«Каждое жизненное явление не есть следствие какой-то особой силы, каких-то особых причин, а совершается по общим законам природы». Не отрицая своеобразия явлений жизни в целом, Менделеев писал, что «ни один жизненный процесс, отдельно взятый, не есть следствие особенных сил».
Это уже была перекличка единомышленников!
Но у замечательной книги Менделеева была своя «ахиллесова пята». Она указывала на незавершенность теории, которой пользовался Менделеев, составляя свой курс. Если бы Менделеев был по специальности химиком-органиком, если бы основные его интересы были сосредоточены в области этих изменчивых, подвижных соединений углерода, можно не сомневаться, что он не только оценил бы по достоинству первостепенную важность признаков неполноты теории, которой он руководствовался, но и сделал бы отсюда практические выводы для своей работы.
Но для него органическая химия не была родной областью. Экспедицию сюда он предпринял только в качестве глашатая и проповедника новых «молекулярных» представлений.
Поэтому, натолкнувшись в своем изложении на необъяснимую загадку природы, он не накинулся на нее по своему обыкновению, чтобы поскорее ее разоблачить, а ограничился только тем, что подробно ее описал.
Необъяснимым еще, на том уровне развития химической теории, которого достигла наука ко времени составления Менделеевым своего курса, оставался факт существования большого количества веществ, совершенно сходных по своему химическому составу и в то же время имевших особенности, резко их отличавшие. Так, например, существовала «правая» и «левая» винная или виноградная кислота. На объяснении таких странных характеристик кислоты, как «правая» и «левая», необходимо несколько задержаться.
Винная кислота – это бесцветное твердое тело, без запаха. Кристаллы ее имеют вид призмочек с клиновидными гранями. Это очень полезное вещество: оно употребляется для протравки нитей при крашении, для получения белых и розовых узоров по красному фону в ситценабивном производстве, оно заменяет лимонную кислоту при изготовлении лимонадов.
Молекула винной кислоты состоит из четырех атомов углерода, шести атомов водорода и шести атомов кислорода. Соответственно, ее формула пишется так: C4H6O6. Заменяя в этой молекуле водород металлами, можно получать различные соли. Например, из нее изготовляется сегнетова соль, кристаллы которой известны сейчас каждому радиолюбителю как незаменимый материал для изготовления пьезоэлектрических адаптеров и громкоговорителей (во времена Менделеева она употреблялась только в медицине). Другая соль винной кислоты, называемая винным камнем, используется в гальванотехнике и т. д. Винная кислота легко растворяется в воде.
Изучение водных растворов этой кислоты и привело к открытию существования двух химически неразличимых кислот-близнецов. Через прозрачную ванночку с раствором кислоты пропускается луч поляризованного, то есть особым образом препарированного, света.
Обычное световое излучение образуется световыми волнами, колебания которых происходят в самых разнообразных направлениях. В потоке обычного света попадаются волны, колеблющиеся вверх и вниз, вправо и влево, во всех возможных плоскостях. Это можно очень ясно представить себе, если сделать из веревки, прикрепленной одним концом к неподвижному предмету, модель волнового движения и встряхивать эту веревку так, чтобы по ней побежали волны. Эти волны могут возникать не только в вертикальной плоскости, но и в любой другой плоскости, под любым углом к вертикали.
Существует способ «фильтрации» световых волн, отбора таких, которые колеблются только в одной плоскости. Таким световым фильтром – поляризатором – служат некоторые, естественно приспособленные для этого сложные кристаллические атомные «решетки». Например, способностью «поляризовать» пропускаемый через них свет обладают кристаллы полудрагоценного камня турмалина. Имея два таких кристалла, можно поставить красивый опыт. Пучок света, поляризованного одним таким кристаллом, то есть состоящего из волн, колеблющихся только в одной плоскости, пропускают через второй такой же кристалл. Если он будет расположен в точности подобно первому, скажем, в вертикальной плоскости, то свет, поляризованный первым кристаллом, будет свободно проходить сквозь него.
