1. ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГРУППА РУССКИХ ХИМИКОВ

Николай Николаевич Зинин с его высокой научной требовательностью поставил преподавание химии в Петербургской Медико-хирургической академии на небывалую высоту.

Один из учеников Зинина, получивший в академии кафедру химии, профессор А. П. Бородин, известный нам более как композитор, писал:

«Войдя в состав профессоров Медицинской академии, Николай Николаевич перенес сюда те же живые и высокие начала строгой науки, прогресса и самодеятельности, которых проводником он был в Казани. Слово его с кафедры не только было верной передачей современного состояния, но и трибуной нового направления в науке. Во всех сферах своей академической деятельности он неуклонно проводил идею, что медицина, как наука, представляет только приложение естествознания к вопросу о сохранении и восстановлении здоровья. Естественные науки, по его мнению, должны играть при медицинском образовании роль первостепенных, основных предметов, а не дополнительных или вспомогательных. Медик должен усвоить себе не столько отрывочные факты прикладного естествознания, сколько общий строй науки, способ мышления, приемы и методы исследования. Преподавание естественных наук на медицинском курсе должно быть основательное и возможно полное, не ограниченное тесною рамкой одних прикладных сведений. Он проводил такую мысль, что для основательного усвоения и верной оценки того, что сделано в науке другими, для ясного понимания, каким путем идет развитие науки, разработка и приращение научного материала, необходимо хоть несколько самому поработать самостоятельно и специально в какой-нибудь отрасли знания. Вопреки установившемуся мнению, что основою для медицины должна быть анатомия человека, Зинин утверждал, что первенство в этом отношении должно быть отдано физике и химии Анатомия дает понятие только о строении организма, физика же и химия дают ключ к разъяснению всех тех сложных, до бесконечности разнообразных физиологических и патологических процессов, которые в нем совершаются. Исходя из этой точки зрения, Зинин не стеснялся медицинским характером учреждения и читал свои блестящие курсы так же серьезно, полно и подробно, как бы он делал это на физико-математическом факультете университета. Он не скупился на идеи, бросал их направо и налево и не раз развивал на лекциях многое такое, о чем несколько лет спустя приходилось слышать, как о новом открытии или новой мысли в науке».

По этой характеристике мы можем видеть, как прав был новый профессор Медицинской академии и Как далеко предвидел он плодотворное участие химии в медицине. Но в те времена ему пришлось преодолевать суровое сопротивление среды и косных традиций. Ведь он отстаивал свои взгляды, самостоятельность русской науки и умственного развития русского человека во время самого грубого раболепия перед всем иностранным, а нередко и перед такими людьми, в глазах которых химик и аптекарь, врач и цирюльник, пускавший кровь, не очень-то отличались друг от друга. И, может быть, самое удивительное и самое характерное в Зинине было то, что он заставил уважать себя даже тех, кто не уважал науку.

Несомненно, что превосходной постановкой учебного дела Медико-хирургическая академия была в значительной мере обязана Зинину. Знаменитый русский физиолог Иван Михайлович Сеченов, привлеченный Зининым в академию, в своих воспоминаниях говорит по этому поводу:

«Перед нашим поступлением профессорский персонал, в свою очередь, требовал обновления: на некоторых кафедрах доживали свой век старики и молодых сил совсем не было. Дубовицкий профессорствовал в Казани вместе с Зининым, чтил его как большого ученого и, очевидно, отдал дело обновления профессорского персонала в его руки. Первым делом Зинин перетащил к себе на подмогу своего большого приятеля Глебова (они вместе учились в молодости за границей) из Москвы, когда тот выслужил в университете двадцать пять лет, и они стали орудовать в сказанном направлении. Из своих учеников в академии Зинин стал подготовлять будущего химика (Бородина) и будущего физика (Хлебникова), а медицинское образование отдал, очевидно, в руки Глебова».

Обновить профессорский персонал молодыми учеными было не так-то просто. Зинину приходилось всеми правдами и неправдами обходить формальные препятствия, в жертву которым приносились обычно и таланты и личные достоинства. По тогдашнему уставу академии Сеченову нужно было для поступления адъюнктом на кафедру физиологии держать экзамен и по зоологии со сравнительной анатомией. Сеченов, учившийся за границей, держать экзамен по зоологии отказался, так как ею не занимался. Николай Николаевич все-таки уговорил его держать экзамен, уверив, что это «пустая формальность».

Сеченов, не ответив на второй вопрос экзаминатора, отказался экзаменоваться. Но «Зинин пошептался со стариком, и сеанс окончился, — рассказывает Сеченов. — Вскоре меня приняли адъюнктом по кафедре физиологии и заставили читать лекции до конца академического года».

Тягостная атмосфера, созданная николаевским режимом, угнетала возвращавшихся из-за границы на родину молодых ученых, но Зинин с поразительным искусством умел преодолевать угнетенное состояние молодых ученых.

«Припоминая мелочи того времени, — вспоминает Сеченов, — не могу не вспомнить слов, сказанных однажды нашим знаменитым химиком Николаем Николаевичем Зининым (он был член Академии наук и в то же время профессор химии в Медицинской академии и ее же ученый секретарь, второе лицо после президента) в ответ на наши, мои и Боткина, сетования на некоторые стороны русской жизни: «Эх, молодежь, молодежь, — сказал он, словно всерьез, но, конечно, соглашаясь с нами, — знаете ли вы, что Россия единственная страна, где все можно сделать?»

В этом ироническом ответе нетрудно прочесть целую программу борьбы, вынесенную из долгого житейского опыта человеком неустанной энергии и непреклонной веры в творческие силы народа. На глазах Николая Николаевича и при его огромном участи» началась русская химия и за пятнадцать-двадцать лет заняла видное положение.

«Страстная и горячая натура его, — говорит Бородин о Зинине, — не выносила ни в чем пошлости, тщеславия, невежества, бездарности — не терпела ничего рутинного, мелкого ни в науке, ни в жизни. Проницательный ум его сразу угадывал эти элементы, как бы ни были искусно они замаскированы и каким бы авторитетом они ни прикрывались. Остроумный до едкости, он метко и беспощадно клеймил их всюду, где бы ни встретил. Он умел иногда одним словом рассеять густой туман ложной учености и разоблачить во всей наготе бездарность и невежество, которые под ним скрывались. Оскорбленные, развенчанные боги и жрецы их, разумеется, никогда не могли ему простить этого и мстили при каждом удобном случае».

К счастью, средства мести, которыми располагали эти «развенчанные боги», были таковы, что не только не трогали их врага, но даже не были им замечаемы. Можно было отодвинуть избрание Зинина академиком до 1865 года, можно было выбросить его имя из списка представляемых к очередной награде, но нельзя было помешать ни его научным занятиям, ни его педагогической, ни его общественной деятельности.

Титулы, награды, положение, даже личные удобства совсем не прельщали творческую душу Зинина.

«Не знавший склада жизни Зинина, — рассказывает А. П. Бородин, — мог подумать, что Николай Николаевич только что переехал на квартиру и не успел еще разобраться. На деле, оно, пожалуй, так и было. Переехав когда-то на квартиру, Николай Николаевич действительно сначала не успел, за недосугом, разобраться, но благодаря своей прекрасной памяти, скоро ориентировался в этой неурядице и отлично помнил, где что лежит… Не раз случалось мне видеть такие сцены: завязывается спор с каким-нибудь, положим, филологом. Зинин, довольно сильный в филологии, наизусть процитирует спорное место. Помня отлично, под каким стулом спрятан цитируемый писатель, он прямо направляется туда, не роясь, вытаскивает из общей груды пыльную книгу, раскроет, прочтет и, доказав, что он был прав, отправляет писателя на прежнее место».

«Понедельники», привлекавшие в этот своеобразный кабинет Зинина друзей и учеников его, все же были часами отдыха. Русская химическая школа создавалась в академической лаборатории.

