В следующем году будет отмечаться событие, которое 150 лет назад положило начало новому этапу развития мировой науки. Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 2019 год Международным годом периодической таблицы химических элементов.
Наш журнал начинает серию публикаций, посвященных великому открытию и его автору, выдающемуся русскому ученому Дмитрию Ивановичу Менделееву.
Студенческие годы
В 1850 году на пороге Санкт-Петербургского Главного педагогического института появился худощавый голубоглазый молодой человек. Так начался научный и творческий путь Дмитрия Менделеева — студента естественного отделения физико-математического факультета. В те времена Главный педагогический институт славился блестящим профессорским составом и прекрасно оборудованной лабораторией, в которой будущий ученый сделал первые шаги в области изучения химических свойств веществ.
Менделеев много болел, но это не помешало ему стать одним из лучших студентов института: невероятная трудоспособность вызывала уважение у однокурсников и преподавателей. Профессор Александр Абрамович Воскресенский, известный как «дедушка русской химии», имел все основания гордиться своим учеником. Дмитрий Менделеев блестяще сдал выпускные экзамены и получил золотую медаль.
Уже через год талантливый молодой ученый защитил диссертацию и получил степень магистра физики и химии, а в 1857 году в возрасте 23 лет начал читать лекции в Санкт-Петербургском университете. Должность не предполагала большого жалованья, поэтому Менделеев был вынужден брать дополнительную работу. Он преподавал физическую географию во Втором кадетском корпусе, давал частные уроки, вел раздел «Новости естественных наук» в «Журнале министерства народного просвещения».
Заграничная поездка
Знаковым событием в биографии великого химика стала двухлетняя командировка в немецкий город Гейдельберг. В те времена местный университет был центром естественных дисциплин, в первую очередь, физики и химии. Менделеев организовал в своей квартире лабораторию, закупил необходимое оборудование и приступил к работе. Он много общался с ведущими учеными, посещал другие университетские города, знакомился с будущими светилами русской науки — А.П.Бородиным, И.М.Сеченовым, С.П.Боткиным, Э.А.Юнге, И.А.Вышнеградским.
В 1860 году Дмитрий Иванович принял активное участие в Первом международном конгрессе химиков, который проходил в немецком городе Карлсруэ. Решения Конгресса имели огромное значение: ученые всего мира наконец-то заговорили на одном языке. Менделеев впоследствии вспоминал, что именно этот Конгресс стал решающим моментом в развитии идеи периодического закона.
Талантливый педагог
Вернувшись в 1861 году в Санкт-Петербург, ученый с головой ушел в преподавательскую и научную работу. За рекордно короткий срок он написал первый русский учебник по органической химии, за что был удостоен Демидовской премии Академии наук. Кроме университета Менделеев преподавал в Санкт-Петербургском технологическом институте, Инженерной академии, в Институте инженеров путей сообщения.
В 1865 году Дмитрий Иванович представил ученому совету физико-математического факультета университета докторскую диссертацию «Рассуждения о соединении спирта с водою». Именно эта научная работа породила миф о том, что Менделеев нашел секрет приготовления русской водки. На самом деле исследование было посвящено изучению концентрации спирта крепостью выше 70 градусов.
В этом же году молодой ученый возглавил кафедру технической химии, а позднее — кафедру неорганической (общей) химии.
Ученый говорил, что необходимо «завлечь в науку сколь можно больше русских сил». Лекции талантливого педагога собирали студентов со всего университета. «Менделеев делал из курса как бы энциклопедию естествознания, связанную основной нитью неорганической химии. Экскурсы в области механики, физики, астрономии, астрофизики, космогонии, метеорологии, геологии, физиологии животных и растений, агрономии, а также в сторону различных отраслей техники до воздухоплавания и артиллерии включительно были часты на его лекциях», — вспоминал физик Борис Петрович Вейнберг.
Чтение лекций натолкнуло Менделеева на мысль о написании учебника, в работе над которым впоследствии и был открыт периодический закон химических элементов. «Основы химии», переизданные восемь раз, стали образцом изложения важных химических понятий.
Периодический закон
В истории химии незабываемым останется день 6 марта 1869 года. В «Журнале Русского химического общества» был опубликован отдельный листок под названием «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве». Листок был разослан многим русским и иностранным ученым.
Но не зря Менделеев назвал свой листок опытом. Предстояло еще много работы. В процессе дальнейших исследований ученый выяснил, что свойства изменяются не так, как атомные веса, то есть не возрастают непрерывно от первого элемента к последнему, а после некоторого возрастания снова убывают.