Если начать теперь поворачивать второй кристалл, то он уже не сможет пропускать лучей, колеблющихся в вертикальной плоскости. Он потеряет прозрачность для этих световых волн. Продолжая смотреть сквозь него на прежний источник поляризованного света, мы не увидим ничего, свет погаснет.
Итак, опыт с винной кислотой состоял в том, что сквозь раствор этой кислоты пропускался поляризованный одним из кристаллов свет. Пучок поляризованных лучей, прошедших сквозь раствор, улавливался другим кристаллом. И вот с помощью этого второго кристалла удалось установить, что раствор винной кислоты поворачивает плоскость поляризации светового пучка, причем в одних случаях вправо, а
в других – влево. Состав исследуемого вещества оставался неизменным; он описывался одной и той же формулой – С4Н6O6. И вместе с этим опыт ясно показывал, что под этой формулой скрывались два каких-то, отличающихся между собой, вещества. Это явление было названо изомерией (от двух греческих слов: «isos» – равный и «meros» – частица), а подобные молекулы – изомерными. Изомеров было известно много. Менделеев описывал их с большим вкусом и заканчивал это описание так, как подобало настоящему искателю:
«Все эти явления, – писал он, имея в виду явления изомерии, – составляют один из самых интересных предметов химии, потому что не подчиняются до сих пор никаким теоретическим соображениям».
Это надо было понимать так, что здесь, где обозначалось противоречие между теорией и фактами, – именно здесь под заступом пионера должен был забить живой ключ-источник открытий. Менделеев еще не подозревал, что теоретические соображения, которым должна была «подчиниться» изомерия, уже выведены, что опыты, на которых эти соображения основаны, будут отнесены к наиболее блестящим в истории химии и что сила теоретических соображений, сорвавших уже покров загадочности с явлений изомерии, настолько велика, что они откроют новую эпоху в науке. И что, наконец, именно поэтому прекрасный учебник «Органической химии», только что им написанный, выдержит всего два издания: так быстро устареют некоторые его положения…
Покончив с «Органической химией» и таким образом по-своему подведя итоги съезда в Карлсруэ, Менделеев с увлечением окунулся в преподавание и в новые, захлестнувшие его дела.
Подписчикам рассылалась мартовская книжка журнала «Современник» за 1861 год, высказывавшая мысли, которые Менделеев, как мы уже знаем, полностью разделял.
«Мы ценим ученость, – писал журнал в безыменном обращении к читателю, – и глубоко уважаем людей, посвятивших себя науке, но думаем, что истинная ученость, cамая глубокая, может привести человека к тому убеждению, что единственно прочное благо на земле – тем или другим способом служить человечеству, что… ученые, занимающиеся постройкой великолепных систем и забывающие при этом о деятельности на пользу своих меньших братий, представляют собою безжизненных Вагнеров[22], бесплодно тратящих время на штопанье дырок всего мироздания.
Уж слишком отрывочна жизнь и вселенная,
К профессору немцу пойду непременно я,
Верно, ее не оставит он так:
Системы придумает, даст им названия… Шлафрок надевши и старый колпак,
Он штопает дырки всего мироздания.
Итак, читатель, побольше и побольше любви к человечеству, особенно к тому, которое мы привыкли считать за двуногих, не имеющих с нами ничего общего. В этом состоит венец истинного знания и истинной мудрости…»
Ближайшим выражением любви Менделеева к народу в духе облеченных в шутливую форму, но по существу глубоко серьезных призывов «Современника» явилось то, что он взвалил на себя новый груз обязанностей, которые принял от умиравшего от чахотки руководителя кафедры технологии в Петербургском университете, талантливого ученика Воскресенского, профессора Михаила Васильевича Скобликова. Этот груз состоял не только в чтении лекций, но и в редактировании задуманного Скобликовым обширного курса общей технологии. В основу его Скобликов положил немецкое руководство.
22
Один из персонажей «Фауста» Гёте – самодовольный, ограниченный ученый, находящий полное удовлетворение в мелочах науки. – О. Я.