«Несмотря на свою неприглядность, лаборатория тогда была сборным пунктом молодых ученых, исправно навещавших радушного хозяина лаборатории… — продолжает свои воспоминания Бородин. — Лаборатория превращалась в миниатюрный химический клуб, в импровизированное заседание химического общества, где жизнь молодой русской химии кипела ключом, где велись горячие споры, где хозяин, увлекаясь сам и увлекая своих гостей, громко, высоким тенором, с жаром развивал новые идеи и, за неимением мела и доски, писал пальцем на пыльном столе уравнения тех реакций, которым впоследствии было отведено почетное место в химической литературе».

Из этих импровизированных собраний химиков выросло знаменитое Русское физико-химическое общество, бессменным председателем которого до конца своей жизни оставался Зинин.

В каких условиях рождалась русская химическая школа, можно видеть из воспоминаний того же Бородина.

«Это были времена, — говорит он, — когда в Петербурге нельзя было иногда найти в продаже пробирного цилиндра, когда приходилось самому делать каучуковые смычки и т. д. Лаборатория академии представляла две грязные, мрачные комнаты со сводами, каменным полом, несколькими столами и пустыми шкафами. За неимением тяговых шкафов перегонки, выпаривание и пр. зачастую приходилось делать на дворе, даже зимою… Я еще студентом застал в этой лаборатории у покойного Николаи Николаевича другого Николая Николаевича, «живого» Бекетова, который тогда занимался еще в качестве начинающего ученого-магистранта и, за неимением посуды, работал в битых черепочках и самодельных приборах».

Такую же неприглядную картину рисует Клементий Аркадьевич Тимирязев:

«Тем, кто работает в современных лабораториях-дворцах, может быть любопытно увидеть картинку лаборатории в самом начале шестидесятых годов. Когда Д. И. Менделеев предложил студентам для практики в органической химии повторить некоторые классические работы, пишущему эти строки выпало проделать известное исследование Зинина — получение анилина. Материал — бензойную кислоту, конечно, пришлось купить на свои гроши, так как этот расход не был под силу лаборатории, с ее трехсотрублевым бюджетом, но затем понадобилась едкая известь. При исследовании находившаяся на складе оказалась начисто углекислой. Почтенный лаборант Э. Ф. Радлов дал благой совет: «А затопите-ка горн да прокалите сами, кстати ознакомитесь с тем, как обжигают известь». Сказано — сделано, по здесь встретилось новое препятствие: сырые дрова шипели, свистели, кипели, но толком не разгорались. На выручку подоспел сторож. «Эх, барин, чего захотел, казенными дровами да горн растопить, а вот чего ты сделай: там в темненькой есть такая маленькая не то лежаночка, не то плита, положи на нее прежде вязаночку, да денек протопи, — дрова и просохнут». Так и пришлось поступить. Сушка казенных дров, как первый шаг к реакции Зинина, вот уж подлинно что называется начинать сначала!»

Не блестящей обстановкой, удобствами и комфортом химических лабораторий привлекала к себе талантливую молодежь русская химическая школа, а той безграничной верой в мощь точного знания, какой обладали и Зинин, и Бутлеров, и Менделеев.

Еще Михаил Васильевич Ломоносов, перенеся занятия с учениками из аудитории в лабораторию, показал всю необходимость изучения химии путем опытов и самостоятельных исследований. Следуя примеру гениального русского первохимика и перво-ученого, организаторы русской химической школы считали своей обязанностью работать у всех на глазах в той же самой лаборатории, где вели свои работы и их ученики. Этот метод сыграл немалую роль в создании русской химической школы.

Николай Николаевич Зинин был крайним последователем этого метода работы и вел свои собственные исследования на глазах у всех, открыто и откровенно, как будто продолжал очередную лекцию с демонстрацией относящихся к ней опытов.

В годы Крымской войны Зинин, продолжая свои исследования, работал с нитроглицерином, изыскивая средству применения его в качестве взрывчатого вещества в гранатах.

Нитроглицерин, как взрывчатое вещество разрушительной силы, не находил себе применения ввиду крайней опасности обращения с ним. Зинин искал способ сделать безопасным его производство, перевозку и работу с ним.

Кроме занятий в академической лаборатории, Зинин работал еще в своей домашней лаборатории. Здесь он проводил те немногие свободные часы, которые у него оставались. Это было для него чем-то вроде отдыха. Отдыхом Зинин считал перемену обстановки, изменение характера занятий. В своей домашней лаборатории Зинин осуществил ряд замечательных синтезов, из которых наибольшую известность получил синтез горчичного масла.

Научной и педагогической деятельностью Николай Николаевич не ограничивался. Он много путешествовал: на Кавказ — для исследования минеральных вод, в Крым — для исследования грязей. В Медико-хирургической академии Зинин много лет был ученым секретарем, затем то членом, то председателем товарищеского суда и дважды временно управлял академией. В то же время он был постоянным членом мануфактурного совета министерства финансов, членом военно-медицинского комитета.

Влияние его было огромно. В Петербурге в те годы не было ученого, более популярного среди широких интеллигентских кругов.

Под влиянием Николая Николаевича А. Н. Энгельгардт совместно с H. H. Соколовым основали в Петербурге на Галерной улице первую в России частную химическую лабораторию. Она называлась Публичной лабораторией и была открыта для всех; причем заниматься здесь разрешалось любыми химическими опытами, лишь бы они не мешали другим. Тяга к науке была столь велика в русском обществе, что, несмотря на довольно высокую плату, все места в лаборатории обычно были заняты.

Впоследствии учредители подарили эту лабораторию Петербургскому университету.

Под влиянием Зинина Энгельгардт и Соколов начали издание «Химического журнала». В первом же томе журнала появилась статья Соколова «О современном направлении химии», которая в основном была посвящена вопросам теории.

 

2. ПО СВОЕМУ ПУТИ

«Непродолжительных бесед с H. H. в это мое пребывание в Петербурге было достаточно, — говорит Бутлеров, вспоминая о встрече с Зининым, — чтобы время это стало эпохой в моем научном развитии. H. H. указал мне на значение учения Лорана и Жерара, на только что появившееся «Méthode de chimie» первого и начало «Traite de chimie organique» второго; он добавил к этому указания на значение различного характера водорода в органических соединениях и советовал руководствоваться в преподавании системой Жерара».

Этому совету и последовал Бутлеров, однако не с тем вовсе, чтобы принять новое учение как нечто непреложное, а с тем, чтобы, подвергнув его критическому разбору, увидеть, насколько способно оно приблизить то «время для нашей науки», о котором молодой ученый говорил в заключительной части своей магистерской диссертации.

Что же представляла собой «унитарная» теория Лорана и Жерара, которым приписывалась тогда честь введения в науку учения о частице или молекуле?

Характеризуя впоследствии «унитарную» теорию в своих «Основах химии», Д. И. Менделеев ставил в заслугу авторам этого учения, что оно «успело при первом своем появлении выставить новый важный закон, внесло в науку новое понятие, а именно: о частице, с которой химия потом сжилась. Частица признана единым целым химическим предметом изучения, зависящим от качества, количества и взаимного отношения (строения) или расположения образующих ее элементов (или атомов)».

«Через признание частиц, — писал Д. И. Менделеев дальше, — укреплялась основная мысль об единстве и стройности всего мироздания, составляющая одну из тех мыслей, которыми человек во все времена проникался и которая открывает надежду со временем, при накоплении дальнейших наблюдений, опытов, законов, гипотез и теорий, достичь в понимании внутреннего невидимого строя сплошных тел такой же степени ясности и точности, какой достигло познание видимого строения небесных светил».

Итак, в установлении понятия о частицах или молекулах Д. И. Менделеев, живой свидетель возникновения, развития и торжества «унитарной» теории, видел заслугу французских ученых, чьи имена не сходили тогда с языка химиков всего мира.

