Текст книги "Бутлеров"

Автор книги: Лев Гумилевский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 16 страниц)

Деятельность русских просветителей, охвативших своим влиянием передовые круги русской демократической интеллигенции, проходила в условиях жесточайших преследований со стороны царизма. Этим преследованиям подвергались и Герцен, и Белинский, и Чернышевский, и Добролюбов, и Писарев, и Шевченко.

В. И. Ленин писал об эпохе шестидесятых годов:

«Оживление демократического движения в Европе, польское брожение, недовольство в Финляндии, требование политических реформ всей печатью и всем дворянством, распространение по всей России «Колокола», могучая проповедь Чернышевского, умевшего и подцензурными статьями воспитывать настоящих революционеров,появление прокламаций, возбуждение крестьян, которых «очень часто» приходилось с помощью военной силы и с пролитием крови заставлятьпринять «Положение», обдирающее их, как липку, коллективные отказы дворян – мировых посредников применять. такое«Положение», студенческие беспорядки – при таких условиях самый осторожный и трезвый политик должен был бы признать революционный взрыв вполне возможным и крестьянское восстание – опасностью весьма серьезной» [5]5
  В. И. Ленин.Сочинения. Изд. 4, т. 5, стр. 26–27.


[Закрыть].

Способствуя революционному подъему в стране, организуя демократическую общественность, деятельность революционных демократов дала в то же время толчок широкому развитию передовой науки, искусства и литературы.

Во всех основных областях знания русские ученые дали миру великие работы, произведшие революционные сдвиги в науке.

В биологии Тимирязев, Мечников, Владимир и Александр Ковалевские, в физиологии Сеченов и Павлов, в физике Столетов и Умов, в астрономии Бредихин, в медицине Боткин, в химии Менделеев, Бутлеров – вот далеко не полный перечень тех великих ученых, чья деятельность вдохновлялась могучим идейным воздействием революционного подъема в стране.

Великие ученые-«шестидесятники» были каждый в своей области проводниками передовых материалистических идей.

Труды русских естествоиспытателей, пропаганда достижений естественных наук, популяризация естественно-исторических знаний сыграли огромную роль в истории развития русской общественной мысли, в распространении в России передового материалистического мировоззрения, материалистической теории познания.

Бутлеров не является типичным «шестидесятником», каким был, например, И. М. Сеченов, но печать эпохи лежит на всей его научно-педагогической и общественно-политической деятельности, пронизанной идеями просветительства – возьмем ли мы его борьбу за русскую Академию наук, пропаганду рационального пчеловодства или популяризацию основных понятий в химии.

Глава шестая
ТЕНИ ГРЯДУЩИХ СОБЫТИЙ

1. НОВЫЕ РАБОТЫ И ПРЕДВИДЕНИЯ БУТЛЕРОВА

Десять лет профессуры в Петербургском университете составили третье десятилетие научной деятельности Бутлерова.

Как бы подводя итоги этой деятельности, Александр Михайлович выступил 17 апреля 1879 года в общем собрании Физико-химического общества с докладом: «Современное значение теории химического строения».

Ближайшим поводом для доклада, судя по вступительному заявлению Бутлерова, «послужило главным образом то обстоятельство, что учение это, хотя оно и может быть названо преобладающим ныне, возбуждает иногда споры, вызывает возражения, и для неспециалистов химии трудна тогда видеть, на чьей стороне правда, в какой степени учение о химическом строении действительно нужно для науки, какие его заслуги и насколько оно помогает развитию химических знаний».

Наиболее заметными противниками Бутлерова в России были Н. А. Меншуткин, а в Европе – французский химик Марселен Бертло (1827–1907), для которых оставалась неосознанной сущность теоретических воззрений Бутлерова.

