имена профессоров тамошнего университета знаменитого физико-химика Бунзена, физико-химика Кирхгофа и физика Коппа.
   Гейдельбергский университет в то время был центром естественных наук, преимущественно физики и химии. Гейдельбергский университет славился своими научными силами, имена которых привлекли сюда молодого Менделеева.
   В Гейдельберге Дмитрий Иванович поступил в лабораторию Бунзена, вместе с тем посещая и университетские лекции.
   Роберт Бунзен, которого выбрал своим руководителем Дмитрии Иванович, одна из крупнейших фигур в истории химии. Он стоял в стороне от химических дискуссий, волновавших научные сферы, его спокойному характеру исследователя претило участие в полемической борьбе. Но постоянная, напряженная и целеустремленная работа давала значительно больше результатов, чем дали бы споры. Ко времена поступления Дмитрия Ивановича в его лабораторию особенную славу Бунзена составляли исследования кокодиловых (мышьяковых) соединений и электролитической алюминий открытый им в 1854 году.

Роберт Бунзен

   Несмотря на радушный прием Менделеев недолго проработал у Бунзена. Дмитрий Иванович объяснял свой уход от Бунзена тем, что соседом его по столу был некто Кариус, работавший с сернистыми соединениями. Вытяжные шкафы, не были еще обязательной принадлежностью лаборатории, и тяжелый запах этих соединений, вызывавший боль в груди, заставил Менделеева покинуть лабораторию. Кроме того, там не было возможности работать с точными приборами, которые ему были необходимы.
   Уйдя от Бунзена, Менделеев взялся за организацию собственной лаборатории. Собираясь работать над жидкостями, он заказал известному боннскому механику Гейслеру новый прибор для точного определения удельного веса. Прибор этот стал известен в России под названием "Пикнометр Менделеева". 

Пикнометр Менделеева

Для получения предельной точности весов и разновесов Дмитрий Иванович сделал их по специальному заказу. При скудных средствах, отпускаемых командированным, Дмитрий Иванович не мог особенно расширять свои лабораторные возможности, но все же оборудовал лабораторию настолько, что мог целиком уйти в работу. В результате ее им были написаны и опубликованы исследования: "О капиллярности жидкостей", т. е. о явлениях, сопровождающих проникновение жидкостей в узкие каналы, "О расширении жидкостей" (под влиянием изменяющихся температур и давлений в замыкающих их сосудах) и "О температурах абсолютного кипения тех же жидкостей".
   
"Последняя работа является особенно интересной. Что такое температура абсолютного кипения? В первой половине XIX века, это название совершенно не было известно, но взамен его существовало исчезнувшее в настоящее время разделение газов на сгущенные в жидкость и постоянные, т. е. несгущаемые, к которым относили водород, кислород, азот, окись углерода, метан или болотный газ и некоторые другие. Теперь, когда каждый из нас не раз читал о кислороде и азоте (если не видал их лично), даже самое название несгущаемые газы кажется нам странным. Но не то было до работ Каньяра де Латур, Дриона, Менделеева и Эндрьюса над температурами абсолютного кипения, или, как их называют теперь, критическими температурами. Дело в том, что для каждого газа без исключения, существует такая характерная для него одного температура, выше которой он не может быть сгущен в жидкость никаким давлением. Движения его частиц становятся при такой температуре (и выше ее) до того быстрыми, а столкновения их до того сильными, что между частицами данного газа уже не может образоваться даже я тех временных нестойких связей, которые характеризуют жидкое состояние веществ" .

   Работа над температурой абсолютного кипения возникла у Менделеева не случайно, и сам Дмитрий Иванович говорит следующее о принципах, ее вызвавших:
   "Полагают, что для успехов этой науки (молекулярной механики), долженствующей впоследствии изъяснить нам как физические свойства, так и химические реакции тел, прежде всего необходимо иметь следующие точные данные: 1) вес частицы, определяемый химическим анализом, реакциями и плотностью пара, 2) удельный вес твердых и жидких тел и его изменение от нагревания. Эти данные дают возможность судить об относительном расстояния центров частиц, если справедливо, что тела состоят из совокупности отдельных друг от друга частиц... Вес и расстояние частиц недостаточны для решения вопросов частичной механики твердых и жидких тел, потому что в них расстояния частиц должны быть не столь велики, чтобы можно было пренебречь их формою и величиною. Лучшим доказательством этого, по моему мнению, служит то, что сцепление в кристаллах неравномерно по разным направлениям (по осям). Не останавливаясь над этим, замечу, что ближайшим средством для успехов частичной механики может служить определение сцепления тел, потому что оно, очевидно, стоит в прямом и близком соотношения с мерою взаимного протяжения частиц, а это-то притяжение, конечно, и обуславливает физические и химические явления".
  