Именно благодаря Лорану и Жерару и их учению в те годы Париж получил славу «центра химической науки», как говорил Зинин своему бывшему ученику.

А между тем достаточно было- бы Зинину, обратившему внимание Бутлерова на «унитарную» теорию, вместе с Бутлеровым, слушавшим его советы, пройти несколько шагов от квартиры Николая Николаевича до зданий Академии наук, где покрытые пылью хранились рукописи и печатные труды Ломоносова, чтобы увидеть, что не Париж, а Петербург и не в середине XIX, а в середине XVIII века был истинным центром передовой химической мысли.

Превосходно владея латинским языком, на котором писал Ломоносов, Николай Николаевич свободно мог бы прочесть уже тогда все то, что прочел полвека спустя в трудах Ломоносова Б. Н. Меншуткин.

Основная тема научных изысканий Ломоносова и состояла в изучении тех мельчайших, по его выражению, «нечувствительных», то-есть невидимых не только простым глазом, но и под микроскопом, частичек, или корпускул, из которых состоят все тела.

Этой теме посвящены в особенности две работы его: «О составляющих тела природы нечувствительных физических частичках, в которых находится достаточное основание частичных свойств» и «Элементы математической химии». Из них ясно видно, как мысли Ломоносова близки к высказывавшимся еще недавно, в конце XIX века, и как они опередили свое время более чем на столетие.

Особенно интересно то обстоятельство, что, говоря о первоначальных частичках тел, Ломоносов различает два рода их — более мелкие, называемые им «элементами», и более крупные, сложенные из элементов, — корпускулы. Это различие лежит ныне в основании всего стройного здания современной химии: теперь мы называем корпускулы частицами, или молекулами, и строго отличаем их от атомов, из которых, в свою очередь, сложены все частицы.

Уже в «Элементах математической химии» Ломоносов набрасывает схему приложения атомной теории к химии. Он думает над этим всю жизнь и в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» впервые говорит о строении частиц, или молекул, употребляя именно слово «строение», едва ли не им изобретенное, во всяком случае, впервые им примененное как термин.

«Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, не зная внутреннего нечувствительных частиц строения», — писал он и далее учил: «первоначальные частицы исследовать толь нужно, как частицам быть. И как без нечувствительных частиц тела не могут быть составлены, так и без оных испытания учение глубочайшия физики невозможно».

Восстанавливая права молекулы как «единого целого химического предмета изучения» спустя его лег после Ломоносова, Жерар в то же время не помышлял о том, чтобы проникнуть в глубь единой молекулы, в атомное строение вещества, может быть потому, что он не верил в возможность искусственного приготовления органических веществ.

А Бутлеров уже в своей магистерской диссертации выражал уверенность в том, что настанет время, когда «химик, зная общие условия известных превращений, предскажет наперед без ошибки явление тех или других продуктов и заранее определит не только состав, но и свойства их», и в этом он был прав.

Наступил тот момент в историй органической химии, когда в области синтезирования как природных, так и не встречающихся в природе химических продуктов и в области классификации и систематизации органических соединений накоплен был огромный опыт. Для своего дальнейшего развития наука более всего нуждалась в том, чтобы проникнуть «во внутреннее нечувствительных частиц строение», а «унитарная» теория, подвергнутая Бутлеровым критическому разбору в свете накопленных наукою фактов, останавливалась на половине дороги.

Надо было итти дальше!

С этой мыслью Бутлеров и приступил к занятиям в университете осенью 1854 года, проведя остаток лета после возвращения из Петербурга, как всегда, в Бутлеровке.

Однако на этот раз и в деревне судьбы науки занимали его ум гораздо больше, чем ремонт старого дома, постройка флигеля и цветение выращиваемых им новых сортов каких-то необыкновенных роз и камелий.

В сентябре 1854 года профессора Э. А. Эверсман и П. И. Вагнер вошли в физико-математический факультет с представлением Бутлерова в экстраординарные профессора. Перечисляя труды Бутлерова в области органической химии, они указывали на его «постоянное стремление к совершенствованию себя на избранном поприще наук», на его «деятельность и быстрые успехи в области химии» и на его «глубокие познания, которые были приобретены им в химии как теоретически, так и практически». Но, кроме заслуг в химии, указывается в представлении, Бутлеров «доказал еще основательные сведения в сельском хозяйстве, по части садоводства, поместив в парижском «Revue horticole» дельную статью о культуре камелии и в записках Казанского экономического общества о персиковых шпалерах, и сверх того напечатал в «С.-Петербургских ведомостях» «Отрывки из дневника путешественника по киргизской орде», а в журнале Пражского общества «Лотос» «Об Индерском озере»; за последнюю статью А. М. был избран упомянутым обществом 21 января 1851 года своим членом-корреспондентом». «Ценя таковые ученые труды А. М. Бутлерова, — заключают Э. А. Эверсман и П. И. Вагнер, — его любовь к науке и постоянную заботливость об устройстве и обогащении лаборатории и химического кабинета, мы находим его совершенно достойным занять кафедру химии в качестве экстраординарного профессора».

Избрание состоялось в совете университета 25 сентября 1854 года 23 голосами против одного, а 27 октября того же года Бутлеров был утвержден в должности экстраординарного профессора.

Через два с небольшим года после утверждения в этой должности, именно 12 марта 1857 года, Александр Михайлович был избран советом университета в ординарные профессора. Однако утверждение его в этом звании состоялось лишь 11 апреля 1858 года, когда с уходом в Московский университет профессора технологии М. Я. Киттары открылась в физико-математическом факультете вакансия.

В эти годы оставалась еще скрытой от посторонних глаз работа Бутлерова над вопросами теории. Ей уделялись главным образом ночные часы, проходившие в упорном, неотступном труде над разрешением занимавшей его проблемы.

За эти годы Бутлеров опубликовал лишь ряд предварительных заметок. Если они и не являлись большим вкладом в науку, то для самого исследователя они были ступенями восхождения к цели.

К числу таких заметок принадлежит опубликованное в петербургских академических бюллетенях исследование эфирного масла из растений южных районов России. Из этого масла Бутлеров выделил вещество, которое оказалось изомером обычной камфоры. Описанию его свойств и многочисленных превращений посвящена работа Бутлерова.

Не выходя из ряда обычных для химии исследований, эта работа имеет особенное значение в творческой истории самого Бутлерова, так как она с новой силой направила его мысли к вопросам химического строения, за которым скрывалась тайна изомерии.

Проблема изомерии являлась решающей проблемой органической химии того времени. Факт существования веществ, имеющих совершенно одинаковый состав и одинаковый молекулярный вес частиц и тем не менее совершенно различных между собою по своим химическим и физическим свойствам, требовал объяснения.

Попыток объяснения изомерии было сделано много. Самое распространенное объяснение исходило из того, что «вещества не тождественны в силу различия их генераторов, или реакций, давших веществам начало». Считалось установленным, что вещества должны быть различны, если различны их «генераторы», и, вопреки очевидности, не признавались тождественными совершенно одинаковые вещества, если они были получены в результате разных реакций.

Объяснить же, каким образом, хотя бы и в результате различных реакций, получаются при одинаковом составе их вещества с различными свойствами, никто не умел.

Для того чтобы итти дальше в понимании изомерии, очевидно, надо было ответить на естественный вопрос: «А каковы генераторы самих генераторов?»

Став на путь такого рассуждения, Бутлеров должен был дойти до генераторов первоначальных, то-есть до атомов, взаимодействием которых только и могло быть объяснено явление изомерии.

Ни одна проблема органической химии не вела к необходимости проникнуть в «нечувствительных частиц строение» с такой последовательностью, как проблема изомерии.

И мысли казанского профессора все чаще и чаще, все упорнее и упорнее останавливаются на попытках ее разрешить в свете атомистических представлений.