Бутлеров понимал, в чем кроется причина спора, и начал свой доклад с «подробностей элементарного свойства», высказав надежду, что «идеи и понятия, более или менее уже усвоенные, более или менее обыкновенные для химика, могут сделаться тем не менее интересными и для него по тому углу зрения, под которым они будут представлены, – по тому освещению, при котором придется взглянуть на известное обобщение».

– Упомянутая надежда для меня тем позволительнее, – добавляет он, – что тот промежуток времени, в течение которого я вращаюсь в химическом мире, уже значителен, и я был не раз свидетелем, как трудно подчас развиваются известные обобщения и усвояются известные понятия, делающиеся впоследствии общераспространенными.

Историческая перспектива позволяет нам теперь отчетливо видеть, каким смелым новатором выступал в свое время Бутлеров, как далеко предвидел он пути развития физико-химических наук. Насколько правильно предугадывал он развитие учения о веществе, видно из его воззрения на сущность химизма, которое он излагает в начале своего доклада.

«В настоящее время, – сказал он, – мы смотрим на химическое соединение не как на что-либо мертвое, неподвижное; мы принимаем, напротив, что оно одарено постоянным движением, заключенным в его самых мельчайших частичках, частные, взаимные отношения которых подлежат постоянным переменам, суммируясь при этом в некоторый постоянный средний результат. Мы можем иметь здесь и постоянные изменения в химических частицах, составляющих массу веществ, но все это сводится к известному среднему состоянию са. мой массы. Словом, вообще мы имеем всегда перед собою состояние известного подвижного равновесия. С этой динамической точки зрения на натуру химического соединения и на химические реакции мы без труда объясняем такие явления, которые с прежней точки зрения были совсем непонятны… Само собой разумеется, что ближе мы не знаем еще рода движения, составляющего запас химической энергии, но мы не сомневаемся, что это движение атомам присуще, и то, что мы называем процессом химического соединения, есть изменение в состоянии этого движения».

«Динамическая точка зрения» Бутлерова лежит в основе и всех современных представлений о веществе и строении материи: она-то и позволила великому русскому химику объяснить загадочные явления изомерии и таутомерии, признать реальность атома, предугадать его делимость, непостоянство атомных весов.

Приведя в своем докладе ряд фактических достижений химии, явившихся прямым результатом структурной теории, Бутлеров говорит о своих противниках:

«Тем страннее встречать иногда у людей, пользующихся справедливо заслуженным авторитетом – назову, например, Бертло, – отрицание принципа химического строения. Могу сказать даже: не только отрицание принципа, а отрицание, или, по крайней мере, игнорирование самых фактов. Принцип химического строения, как мы показали, ведет к априорному допущению существования известных изомеров. Априорные выводы, разумеется, ни для кого не могут считаться обязательными, но когда теория и факты оказываются в полнейшем согласии, то следует, по меньшей мере, принимать во внимание и то. и другое. Между тем мы встречаем у Бертло и некоторых других французских химиков случаи, где они говорят о веществе, например об известном алкоголе или углеводороде, как будто бы оно только и существовало, между тем как на деле известна целая группа изомерных видоизменений этого алкоголя или углеводорода. В сущности, химик вправе говорить в таком случае не иначе, как именно об известном определенном изомерном видоизменении. Подобное, игнорирующее факты направление в химии следует назвать уже не химическим реализмом, а скорее химическим нигилизмом…»

Называя сторонников непознаваемости отношения атомов в молекуле «химическими нигилистами», Бутлеров был совершенно прав, ибо, идя по пути Бутлерова, современная наука уже настолько знает эти отношения, что строит на них огромную по размерам и значению химическую промышленность.

Доклад Бутлерова «О современном значении теории химического строения» явился в сущности заключительной главой истории учения о строении молекул. Общее признание ее было лишь делом времени. Оставаясь на страже ее, опровергая противников, сам Бутлеров ставил перед собой новые задачи. Он переходит к вопросу о строении атомов, высказывает мысль о делимости атомов и начинает опыты, имеющие целью установить колебания в атомном весе элементов, полученных различными способами.