 Наука всегда оставалась для Дмитрия Ивановича главным и любимым. А в любимой науке назревали события, и для обсуждения их был в 1860 г, созван съезд. Этот важнейший в истории химии съезд состоялся в Карлсруэ, главном городе герцогства Баденского, с 3 по 6 сентября. Съехалось больше сотни участников, среди них много русских: А. Н. Зинин, Л. Н. Шишков, Натансон, Савич, Лесинский и Д. И. Менделеев.
   Вот что писал 7 сентября 1860 г. Дмитрий Иванович о причинах и задачах съезда в письме к своему учителю, профессору Александру Абрамовичу Воскресенскому: "Химический конгресс, только что окончившийся в Карлсруэ, составляет столь замечательное явление в истории нашей науки, что я считаю обязанностью хоть в кратких словах описать вам заседания конгресса и результаты, которых он достиг".
   Существенным поводом к созванию международного химического конгресса служило желание уяснить и, если возможно, согласить основные разноречия, существующие между последователями разных химических школ. Сначала г. Кекуле предложил было для разрешения многие вопросы: вопрос о различии частицы атома и эквивалента; вопрос о величинах атомического веса, т. е. принять ли паи Герара или паи Берцелиуса, измененные впоследствии Либихом и Паггендорфом, а ныне применяемые большинством; далее - вопрос о формулах и даже, наконец, о тех силах, какие при современном состоянии науки надобно считать причиною химических явлений. Но в первом же заседании, 3 сентября, собрание нашло невозможным в такое короткое время уяснить такое большое число вопросов и поэтому решилось остановиться только на первых двух.
   Была избрана комиссия, в которую вошло до 30 человек, для предварительной разработки этих двух вопросов; был в ней, конечно, и С. Канниццаро, одушевленная речь которого по справедливости была встречена общим одобрением. На втором заседании конгресса 4 сентября, комиссия вынесла выработанную ею резолюцию такого содержания: "Предлагается принять различие понятий о частице и атоме, считая частицею количество тела, вступающее в реакции и определяющее ее физические свойства, и считая атомом наименьшее количество тела, заключающегося в частицах. Далее предлагается понятие об эквиваленте считать эмпирическим, независящим от понятий об атомах и частицах". При голосовании за резолюцию большинство подняло руки. Кто против? Робко поднялась одна рука - и опустилась.
   Результат неожиданно единодушный и важный. Приняв различие атома и частицы, химики всех стран приняли начало унитарной системы; теперь было бы большой непоследовательностью, признав начало, не признать его следствий.
   К этому рассказу прибавлю замечание, что во всех рассуждениях не было ни одного враждебного слова между обеими партиями. Все это, мне кажется, есть полное ручательство за быстрый успех новых начал в будущем. Из полутораста химиков уже теперь ни один не решился вотировать против этих начал".
   С этого времени можно считать основным в химии "унитарное" направление, не делающее различий между органической химией и неорганической и соединяющее их в одну науку. С этого времени частица или молекула становится основной химической единицей и вся химия - молекулярной или частичной.
   Но не только этим историческим съездом отмечено в химия начало 60-х годов. В том же 1860 г. профессоры Гейдельбергского университета Бунзен и Кирхгоф сделали открытие, разом неизмеримо расширившее возможности химических исследований. Они открыли спектральный анализ.
   Белый солнечный луч при прохождении через призму разлагает свой сложный белый цвет на множество простейших цветных лучей; отраженные на экране эти лучи называются сплошным спектром. Все раскаленные тела также посылают лучи, разнящиеся только в яркости. Раскаленные же пары дают спектры прерывные, т. е. состоящие из некоторых цветных полос, строго определенных для каждого испаренного вещества, так, пламя паров натрия даст желтую линию, лития - красную и оранжевую, калия - красную и синюю и т. д. При этом линии элементов занимают в спектре строго определенные места. Отсюда по спектру можно узнать вещество. В этом заключалось открытие, сделанное Бунзеном и Кирхгофом.
   Спектральный анализ был открытием, не только уточнившим и расширившим метод химических исследований, но и оказавшим могучее влияние на развитие других наук. Достаточно, например, указать, что благодаря ему чрезвычайно расширились представления человека о вселенной, так как была получена возможность точнейшим образом узнать состав солнца, отдаленнейших звезд и т. д.\

Статья Менделеева в газете

   Два года, проведенные Дмитрием Ивановичем в Гейдельберге, оказались фундаментом, на котором в дальнейшем строились его жизненные навыки, усилия и отношения с людьми. В Гейдельберге понял он во всем объеме вопрос о ценности среды для ученого. Общество, с которым он там сталкивался, было обществом людей науки, преимущественно физиков и химиков, живущих одними интересами с ним. Возникало научное соревнование, стимулирующее работу. Университет, лекции лучших профессоров Европы, сосредоточенность всех окружающих на вопросах науки, все время идущей вперед, - все это давало такое чувство, что живешь на самом высоком уровне своего века. За работой Бунзена и Кирхгофа, наверное, внимательно следили молодые ученые, открытие спектрального анализа вызвало большой отклик и тоже было лишним стимулом в работе не одного только Дмитрия Ивановича.
   Нельзя забыть и о съезде в Карлсруэ, на который молодой Менделеев попал благодаря своему пребыванию в Гейдельберге. Там он сумел дохнуть воздухом самых вершин науки, встретить людей, двигающих своим трудом мировую культуру вперед и понять, что и его место здесь, в этой среде ученых. Съезд дал ему возможность познакомиться и завязать долголетние связи с известнейшими химиками мира. Опыт гейдельбергских лет реализовался Дмитрием Ивановичем его последующую жизнь.
Comments