Таким образом, уже в этот период своей деятельности Бутлеров был внутренне совершенно готов к тому, чтобы на основе современных ему теоретических представлений и фактического материала прийти к новым обобщениям своим собственным путем.

В 1857 году Александр Михайлович получил командировку за границу сроком на год и два месяца.

Бутлеров намеревался посетить Германию, Австрию, Италию, Францию, Швейцарию и Англию. В план этого путешествия включалось не только личное знакомство с известными химиками этих стран, но и осмотр главных химических лабораторий, изучение методов химических работ, методов преподавания, с тем чтобы «приложить на деле в Казанском университете то, что окажется полезным и соответствующим цели».

Из представленного Бутлеровым в совет университета отчета об этой поездке, напечатанного в третьем томе «Ученых записок Казанского университета» за 1859 год, можно видеть, что свой план Бутлерову удалось осуществить полностью.

 

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЕВРОПЕЙСКИХ ХИМИКОВ

Бутлеров отправился в Европу в 1857 году, в самом конце той «всемирноисторической эпохи», по характеристике В. И. Ленина, данной им в статье, посвященной памяти Герцена, «когда революционность буржуазной демократии уже умирала (в Европе), а революционность социалистического пролетариата еще не созрела»

Последовавший за мрачными годами реакции 1857 год в Европе ознаменовался общеевропейским политическим и экономическим кризисом и началом нового подъема рабочего движения. Находившийся в Лондоне А. И. Герцен начал издавать в 1857 году «Колокол», сыгравший большую роль в истории революционно-демократической мысли. В России, с воцарением Александра II, стала распространяться легенда о либерализме нового царя. В подтверждение ее правительство дало молодым русским ученым возможность выезжать за границу, что было очень ограничено при Николае I, усиленно оберегавшем русскую интеллигенцию от «заразного дыхания» революционного Запада.

Бутлеров наравне с Менделеевым, Бородиным, Шишковым, Энгельгардтом, Сеченовым был одним из первых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться с европейской наукой на месте.

Прибыв в августе 1857 года в Берлин и оставаясь здесь около двух недель, Александр Михайлович осмотрел лаборатории профессора Митчерлиха и приват-доцента Зонненштейна. Здесь он познакомился с употреблением светильного газа и газовых горелок. Газа в казанской лаборатории не было, и применение его в лаборатории произвело на Бутлерова выгодное впечатление.

Из Берлина Бутлеров поехал на Рейн, где посетил Висбаден, откуда в сентябре отправился в Бонн, чтобы посетить 33-й съезд немецких натуралистов и врачей.

В Висбадене Бутлеров видел лабораторию профессора Фрезиниуса, которая являлась учебно-химическим заведением: воспитанники его изучали аналитическую химию на практике. Во время осмотра этих лабораторий Александр Михайлович познакомился с их руководителями, однако более близко познакомился он с иностранными химиками в Бонне на съезде. Здесь же он встретил своего соотечественника — Леона Николаевича Шишкова. Пребывание в Бонне Бутлеров использовал для осмотра университетской лаборатории в Поппельсдорфе и для еще более интересного для него ознакомления с химическим заводом Марквардта, производившим в большом количестве ценные химические вещества.

После закрытия съезда Бутлеров поехал в Гейдельберг, оттуда в Швейцарию, а из Швейцарии в Италию. В этот переезд ему удалось, хотя и бегло, осмотреть лабораторию Фридриха Мора в Кобленце и в Гейдельберге — лаборатории Кекуле и Бунзена.

В лаборатории Бунзена на него произвели наибольшее впечатление приборы, изобретенные или усовершенствованные самим Бунзеном.

Швейцарские и итальянские лаборатории отличались только широким использованием светильного газа в химической практике.

Пробыв в Италии около полутора месяцев, Александр Михайлович отправился пароходом в Марсель, а затем в Париж, куда и прибыл в декабре, в начале зимнего семестра.

Париж представлял в то время наиболее интересный для химика центр как по курсам, читавшимся здесь, так и по многочисленным химическим лабораториям, устроенным очень разнообразно, соответственно характеру производившихся работ. Бутлеров посвятил Парижу большую часть своего пребывания за границей. Он оставался здесь почти безотлучно до мая 1858 года. Только на поездку в Лондон для осмотра лабораторий Бутлеров выбрал время, впрочем составившее не более десяти дней. Английские химики стояли в стороне от широких теоретических обобщений и заинтересовать русского ученого не могли.

В Париже Бутлеров работал в лаборатории Шарля Вюрца, единственной в то время лаборатории Франции, объединяющей молодые химические силы. Это была и по числу учеников значительная в Европе лаборатория.

Лаборатория Вюрца в Парижской медицинской школе привлекала не удобством, не величиной, не превосходством оборудования. Интерес химиков привлекал ее директор — известный французский химик Шарль Вюрц (1817–1884).

В лаборатории Вюрца Бутлеров провел два месяца. Здесь он произвел исследование йодистого метилена. Результаты его были доложены Парижской Академии наук и опубликованы в ряде химических журналов. Йодистый метилен уже был в руках многих химиков до Бутлерова, но они не определили его настоящего состава.

В начале мая 1858 года из Парижа Бутлеров отправился опять в Гейдельберг, где он слушал лекции Бунзена и Кекуле. Имя Роберта Бунзена (1811–1889), так же как имя Густава Кирхгофа (1824–1887), известно, в особенности, по открытию спектрального анализа. С его помощью Бунзену удалось открыть два новых элемента — цезий и рубидий.

Органической химии была посвящена только первая работа Бунзена, правда оказавшая большое влияние на развитие органической химии, а затем он работал почти исключительно в области неорганической химии.

Особенную популярность среди молодых ученых Бунзену снискала основанная им в 1855 году, в Гейдельберге лаборатория, из которой вышла группа известных химиков. Среди них были, между прочим, Август Кекуле (1829–1896) и Рихард Эрленмейер (1825–1909) — сверстники Бутлерова по возрасту и вступлению в научную жизнь, подобно ему уделявшие много внимания вопросам теории.

Бунзен был превосходным лектором, но знакомство Бутлерова со знаменитым профессором произошло уже тогда, когда тот плохо слышал, плохо видел своим единственным глазом — другой был потерян при занятиях со взрывчатыми веществами, к которым Бунзен имел слабость.

«Страдая забывчивостью, — говорит о нем И. М. Сеченов, — он часто являлся на лекцию с вывернутым ухом — сохранившимся до старости наследием школьного возраста. Когда в течение лекции взмахом руки профессора ушная раковина приходила в норму — это значило, что памятка сделала свое дело — опасный пункт не был забыт. Когда же, как это случалось нередко, ухо оставалось вывернутым, по окончании лекции молодая публика расходилась с веселыми разговорами о том, был ли забыт намеченный опасный пункт или забыто ухо. Бунзен был всеобщим любимцем, и его называли не иначе, как папа Бунзен, хотя он не был еще стариком».

По словам Бутлерова, лекции Бунзена «не отличались живостью и красотой изложения, но замечательны и чрезвычайно интересны по внутреннему содержанию». Слышанные им лекции о кислороде, водороде, хлоре и соляной кислоте «содержали множество тонких физико-химических замечаний, составлявших большею частью результат собственных опытов и наблюдений Бунзена».

Лекции по органической и теоретической химии, читанные приват-доцентом Бунзена Кекуле, заинтересовали Бутлерова ясностью и отчетливостью изложения, оригинальностью и новизной некоторых взглядов, введенных им в теоретическую часть органической химии.

Из Гейдельберга Бутлеров съездил в Мюнхен, чтобы послушать Либиха.

«Его аудитория, — замечает Бутлеров, — всегда наполнена, кроме студентов, множеством посторонних слушателей. Признанное всеми достоинство этих лекций заключается в мастерском изложении, но, к сожалению, Либих в то время уже мало обращал внимания на теоретическое развитие науки; он уже сошел в то время с того поприща, на котором приобрел заслуженную знаменитость, и это необходимо должно было отразиться на содержании его чтения».