К этим опытам Бутлеров приступил в химической лаборатории Академии наук, после оставления им университета.

По существовавшему тогда положению о профессуре, в 1880 году Александр Михайлович мог окончить чтение лекций и выйти в отставку с так называемой «полной пенсией».

Не только стремление всецело отдаться решению важнейших задач, поставленных им перед собой, побуждало его выйти в отставку. Он начинал чаще и чаще чувствовать на лекциях усталость в ногах, ему иногда хотелось сесть, помолчать.

Перед началом учебного года, осенью 1879 года, Бутлеров заявил, что этот учебный год будет последним годом его пребывания в университете.

Сверх обычного курса лекций в этом году Бутлеров прочел специальный курс по «Истории развития химии в последние сорок лет». Лекции были стенографированы студентами и затем изданы литографией Курочкина.

На титульном листе этой редкостной теперь книги помещено в качестве эпиграфа изречение Бекона, которое Бутлеров любил напоминать:

«Истина есть дочь времени, а не авторитета».

В начале книги Бутлеров говорит о задачах своего исторического очерка развития химии за последние 40 лет, развития, которое было пережито им самим.

«Очерк этот должен показать, как складывались те понятия, которые господствуют ныне в химии, что, в свою очередь, даст возможность верно оценить их».

С обычной скромностью он упоминает о своем участии в развитии химической науки за эти годы и кончает свой курс изложением тех вопросов науки., которые, по его убеждению, «составляют вопросы дня» и «могут многое сделать для движения науки», К этим вопросам Бутлеров относил: «приложение к химическим явлениям динамических воззрений и выводов теории теплоты; изучение свойств элементов в связи с периодической системой Менделеева; дальнейшее изучение свойств вещества в трубках Крукса и явления растворения твердых тел в газах».

«Если отбросить последний вопрос, как частный, случайно обративший на себя внимание А. М., то должно признать, – говорит известный русский химик А. И. Горбов, – что перечисленные им темы были с тех пор предметом работ необыкновенно многочисленных ученых. Мы явились свидетелями приложения к химии термодинамических идей многочисленных работ по определениям атомных весов элементов, по изучению редких земель, работ, увенчавшихся открытием Беккерелем радиоактивности, а четою Кюри полония и радия; наконец, в работах с трубками Крукса достаточно напомнить имена Дж. Томсона и Рентгена со всей плеядой их последователей и с тем глубоким переворотом во взглядах на строение материи, который нами переживается, чтобы понять, что в лице А. М. мы потеряли ученого, который обладал почти исключительной способностью видеть «тень грядущих событий».

Что Бутлеров принадлежал именно к этим «избранным единицам человечества», свидетельствует Прежде всего его работа об атомных весах, Предсказавшая существование «изотопов», то-есть таких химических элементов, которые при различных атомных весах обладают совершенно тождественными химическими свойствами и потому должны быть отнесены к одному и тому же месту в периодической системе.

Ближайшим поводом к постановке как самого вопроса, так и необычайно сложных и тонких опытов для его разрешения была так называемая «гипотеза Праута».

Когда были составлены первые таблицы атомных весов, английский врач Вильям Праут (1785–1850) обратил внимание на то, что числа, выражающие атомные веса, отнесенные к водороду, вес атома которого был принят за единицу, являются целыми числами, и высказал в 1815 году, исходя из этого наблюдения, предположение о том, что атомы элементов состоят из мельчайших частичек первичной материи и что такой материей является водород. Из этой гипотезы следовало, что, например, атом кислорода, вес которого в шестнадцать раз больше водородного атома, образуется путем какого-то своеобразного сгущения атомов водорода.

Гипотеза Праута произвела в свое время большое впечатление. С одной стороны, она вызвала ряд ценных работ по определению атомных весов, а с другой – возродила идею о единстве вещества, лежавшую еще в основе учения греческих философов-материалистов.

