«Основы химии» учили видеть в химии «и средство и цель» – и способ достижения тех или других практических стремлений и орудие познания.
На тысячах примеров Менделеев показывал, как при помощи науки облегчается обладание веществом в разных его видах, какие новые возможности использования сил природы она дает, как с ее помощью отыскиваются новые способы получения множества веществ и изучаются их свойства.
Менделеев недаром писал в предисловии к третьему изданию «Основ химии»:
«Недалеко то время, когда знание физики и химии будет таким же признаком и средством образования, как сто-двести лет тому назад считалось знание классиков, потому что тогда их изучение было задатком возрождения, было средством против укоренившихся суеверий. Так в новое время
изучение физики и химии определило возможность развития естествознания… а оно составляет силу и признак нашего времени. Без него уже не обходится ни изучение истории и правоведения, ни дальнейшее развитие государственной силы, ни накопление народных богатств и, что всего важнее, без него немыслима ныне и сама философия».
Химию, наряду с физикой, он считал основой современного образования. В соответствии с этим убеждением он «Основы химии» излагал как энциклопедию естествознания и техники.
В воображении читателя этой книги под крышками из глины и гипса закипали реторты с чилийской селитрой и серной кислотой и производное вещество – азотная кислота являла свои удивительные свойства; здесь амальгамой подводилось стекло для получения зеркал, здесь взлетали воздушные шары, наполненные водородом, отделенным от других веществ, с которыми он обычно соединен, домны пылали, и чугун переделывался в сталь, растения под действием света поглощали углекислоту и выделяли кислород, аммиак выделялся из аммиачной воды, полученной на газовых заводах при сухой перегонке каменного угля, борная кислота добывалась в тосканских фумаролах [37] и залежи карналита сверкали на побережьях Каспия.
Нельзя пересказать книгу – ее нужно прочитать. И каждый может это сделать и сейчас с пользой для себя.
А ведь это было только начало!
Химия «заключает в себе задатки еще большего, далекого и существенного развития, – писал Менделеев в введении ко всем этим богатствам знания. – Вся прелесть и все особенности юности видны в химии. Ее поле деятельности ясно определилось… а между тем верная дорога еще неизвестна. Еще недостает общего связующего начала, дающего силу, свойственную зрелости. Знания, относящиеся к количественной стороне химических превращений, далеко опередили изучение качественных отношений. Связь этих двух сторон составит нить, долженствующую вывести химиков из лабиринта современного, уже значительного, но отчасти одностороннего запаса данных».
Когда он работал над первым изданием «Основ химии», он очень глубоко сознавал эту односторонность химического знания. Во всем своем неистощимом разнообразии приложений химия все же представляла собой, до этой работы Менделеева, лишь описание многочисленных разрозненных фактов и явлений. Можно ли было с этим мириться? Нет, нельзя! Менделеев писал:
«Одно собрание фактов, даже и очень обширное, одно накопление их, даже и бескорыстное… не дадут еще метода обладания наукой и они не дают еще ни ручательства за дальнейшие успехи, ни даже права на имя науки в высшем смысле этого слова.
Здание науки требует не только материала, но и плана, гармонии; воздвигается трудом, необходимым как для заготовки материала, так и для кладки его, для выработки самого плана, для гармонического сочетания частей, для указания путей, где может быть добыт наиполезнейший материал.
Тут – поле истинным открытиям, которые делаются… усилием массы деятелей, из которых иногда один есть только выразитель того, что принадлежит многим, что есть плод совокупной работы мысли…
Узнать, понять и охватить гармонию научного здания с его недостроенными частями – значит получить такое наслаждение, какое дает только высшая красота и правда…»
Это наслаждение, испытать которое он звал других, рассказывая, «как привольно, свободно и радостно живется в научной области», где «очень часто рабочий, архитектор и творец совпадают», он сам испил полной чашей, работая именно над «Основами химии». Составляя план своего курса, который должен был соответствовать общим закономерностям излагаемой им науки, – еще не открытым закономерностям! – он должен был впервые совершить именно ту работу «архитектора и творца», о которой он с таким воодушевлением говорил и писал.
Для того, кто дал себе труд проследить за ранними исканиями Менделеева-«рабочего», кропотливо собиравшего, наряду с другими, фактический материал своей науки, не покажется неожиданным главное направление его новых теоретических поисков.
«Вся сущность теоретического учения в химии… лежит в отвлеченном понятии об элементах, – писал он в том же предисловии к третьему изданию «Основ химии». – Найти их коренные свойства, определить причину их различия и сходства, потом, на основании этого, предугадать свойства образуемых ими тел, вот тот путь, по которому наша наука твердо пошла… и еще немало остается сделать здесь. Главный интерес химии – в изучении основных качеств элементов. А так как их природа нам еще вовсе не известна и так как для них мы поныне твердо знаем только два измеряемые свойства: способность давать известные формы соединения и их свойство, называемое весом атома, то остается только один путь к основательному с ним ознакомлению – это путь сравнительного изучения элементов на основании этих двух свойств».
Мы уже помним, как после введенного в науку Ломоносовым разграничения понятий атома и молекулы был извлечен из пыли забвения и возвращен химии способ определения относительного веса частиц (будь то атомы или молекулы) путем сравнения равных объемов состоящего из этих частиц газа. Этот способ был успешно применен для определения атомных весов многих элементов, плотность газа которых легко измерима. Были найдены также другие косвенные способы проверки атомных весов (например по теплоемкости элемента). Химики соединяли элементы, атомные веса которых были выяснены, с элементами еще неизвестными, сравнивали анализы разных соединений. Таким образом, они сумели, к описываемому времени, открыть около 64 различных элементов и измерить веса их атомов (не всегда еще, впрочем,
точно).
У большинства ученых, даже признававших существование атомов, в то время существовало твердое убеждение, что атомы разных элементов – это совершенно независимые друг от друга составные части мироздания. Только наиболее пытливые умы искали следы сходства среди их взаимных отличий, черты единства в их разнообразии.
Их постигали неудачи, причины которых были вполне закономерны.
После того как француз Шанкуртуа безуспешно искал признаки закономерности в отношениях элементов, расположенных по винтовой нарезке, нанесенной на цилиндр, англичанин Ньюлендс пытался уловить соотношения между отдельными элементами, которые напоминали бы те, которые существуют между каким-либо музыкальным тоном и его октавой. Как известно, каждый отдельный тон созвучен тому же тону октавой выше или ниже, вследствие связи между числом колебаний струн, порождающих эти тона. Подобие этого явления Ньюлендс находил в совпадении признаков элементов, занимавших одинаковое положение в построенных им «октавах». Ньюлендс вписывал элементы в свои «октавы», размещая их в строчках по семь элементов в каждой.
В первых строчках его «октав» сходство между элементами, занимавшими вторые, третьи, четвертые и т. д. места в разных «октавах», проявлялось довольно отчетливо. Но последующие строчки построений Ньюлендса заключали в себе больше отступлений от «закона октав», чем подтверждений его. Естествоиспытателям не мог прийтись по душе произвол в перестановке элементов, который Ньюлендс допустил, чтобы уложить непокорные элементы в прокрустово ложе своих семизначных строчек. Он искусственно «подгонял» расположение многих элементов под формулировку «закона октав». Кроме того, его «система» охватывала только известные к тому времени элементы и не оставляла места для возможных новых открытий.
37
Фумаролы – выделения различных веществ в трещинах на склонах вулканов. Иногда они имеют сходство со столбами дыма, вырывающимися из-под земли.