В Мюнхене Бутлеров свел знакомство с профессором Петтенкоффером, имея в виду применить светильный газ в своей лаборатории. Петтенкоффер впервые организовал в больших размерах добывание газа из древесины. Бутлеров осмотрел небольшой газовый завод, устроенный по системе Петтенкоффера и снабжавший газом железнодорожную станцию.

Кроме того, через Петтенкоффера Александр Михайлович получил возможность на обратном пути из Мюнхена осмотреть еще газовый завод в Дармштадте, где весь город снабжался древесным газом.

Из Мюнхена началось обратное путешествие Бутлерова. По дороге он посетил Гиссен, Марбург, Кассель, Геттинген. В Гиссене он видел прославленную Либихом лабораторию, в Марбурге ему удалось взглянуть на лабораторию Кольбе. Наконец в Геттингене им были осмотрены лаборатории Вёлера.

В конце июня 1858 года Александр Михайлович уже был в Берлине и, проведя там несколько дней, поехал в Лейпциг, Дрезден и Прагу, а отсюда обратно в Берлин.

Наконец во второй половине июля он отправился через Штеттин в Петербург.

Мы вынуждены так подробно отчитаться в поездке Бутлерова за границу потому, что историки химии, вопреки действительному положению вещей, невероятно преувеличивают значение этой поездки в творческой истории Бутлерова и в истории создания структурной теории.

Судя по отчету, представленному Бутлеровым совету университета, в правдивости которого нет никаких оснований сомневаться, больше всего останавливало внимание Бутлерова оборудование лабораторий, в частности его интересовал вопрос о применении газа.

Что же представляла собой живая картина теоретических воззрений европейских химиков, с которой познакомился Бутлеров за границей, судя по его же отчету и другим известным нам документам?

Если сейчас ломоносовские представления о «нечувствительных частицах» легко усваиваются нами еще на школьной скамье, то в те годы, когда представление об атомах и молекулах только еще создавалось, только еще становилось исходным пунктом химических открытий и новых понятий, в потоке фактов и идей было не так-то легко разобраться.

Единой теории не существовало. Органическая и неорганическая химия, теперь различающиеся лишь практически, тогда развивались совершенно отдельно друг от друга. В таком существенно важном вопросе, например, как атомный вес углерода, химики расходились настолько резко, что одни считали его равным 12, а другие — 6. Чтобы как-нибудь примирить эти данные, Дюма предлагал, например, принимать первую цифру для углерода в органической химии, а вторую — для неорганической.

Не только вокруг этого вопроса шли ожесточенные споры и разногласия. Жерар, например, называл атомом химически сложного тела то, что Лоран называл его молекулой. Пришлось созвать специальный Всемирный конгресс химиков для того, чтобы установить хотя бы общую терминологию.

С установлением через сто лет после Ломоносова Дальтоном, Берцелиусом и Гей-Люссаком атомистической теории все тела, образующие видимый мир, стали рассматриваться как агрегаты мельчайших частичек, атомов различных элементов, представляющих разные формы проявления материи. Предполагалось, что атомы разных элементов соединяются между собою, повинуясь силе взаимного притяжения — химического сродства, и образуют, таким образом, сложную частицу химического соединения.

Изучение простейших химических соединений показало, что элементарные атомы обладают различной способностью к соединению друг с другом, В то время как атомы одних элементов соединяются только с одним атомом другого для образования вполне определенного химического соединения, существуют и такие элементы, атом которых способен соединяться с двумя, тремя и четырьмя атомами других. Отсюда возникло учение об атомности элементов, или валентности атомов, по которому атом каждого элемента обладает определенной предельной способностью к соединению с атомами других элементов. За единицу сравнения был принят атом водорода. Те элементы, один атом которых способен соединиться только с одним атомом водорода, получили название одноатомных, или одновалентных, другие, по тому же принципу — двухатомных, трехатомных и т. д.

Существование многоатомных элементов, способных соединяться с несколькими атомами других элементов, и объясняет образование сложных химических соединений.

Осваивание атомистических представлений давалось с трудом самим ученым. Еще труднее они усваивались студентами и широкой публикой. Для лекционных иллюстраций Кекуле предложил пользоваться изобретенными им моделями. Они состояли из разноцветных деревянных шариков, изображающих атомы, причем прутики, соединяющие шарики друг с другом, соответствовали единицам валентности. Соединяя эти шарики соответственным образом, Кекуле демонстрировал формулы химических соединений. При правильном их применении эти модели, конечно, приносили большую пользу. Однако многие химики возражали против такого рода наглядного метода на том основании, что он может создать неправильное представление о том, что атомы имеют шарообразную форму или что они связаны между собой некими стержнями.

Для этого, кстати сказать, были основания. Карл Шорлеммер в своей известной книге «Возникновение и развитие органической химии» рассказывает такой случай. Одного из учеников Дальтона, применявшего для этой цели квадратные дощечки различных цветов, попросили рассказать об атомной теории. Он ответил так:

— Атомы — это квадратные деревянные брусочки, изобретенные доктором Дальтоном…

Запутан был и вопрос о формулах, которыми принято выражать химическое соединение. Их по-разному писали и по-разному понимали. Окружая химический символ того или другого элемента черточками, предполагалось, что эти черточки говорят о том, как связаны отдельные атомы в молекуле. Но сущность связи оставалась неясной, и под этими черточками одни понимали силу притяжения, которой данный атом удерживает в связи с собой другие атомы и сам удерживается, а некоторые видели в этих черточках указания на способ расположения атомов в пространстве относительно друг друга.

Мало этого, по мнению одних, химические формулы такого рода выражают строение вещества, а по мнению других — лишь ход реакции соединяющихся элементов.

Необходимость договориться, согласовать мнения чувствовалась всеми. Первые попытки такого рода как раз и делались во время пребывания Бутлерова за границей. Существенно важным результатом этих попыток было установление четырехвалентности углерода, то-есть способности атома углерода удерживать в связи с собою четыре атома другого элемента, принятого за одновалентный, как, например, водорода.

Бутлеров, дружески общавшийся со всеми виднейшими химиками того времени и знакомившийся с их новыми работами еще до опубликования этих работ, приписывал честь первого указания на четырехвалентность углерода Кекуле. Но в действительности к тому же заключению, независимо друг от друга, почти одновременно пришли и Герман Кольбе (1818–1884), и Арчибальд Купер (1831–1892), и Эдвард Франкланд (1825–1899), как можно судить по их работам, посвященным развитию той же идеи.

Подобно тому как для кристаллизации перенасыщенного раствора достаточно бросить в него микроскопическую долю растворенного вещества, новые факты, установленные наукой, привели в ясность все догадки Бутлерова, осветили весь хаотический материал, накопленный к его времени органической химией.

Бутлеров начинает по-новому понимать химические превращения и с первых же шагов чувствует под собой твердую почву. Конечно, от установления четырехвалентности углерода до определенной и четкой теории строения молекулы еще очень далеко: надо еще установить характер и способ связи атомов в сложном химическом соединении, выяснить взаимное влияние атомов и прежде всего испытать новую теорию на проблеме изомерии, выяснив причины и виды ее.

Одно было, однако, несомненным для Бутлерова: и строение молекулы органических веществ, и самая многочисленность углеродистых соединений, заставившая разделять химию на органическую, или химию углерода, и на неорганическую, и самая сложность органических соединений, и трудность их изучения — все это объясняется двумя простыми, твердо установленными фактами: углерод в подавляющем большинстве соединений четырехвалентен, а атомы углерода способны вступать в соединение не только с атомами других элементов, но и друг с другом в самых разнообразных и неожиданных сочетаниях, но не случайных.