Опытные исследования атомных весов, произведенные Берцелиусом, Дюма, Стасом и многими другими учеными, не подтвердили гипотезу Праута. Однако они и не опровергли ее настолько, чтобы идея о единстве материи, о происхождении всех элементов из некоторой первоматерии, хотя бы и не из водорода, не нашла своих сторонников.

Сейчас строение атома уже не составляет тайны для нас. Современная физика вынуждена вернуться к гипотезе Праута, хотя и несколько видоизмененной: мы теперь знаем, что ядра всех атомов состоят из ядер водорода, называемых протонами, признаваемых за одну из основных первичных составных частей вещества наряду с электронами.

Первым шагом на пути к раскрытию тайны строения атома явилось как раз открытие изотопов, существование которых предвидел Бутлеров.

«Трудно допустить, чтобы гипотеза Праута была лишена всякого реального основания», – писал Бутлеров в своей «Заметке об атомных весах», появившейся в «Журнале Русского физико-химического общества» за 1882 год, представленной одновременно и Парижскому химическому обществу. Привлекая внимание научной общественности к гипотезе Праута в то время, когда несостоятельность ее, казалось, была бесспорно установленной, великий русский натуралист писал:

«Я ставлю вопрос: не будет ли гипотеза Праута, при некоторых условиях, вполне истинной? Поставить такой вопрос – значит решиться отрицать абсолютное постоянство атомных весов, и я думаю действительно, что нет причины принимать такое постоянство a priori – атомный вес будет для химика главным образом не чем другим, как выражением того весового количества материи, которое является носителем известного количества химической энергии. Но мы хорошо знаем, что при других видах энергии ее количество определяется совсем не одной массой вещества: масса может оставаться без изменения, а количество энергии тем не менее изменяется, например, вследствие изменения скорости. Почему же не существовать подобным изменениям и для энергии химической хотя бы в известных тесных пределах?»

Вслед за этой гипотезой, подтвердившейся лишь в наше время, Бутлеров высказывает другое предположение: сама масса атома меняется, меняется его атомный вес. Именно колебанием атомных весов Бутлеров и объяснял небольшие отклонения от целых чисел в найденных опытами величинах атомных весов.

Великий русский химик скончался до того, как наука обогатилась новыми методами исследования, позволившими разрешить занимавшие его вопросы. Впрочем, еще и при жизни Бутлерова появились исследования английского физика Вильямса Крукса (1832–1919) и описание его наблюдений с устроенными им трубками высокого разрежения.

Александр Михайлович впервые в России демонстрировал в собрании отделения физики Физико-химического общества опыты с загадочными лучами этих трубок, отклонявшимися магнитом и дававшими тень от поставленного на их пути в трубке предмета.

«Круксовы трубки» и их лучи привели к открытию таких явлений, как столь популярные теперь рентгеновские лучи. Они же позволили установить различия в массе атомов., образующих тождественные химические соединения. Такие неразличимые химические элементы с разными весами атомов и получили название изотопов.

Как показали исследования массы с помощью спектрографа, изотопия весьма распространена в природе и многие обыкновенные элементы, как хлор например, состоят из смеси изотопов.

Мысли Бутлерова, выраженные в его небольшой заметке, нашли блестящее подтверждение в учении об изотопах, но при жизни его, опередив свое время, они не привлекли должного внимание.

Да и как они могли привлечь внимание современных ему химиков, когда все ученые того времени считали непреложной истиной, что элементы – это «кирпичи», из которых слагается вселенная, а возможность разложения элементов и тем более возможность их превращения доказаны буквально в наши дни.

К основному вопросу химии о постоянстве атомных весов Бутлеров шел от более общего вопроса о постоянстве материи, в смысле изменчивости ее элементарных представителей, вопроса, всегда занимавшего философский ум великого ученого.