Периодический закон химических элементов окончательно был сформулирован Менделеевым 3 декабря 1870 года. В 1871 году появились знаменитая статья «Периодическая законность для химических элементов» и классический вариант таблицы.
Периодический закон позволил Менделееву предсказать свойства многих еще не открытых элементов. Предсказания его сбылись. Это был триумф теории и всемирное признание гениального русского ученого.
Опережая время
По своему темпераменту, уму и энциклопедичности знаний Менделеев не мог ограничиться «чистой» наукой. Более того, он жил в период бурного развития химической, нефтяной и горнодобывающей промышленности в других странах и с горечью наблюдал экономическую отсталость России. Все свои предложения по улучшению процессов производства или созданию новых ученый подкреплял справками об экономической выгоде. «Быть химиком — не значит еще вовсе чуждаться заводов и фабрик и их положения в государстве, а следовательно, и сущности экономических вопросов, сюда относящихся… правильного решения экономических вопросов можно ждать впереди только от приложения опытных приемов естествознания, а потому, — говорил Дмитрий Иванович, — я спокойно остаюсь химиком и защищаю меры для развития заводов и фабрик в России».
Заинтересовавшись вопросами происхождения, добычи и переработки нефти, Менделеев в 1863 году посетил бакинские месторождения. Результатом поездки стали смелые и прогрессивные рекомендации по проведению нефтепровода из Баку к Черному морю и строительству судов с резервуарами для налива нефти. Менделеев был первым среди русских ученых, кто произвел микрохимическое исследование нефти и поднял вопрос о более рациональном использовании продукта.
К проблеме добычи каменного угля в России Дмитрий Иванович подошел со свойственной ему кропотливостью: спускался в шахты для отбора проб, изучал фарватеры рек, даже собирал сведения о простоях железнодорожных вагонов. Частые пожары на шахтах натолкнули Менделеева на мысль о подземной газификации угля.
Особый интерес к сельскому хозяйству проявился у Менделеева после покупки имения Боблово в Московской губернии. Он организовал у себя опытное поле — одно из четырех на всю Россию. На полях в Боблове Менделеев изучал применение удобрений и техники. За пять лет ему удалось удвоить урожай зерновых.
В 1887 году ученый совершил полет на воздушном шаре «Русский» для наблюдения солнечного затмения. Это было не праздное любопытство: в то время Менделеев работал над упругостью газов, что впоследствии легло в основу его исследований в области метеорологии и воздухоплавания. Перед самым полетом выяснилось, что устройство не сможет поднять двух человек, а Менделеев не имел никакой подготовки. После жарких споров пилот аэростата выпрыгнул из корзины и скомандовал: «Отдавай!». Шар устремился в темнеющее небо. Дмитрий Иванович не растерялся — он не только справился с управлением, но и произвел все необходимые измерения. Среди приборов, находившихся в корзине, был и изобретенный Менделеевым дифференциальный барометр, служивший для определения высот.
Многие идеи Менделеева опередили свое время и не были реализованы. В архивах ученого можно найти чертежи стратостата, управляемого аэростата, судов, подводных лодок и ледоколов, в конце жизни он настойчиво предлагал внедрить ветряные двигатели для орошения Поволжья — и это во времена, когда только открывались новые месторождения угля и нефти — энергетической основы российской промышленности.
Последние годы
Пятнадцать последних лет жизни Менделеев посвятил государственной службе. В 1893 году ученый возглавил Главную палату мер и весов, где проявились его лучшие деловые качества. За короткий период Палата превратилась в хорошо оснащенное учреждение.
Под руководством Менделеева была проведена титаническая работа по восстановлению прототипов русских мер длины и веса — фунта и аршина. Ученый, проведя тщательный сравнительный анализ, добился факультативного использования метрической системы в России, тем самым фактически подготовив ее обязательное применение.
Менделеев как-то сказал: «Тот, кто будет писать мою биографию, скажет мне спасибо». Действительно, он оставил более 500 научных трудов, статей, обзоров, составил описание своей библиотеки, сделал списки собственных работ с комментариями и биографические заметки. Но каждый исследователь находил в его творческой биографии что-то новое. Великий ученый сделал так много, что остается удивляться, как все это было под силу одному человеку. Сам же Менделеев, слыша от современников слова о гениальности, отвечал так: «Гений? Какой там гений! Работал всю жизнь — вот вам и гений».
Д.Серженко