И вот в то время когда среди европейских химиков господствовало еще мнение, что никому и никогда не удастся открыть того, каким образом строится молекула органического вещества, молодой русский ученый в январе 1858 года в Парижском химическом обществе выступает с докладом, в котором он прямо говорит, как, по его мнению, устроена молекула метана, хлористого метила, хлороформа и других органических веществ, молекулы которых имеют «однотипную молекулярную структуру», то-есть однотипное строение.

Это была первая в мире попытка раскрыть строение молекулы органического вещества, исходя из того положения, что, вступая в химическое соединение, атомы входящих в его состав элементов затрачивают свои валентности на связь друг с другом.

Если уподобить валентность атомов, скажем, рукам или щупальцам, то становится ясным, что образующаяся в соединении молекула построится не случайно, а строго закономерно, так как «сцепиться» как-нибудь иначе, чем позволяют валентности, атомам невозможно.

Все это было показано докладчиком ясно и убедительно. Тут же он высказал замечательное предположение, что в рассмотренном им ряду молекулярных структур существует еще не известное химикам органическое соединение, а именно «метиловый гликоль». Именно строгий порядок, в котором располагаются атомы, вступая в химическое соединение, убеждал, что между метиловым спиртом и муравьиной кислотой должно находиться еще одно химическое соединение.

В заключение своего доклада Бутлеров заявил:

«Экспериментальные исследования дадут нам основание для настоящей химической теории, и она будет математической теорией для молекулярной силы, которую мы называем химическим сродством. Но так как сродство служит причиной не только химических превращений, но также и определенной группировки элементарных атомов в сложных частицах, то это сродство должно быть изучаемо не только во время вызываемого им молекулярного движения, но и в состоянии равновесия».

Доклад Бутлерова в Парижском химическом обществе совершенно точно определил нарождавшуюся теорию как теорию химического строения, или структуры, и это название осталось за нею навсегда, как навсегда связалось с нею и имя Бутлерова.

 

4. ОПЫТНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ БУТЛЕРОВА

Возвратившись в Казань, Бутлеров прежде всего занялся улучшением университетской лаборатории. Характеристика великого ученого была бы не полной, если бы мы не рассказали о том, что было сделано им для практического преподавания химии.

Химическую лабораторию в Казани Александр Михайлович получил в весьма примитивном состоянии. Рабочее помещение состояло из одной, правда большой, в семь окон, комнаты. Два рабочих стола, большая печь, горн, песчаная баня без тяги, две переносные калильные печи — вот и все оборудование лаборатории. Тут велись научные исследования, здесь же подготовлялись опыты для лекций, мылась грязная посуда.

За невысокой перегородкой находилась и каморка старика-служителя.

Студенты работали на подоконниках больших окон. Газа не было, все пользовались спиртовыми лампами или углями. Если приходилось делать органический анализ, устраивались кое-как на печи.

И тем не менее Казанский университет прежде всего своей химической лаборатории обязан почетным местом в истории науки.

Познакомившись за границей со всеми преимуществами работы на газе, Бутлеров немедленно по возвращении в Казань начинает хлопотать об устройстве газового завода для лаборатории. Правление университета дало на это средства. Лаборатория была несколько перестроена: появился шкаф для тяги, к рабочему помещению прибавилась еще одна комната.

Надо упомянуть и о том, с какой опасностью соединялись занятия в лаборатории. Из-за недостатка средств невозможно было и думать об устройстве особого здания для газового заводика. Поэтому решили поместить печь с ретортой под передней, а газометр под главной рабочей комнатой. Мастерами были отставные солдаты-татары, едва ли понимавшие, что такое взрыв на газовом заводе. Лаборатория, таким образом, помещалась как бы на вулкане. Когда Бутлеров уехал в Петербург и лаборатория перешла в руки Марковникова, опасность еще более возросла. Для практических занятий, в особенности по аналитической химии, правда, была устроена стеклянная галлерея для работ с вредными газами. Но одновременно встал вопрос об увеличении газового завода ввиду прибавившегося числа студентов. Совет университета дал средства, с тем, однако, чтобы химическая лаборатория снабжала газом и все другие лаборатории.

Когда Казань получила городской газ, А. М. Зайцев, достойный преемник химических традиций Клауса, Зинина и Бутлерова, воспользовался этим случаем, чтобы все освободившиеся помещения присоединить к лаборатории.

Денежные средства лаборатории в пятидесятых и в начале шестидесятых годов были весьма скудны. Ежегодная сумма, отпускавшаяся на лабораторию, не превышала четырехсот рублей. Прибавлял еще иногда столько же университет, но все вместе составляло ничтожную сумму. Между тем оборудование для лаборатории приходилось выписывать или из-за границы, или из Петербурга и за одну перевозку уплачивать рублей по двести в год.

Отпускаемых средств нехватало даже на то, чтобы заказать рабочий стол для практикантов, число которых с каждым годом возрастало. Марковников, будучи студентом четвертого курса, собрал по подписке между работавшими двенадцать рублей, чтобы заказать стол на шесть мест, а недостающие десять рублей добавил Бутлеров. Недостаток средств тормозил работу как самого Бутлерова, так и его учеников. С введением нового устава в 1863 году все вздохнули свободнее: лаборатория стала получать около двух тысяч рублей, что казалось уже огромным богатством.

В этой значительно улучшенной химической лаборатории Казанского университета и начал серию новых работ ее руководитель.

За три года, предшествующие второй заграничной поездке, Бутлеров провел шесть чрезвычайно интересных исследований.

В первой работе этого периода, напечатанной в начале 1859 года, подтверждается прежде всего новыми данными состав уксусного эфира метиленгликоля и затем описываются «новые опыты, при помощи которых Бутлеров рассчитывал получить метиленгликоль. Правда; получить это соединение Бутлерову не удалось, но он получил новое интересное соединение, названное «диоксиметиленом». В этой же работе дано описание не приведших к положительным результатам опытов приготовления в свободном виде радикала метилена.

В 1860 году была опубликована работа Бутлерова о продукте реакции аммиака на диоксиметилен. Хорошо кристаллизующийся продукт этой реакции назван гексаметилентетрамином, известным нам теперь под названием уротропина.

К 1861 году относятся еще две замечательные работы Бутлерова. В одной из них описано сахаристое вещество, названное Бутлеровым метиленитаном, которое было получено действием известковой воды на диоксиметилен. Это соединение представляет первое синтетическое сахаристое вещество, приготовленное из простейшего органического соединения.

Открытие Бутлерова внесло новый свет в разрешение очень важного вопроса биологии — вопроса о механизме усвоения углекислоты растениями.

Этот бутлеровский синтез явился очень важной ступенью в формировании представлений о фотосинтезе. Он помог другим ученым решить эту важную проблему.

Открытие Бутлерова создало почву для открытия путей перехода из мира неорганического в органический.

Надо заметить, что все эти работы Бутлерова стоят в тесной связи с разрабатывавшейся им в то же время теорией химического строения. Между ними нет почти ни одной, которая давала бы лишь фактический материал для будущего науки. Напротив, каждая из них разрешала тот или другой частный теоретический вопрос, открывающий перспективы дальнейших обобщений. Работа такого характера совпадала с давнишней склонностью Бутлерова. В идее атомности он видел средство повести химию к ее широкому будущему, средство осуществить программу своей жизни, намеченную еще в его магистерской диссертации. Погружаясь мысленно в тесный мир молекулы, стараясь напряженным до страстности зрением увидеть, понять ее строение, взаимную связь и расположение атомов в ней, Бутлеров все ближе проникал «во внутреннее нечувствительных частиц строение».

Работы по синтезу формальдегида, уротропина, сахаристого вещества помогли ему уточнить для себя представление о строении молекул и приблизиться к разрешению важной проблемы изомерии. Ему становилось ясным, что различие органических веществ при тождественном атомном составе зависит от порядков связей атомов в молекуле, что знание этих порядков откроет возможность предсказания изомерных веществ.