Но к мысли о связи между элементами можно было в то время прийти и другим путем, исходя из установленной Менделеевым периодической системы, не только предсказавшей существование еще неизвестных элементов, но и давшей описание этих элементов даже точнее, чем дали его те, кто их открыл и подверг изучению в натуре. Однако и сам Менделеев не решался сделать такого вывода и даже резко протестовал против него, когда много лет спустя после работы Бутлерова такой вывод пытались делать другие.

К. А. Тимирязев рассказывает по атому поводу.

«Живо помню, как однажды, после очень оживленного заседания в Физическом обществе, мы втроем – Дмитрий Иванович, Столетов и я – до поздней ночи проспорили об этом вопросе, занимавшем тогда всех благодаря появившейся брошюре Крукса. Истощив вое свои возражения, Дмитрий Иванович с тем обычным для него перескакиванием голоса с густых басовых на чуть не дискантовые нотки, которое для всех его знавших указывало, что он начинает горячиться, пустил в ход такой аргумент: «Александр Григорьевич, Клементий Аркадьевич! Помилосердствуйте! Ведь вы же сознаете свою личность! Предоставьте же и кобальту и никелю сохранить свою личность».

Мы переглянулись, и разговор быстро перешел на другую тему. Очевидно, для Дмитрия Ивановича это уже была «правда чувства», как говорят французы. А между тем помнится, что в начале шестидесятых годов на лекциях теоретической химии он относился сочувственно к гипотезе Праута и как бы сожалел, что более точные цифры Стаса принуждают от нее отказаться».

Даже ученики Бутлерова, для которых таким непререкаемым авторитетом он был, отнеслись отрицательно к высказанным учителем мыслям о непостоянстве атомных весов. Казалось бы, что именно близкие ему по направлению мысли люди, тем более не связанные еще путами привычных представлений и понятий, должны были встретить с сочувствием высказанные Бутлеровым новые идеи. Новизна и оригинальность их, однако, были таковы, что они не были поняты и учениками.

Д. П. Коновалов рассказывает:

«Стоя на страже теории строения, А. М. Бутлеров уже, повидимому, не находил для себя большого интереса в защите ее основных положений. Мысли его уже направлялись дальше в сторону вопросов, касавшихся основных понятий химии. Каковы были эти вопросы, я вскоре узнал из одного разговора в лаборатории. Однажды, проходя в библиотеку, я услышал оживленный разговор А. М. с его ассистентом М. Д. Львовым, к которому прислушивалась небольшая группа работавших в лаборатории. Я примкнул к этой группе и стал вставлять и свои замечания. А. М. высказывал свои, в то время совершенно необычайные, мысли относительно возможности колебаний атомных весов. Несмотря на высокий авторитет А. М., его тогдашние слушатели не воспринимали его новых мыслей. Со всех сторон сыпались возражения. Разговор ничем не кончился. На другой день А. М. вызвал меня в свою комнату и предложил мне высказать свое мнение о слышанном разговоре. Я, в то время, можно сказать, пропитанный еще свежим тогда зако<ном сохранения энергии и еще в гимназии зачитывавшийся превосходным популярным сочинением Тиндаля «Теплота как род движения», примкнул со всем пылом к его оппонентам. В этот раз меня особенно поразили терпение и внимание А. М., с которыми он выслушивал возражения. Выслушав меня, он сказал:

«Вое это я знаю, но и мою позицию мог бы защищать тоже мнением авторитета. Все дело в опыте. Найдем ли мы достаточно тонкие средства, чтобы обнаружить то, что я предполагаю». В заключение он привел мнение того авторитета, на которое он ссылался, именно мнение Араго: «Неблагоразумен тот, кто вне области чистой математики отрицает возможность чего-либо».

Мнение большинства и на этот раз не оказало никакого влияния на Бутлерова. В лаборатории Академии наук со своим ассистентом Б. Ф. Рицца Александр Михайлович перешел от слов к делу и начал ставить опыты для проверки своих предположений.

Понятно, что такого рода исследования, не имея никаких прецедентов в истории науки, должны были итти очень медленно. Тут приходится отыскивать методы почти наугад и можно проработать годы, все-таки не напав на нужное. Исследования Бутлерова продолжались до последних дней его жизни, но результаты их так и остались неизвестными, так как через месяц после смерти учителя умер и обожавший его ученик.

– Вы не знаете, кого я потерял, – говорил Рицца, – я потерял больше, чем отца…

Однако мысль об изменяемости атомных весов нашла себе отклик у некоторых химиков и при жизни Бутлерова. Так, в 1886 году американский ученый Иосия Кук (1827–1894) заявил, что вполне присоединяется к мнению русского ученого. А через год, хотя и в несколько ином направлении, Крукс начал развивать идеи Бутлерова в брошюре «О происхождении химических элементов», той самой брошюре, по поводу которой спорил Тимирязев с Менделеевым.

Выступая под конец жизни в совершенно новой теоретической области и оказываясь впереди своих современников, как и двадцать пять лет назад, Бутлеров и на этот раз обращался к общим вопросам, способным повести науку по совершенно новому пути.

Эту потребность в широких обобщениях, потребность проникать в самые основные законы природы Бутлеров считал первым признаком истинного ученого. Заключая свои лекции по истории химии, он говорил:

– Нужно, чтобы те, кто в настоящее время принимается разрабатывать химию, менее останавливались на мелких вопросах и посвящали свои силы вопросам более общим и более крупным…

Конкретная экспериментальная работа Бутлерова была всегда подчинена проверке и доказательству глубоких теоретических построений. Последовательностью поставленных опытов Бутлеров умел наглядно и убедительно доказывать эти построения.

4 апреля 1880 года Александр Михайлович прочел последнюю прощальную лекцию студентам второго курса по органической химии. Но решение свое покинуть университет ему еще не удалось осуществить. Он не мог равнодушно отнестись к тому искреннему огорчению, которое его решение причинило студентам.

«Вы покинете университет, – писали они ему, – аудитория потеряет незаменимого лектора, лаборатория – незаменимого руководителя, готового разрешить все частности постановки опытов, все недоразумения, неизбежные для начинающего.

Каждый год масса молодежи из самых отдаленных концов России собирается на естественном разряде С.-Петербургского университета, пренебрегая лишениями, условиями столичной жизни, неумолимой для бедных. Каждый год эта масса выделяет из себя крупную часть химиков специалистов, посвящающих себя химии под влиянием ваших лекций. Всякий добивается чести заниматься под вашим руководством, сделаться причастником ваших идей, взглядов.

Вас, Александр Михайлович, – незаменимого лектора, незаменимого руководителя, представителя честного элемента в университетской корпорации – просим мы, студенты, ваши ученики: не покидайте университета! К нам присоединяется вся ваша лаборатория и все ваши бывшие ученики: не оставляйте нас!»

Письмо подписали 102 человека, из которых семнадцать впоследствии сами сделались профессорами. G мая 1880 года в совете университета Бутлеров был избран так же единодушно, как первый раз, и ректор университета, Андрей Николаевич Бекетов, писал ему:

«Совет университета, выбрав вас еще на пятилетие, всем своим составом обращается к вам с покорною просьбой не лишать университета вашего драгоценного для всех нас и для наших студентов содействия».

Бутлеров остался в университете еще на одно пятилетие. Однако читал он теперь лишь общий курс, хотя попрежнему руководил лабораторией, куда буквально со всех концов России прибывали молодые ученые, чтобы начать самостоятельные работы в школе Бутлерова.

Не рассчитывая остаться в университете на третье дополнительное пятилетие, Александр Михайлович с 1882 года переносит свои собственные работы в химическую лабораторию Академии наук, предоставленную ему после смерти Зинина.