Смелость и ясность ума, с какою Бутлеров подошел к вопросу предсказания новых органических соединений и изомеров на основе теории строения, можно сравнить лишь с той решительностью и ясностью ума, с какой впоследствии Д. И. Менделеев предсказал на основе (периодического закона существование и свойства неизвестных элементов.

«Десятилетие между 1858 и 1868 годами, — пишет Н. А. Меншуткин, — самое плодотворное из ученой деятельности Бутлерова; это десятилетие проведено в Казани и обнимает период его жизни примерно от 30 до 40 лет. Нелегкая лабораторная работа днем сменялась вместо отдыха кабинетной работой вечером. Печатные источники лишь в малой мере дают понять те успехи, которых, по словам его учеников, достигла теория строения в его устном преподавании».

Чтение лекций и подготовка к ним в тихие вечерние часы становятся часами напряженного творческого труда. Бутлеров постепенно перестраивает свой курс, теперь резко отличающийся не только от курсов, читанных его предшественниками, но и от курса, ранее читавшегося им самим. В основу изложения он кладет принцип химического строения; красною нитью через весь курс проходит понятие об атомности со всеми его следствиями.

Как в воспоминаниях учеников, так и в трудах самого Бутлерова мы не много находим подробностей, относящихся к творческой истории структурной теории.

Но в общих чертах восстановить ход творческой мысли Бутлерова мы можем по его «Введению к полному изучению органической химии», представляющему переработку читанного им в эти годы курса лекций.

Книга издавалась в Казани в течение трех лет отдельными выпусками, по мере того как они подготавливались ученым. Таким образом, она отражает в известной мере и процесс, и метод работы Бутлерова, и необычайно быстрый творческий рост автора.

Первые лекции посвящаются внедрению новых понятий в умы слушателей. Не все еще приведено в порядок у самого учителя, и в начале курса он «вместо обширного, но еще недостижимого закона, говорящего, что натура сложного вещества определяется натурой, количеством и взаимным отношением составных частей», ставит пока такое правило:

«Химическая натура сложного вещества определяется натурой и количеством составных частей и химическим строением его частицы».

Он чувствует, что правило это недостаточно широко, но указывает: «зато проверка его лежит в пределах опыта, а дальнейшее развитие фактических знаний укажет, насколько и в каких пределах оно справедливо и полезно».

Учитель не скрывает от учеников, что в этом обобщении есть слабые стороны и указывает исключения, которым пока нет объяснения. Он вводит понятие «сродства атомов», как основы химического строения, но вопрос о том, почему атомы обладают различным количеством сродства, он оставляет без ответа.

Излагая шаг за шагом фактический материал, накапливавшийся необыкновенно быстро в эти годы, учитель был поставлен в необходимость давать новые объяснения целому ряду химических явлений.

Бутлеров кладет в основу своих объяснений принцип строения молекулы, но ему нехватает фактического материала, чтобы ответить на ряд возникающих при этом вопросов. Традиционное объяснение изомерии различием генераторов отвергнуто. В свете новых понятий совершенно очевидно, что изомерия обусловливается различием химического строения, но существуют тела, состав которых делает различие химического строения невозможным, а между тем некоторые наблюдения заставляли предполагать и здесь существование изомерии.

Учитель стоит перед учениками на кафедре с открытым и ясным лицом. Он знает, что, вводя слушателей в круг собственных сомнений и неразрешенных вопросов, он тем самым колеблет веру в принцип, столь упорно, последовательно и постоянно им самим проводимый. Но тут же он указывает и путь к разрешению всех вопросов, всех сомнений:

«Опыту предстоит показать, действительно ли возможны вое изомеры, предсказываемые теорией, и какое имен. но изменение свойств соответствует известному изменению химического строения… Легко может быть, что некоторые из изомеров на деле не существуют, что соответствующее им распределение атомов не представляет случая прочного равновесия и потому при условиях, которые должны были бы произвести их, будут получаться, вследствие перемещения атомов, другие близкие к ним тела…»

Бутлеров сознательно колеблет проводимый им принцип, чтобы убедиться в его незыблемости, чтобы избегнуть ошибок, и не перестает повторять своим ученикам:

«Все так называемые теории в химии суть только обобщения известного круга фактических знаний. Таково и понятие об атомности, но, развившись позднее других воззрений и основавшись на большей сумме знаний, оно обнимает и область фактов более обширную… Относительная ограниченность теоретических понятий в химии видна из того, что они относятся только к известным, так называемым химическим свойствам материи, почти не касаясь других сторон ее проявлений, между тем как все частные свойства вещества, несомненно, находятся во взаимной причинной связи — все вытекают из обусловливаемых ее сущностью основных свойств, познать которые с разных сторон стремятся различные отрасли естествознания…»

Бутлеров выступает как яркий представитель материалистического естествознания. Существование объективного, реального мира для него не подлежит сомнению, как не подлежит сомнению и возможность его познания. Он пропагандирует непрестанность теоретического развития химии и с удивительной прозорливостью предвидит дальнейшее развитие физико-химических наук. Он говорит:

«Фактическая связь между химизмом, теплотою, светом и другими проявлениями деятельности материи очевидна: что свет есть движение — это гипотеза, доросшая ныне почти до степени непреложной истины, что теплота — движение, это сделалось более чем вероятно с тех пор, как возникла механическая теория тепла, и, может быть, не ошибется тот, кто назовет движением все явления химизма. Если наступит время, которое уяснит причинную связь между всеми видами этого движения, то явления химизма получат свою механическую теорию — теорию в полном смысле слова, и, заняв свое место в науке как определенная часть стройного целого, теория эта наравне с другими частями — теориями другого рода движений — подчинится математическому анализу».

Предостерегая своих учеников от «слепого доверия к нынешним теориям в химии за пределами тех фактов, из которых они выведены», Бутлеров говорит:

«Доверие это было бы настолько же опасно, насколько неблагоразумно полное отрицание теорий. Руководствуясь ими неосторожно, можно попасть на ложный путь, но без них приходится ощупью отыскивать дорогу».

Ученики видят учителя не только на кафедре, но и в лаборатории и могут убедиться, насколько он верен этому правилу. Руководясь им, Бутлеров обогащается таким опытом, так углубляет и укрепляет принцип химического строения, что, возвращаясь в конце курса вновь к вопросам теории, может придать уже иной вид правилу, выставленному им в начале курса. Теперь это «правило» определяет взаимоотношения атомов в молекуле, или, как тогда говорили, «элементарных паев в частице», гораздо полнее. Этим правилом, впервые в истории химии, устанавливается особое содержание химических явлений, создается истинное понятие химического строения.

«Химические отношения каждого элементарного) пая, находящегося в сложном теле, определяются, с одной стороны, его натурой и способом химического помещения в частице, с другой — натурой, количеством и химическим расположением остальных паев, заключенных в той же частице».

Формулируя это правило, Бутлеров не случайно, конечно, подчеркивает, что речь идет о химическом отношении, о химическом перемещении, о химическом расположении. Рассматривая все явления химизма как движение, которое является не простым движением в пространстве, а особым родом движения, Бутлеров тем самым хочет сказать, что этот род движения имеет совершенно иной характер, чем все другие виды движения материи, внешне проявляющиеся в теплоте или электричестве или тем более в механическом перемещении.

«Химическую натуру элементов еще приходится пока изучать просто, не пускаясь в объяснение ее сущности, — говорит он, — но что касается влияния химического помещения элементарного пая в частице на его свойства и влияния на эти свойства других элементарных составных частей той же частицы, то здесь могут быть подмечены известные правильности и формулированы некоторые обобщения. Обобщения эти еще очень шатки и — поверхностны, но, руководясь ими, уже нередко можно с достаточной вероятностью делать заключения о химическом строении вещества по его превращениям и, наоборот, предвидеть до некоторой степени свойства тела, имеющего определенное, известное химическое строение… При большей разработке такие обобщения, без сомнения, приобретут более твердые основания, более определенный вид и заслужат название законов…»

Разрабатывая все глубже и глубже свои обобщения, Бутлеров убеждается, что европейские химики смотрят на сущность химических явлений чисто механистически. Результатом его размышлений явилась законченная, ясная новая теория, к проверке которой он и приступил.

Что же могли западноевропейские химики, собравшиеся в 1860 году в Карлсруэ, противопоставить результатам напряженной творческой работы Бутлерова?

 

5. КОНГРЕСС ХИМИКОВ

История конгресса химиков в 1860 году дает представление о том, как вопросы химической науки решались современниками Бутлерова на Западе.

Осенью 1859 года Кекуле приехал в Карлсруэ посмотреть установку для получения газа в местной технической школе, директором которой был его друг, профессор Карл Вельцин (1813–1870).

Предметом частых бесед друзей вскоре стали вопросы основных понятий в химии, понятий «атома», «молекулы», «эквивалента», вызывавшие большие разногласия в среде химиков.

Во время этих бесед Кекуле и высказал мысль о необходимости созыва международного конгресса химиков, который точно установил бы эти понятия, следствием чего явилось бы единообразие в писании химических формул. Вельцин одобрил эту идею Кекуле, но просил его написать об этом Вюрцу в Париж и Гофману в Лондон, что тот и сделал.

Вюрц с радостью откликнулся на призыв Кекуле. Гофман же ответил, что не желает быть застрельщиком и возглавлять это дело, но не хочет этим сказать, что не будет присутствовать.

Ответ Кекуле Вельцину очень характерен. Он писал:

«Вюрц, по моему убеждению, самое важное лицо. И если он станет во главе, то дело наполовину выиграно. Что Гофман не захочет пойти на это, я уже почти предвидел, однако это не беда, лишь бы он приехал. Он никогда не брал на себя инициативу в теоретических вопросах, поэтому и не важно, что он теперь предоставляет это другим. Я думаю, что его можно убедить приехать, и тогда мы уверены, что его веское слово падет на нашу чашу весов».

Про Бунзена Кекуле пишет, что тот не откажется, если дело будет происходить в Карлсруэ. Затем Кекуле убеждает Вельцина написать Вёлеру. Сам же выражает готовность написать Либиху.

Кекуле высказывается за то, что конгресс не может принимать постановлений большинства, обязательных для меньшинства, а еще менее для отсутствующих, и при этом он намечает ряд пунктов, которые, по его мнению, можно было бы поставить главною целью:

«1) Путем обмена мнений и обсуждения отдельных главных вопросов сговориться относительно того, какая из современных теорий заслуживает предпочтения.

2) Достичь согласования или, по крайней мере, подготовить его для того, чтобы выражать одинаковые мысли в одинаковой форме как на словах, так и письменно, напр.:

а) Установить, какие слова следует применять для определенных понятий, напр., эквивалент, атом, молекула, атомный, основной (базисный), атомность, основность, двухобъемный или четырехобъемный и т. д.

б) Какими символами обозначать атомы и какими эквиваленты элементов».

«В этом вопросе, — указывает Кекуле, — необходимо согласование, чтобы сделать возможным согласованный способ написания атомных, молекулярных формул, с одной стороны, и формул эквивалентных, с другой стороны».

«…в) Согласование относительно способа написания рациональных формул. Это означает не обсуждение различных рациональных формул, а лишь то, какую расстановку букв следует применять для выражений одной и той же мысли.

г) Подготовка единообразной и рациональной номенклатуры».

Кекуле понимал, что соглашения по этим пунктам трудно ожидать, и высказывает мысль, что конгресс, обсуждая эти внесенные предложения, может подготовить их, а комиссия, составленная из нескольких членов конгресса, подробно изучив и разработав то, что ей будет поручено, внесет свои предложения на рассмотрение следующего конгресса.

«Далее можно было бы добавить такой пункт: «Побудить научные общества, располагающие денежными средствами, производить точные работы по физико-химическим закономерностям вообще и в особенности по атомным весам и плотностям паров».

«Я уже предвижу, что применение новой теории типов к неорганической химии представит особую трудность и вызовет сильную оппозицию, — пишет он далее. — Если приедет Одлинг, то я найду в нем значительную опору. Если нет, то я думаю, что удастся и так доказать участникам конгресса, что новая теория типов не только применима, но и представляет значительные преимущества перед дуализмом. Я с тех пор неоднократно занимался формулировкой неорганических соединений, и если вообще это дело состоится, я возьму на себя труд систематически заниматься этим предметом. Я почти не сомневаюсь в том, что это выполнимо для всех более точно известных элементов. Для остальных надо удовольствоваться известными до сих пор аналогиями».

Перепиской между Кекуле, Вюрцем и Вельцином и был подготовлен конгресс. Большинство химиков, к которым обращались Кекуле, Вюрц и Вельцин, считало конгресс очень целесообразным. Либих ответил Кекуле:

«Вы предпринимаете очень полезное и даже необходимое согласование, и я страстно желаю, чтобы деятельные и влиятельные химики, с которыми вы соединились, пришли к соглашению относительно основных понятий, способа обозначения и способа написания формул. В этих вещах существуют разногласие и запутанность, которые чрезвычайно затрудняют изучение».

Приехать на конгресс Либих из-за нездоровья отказался, но при этом писал: «Однако то, что это собрание порешит, должно повести к добру, и я заранее не возражаю против того, чтобы подписать все принятые решения». Кольбе, наоборот, отвечал уклончиво.

«В ответ на ваше вчерашнее письмо, — писал он, — я могу лишь выразить мое полное согласие с тем, что было бы чрезвычайно желательно, если бы состоялось единение химиков относительно намеченных нами пунктов. Однако, говоря совершенно откровенно, никакое время не представляется мне менее подходящим, чем именно настоящее.

Можно предвидеть, что на устраиваемом сейчас конгрессе химическая точка зрения, введенная Жераром и Вильямсоном и к которой Вюрц, Кекуле, Лимпрехт сделали новые бесплодные прививки, будет доминировать и будет решающею для всех резолюций. Поэтому убежден в том, что это направление, продуктивная сила которого угасла, пережило себя и что поэтому нормы, которые будут введены на этой основе, в кратчайшее время будут заменены новыми.

Это и еще другие причины мешают мне исполнить наше желание».

Из русских химиков для участия в конгрессе был приглашен Зинин и находившиеся тогда за границей Менделеев, Шишков, Бородин, Савич, Лесинский и Натансон.

Программа, предложенная Кекуле, была представлена конгрессу.

Приглашение на конгресс на трех языках, разосланное согласно намеченному Вюрцем, Вельцином и Кекуле плану, гласило:

«Химия пришла к такому положению, что нижеподписавшиеся считают целесообразным проложить путь к единению по некоторым из важнейших пунктов путем встречи возможно большего числа химиков, занятых наукой этой и преподающих ее.

Поэтому нижеподписавшиеся позволяют себе пригласить на международный съезд всех своих коллег, имеющих право, благодаря своему положению и работам, на подачу голоса в нашей науке.

Подобное собрание не будет, по мнению нижеподписавшихся, в состоянии принять обязывающие всех решения, но путем обсуждения можно будет устранить некоторые недоразумения и облегчить согласование следующих пунктов. Более точное определение понятий, обозначаемых: атом, молекула, эквивалентность, атомность, основность и т. д., исследование истинного эквивалента тел и их формул, установление единообразных обозначений и более рациональной номенклатуры. Хотя нельзя ожидать, что собранию, которое мы намерены призвать к жизни, удастся привести различные взгляды к полному единению, однако нижеподписавшиеся глубоко убеждены, что таким путем возможно будет подготовить уже давно желанное согласование хотя бы по важнейшим вопросам. Наконец можно было бы еще создать комиссию, на которую возложить задачу далее проследить за возбужденными вопросами, а именно побудить академии и другие ученые общества, которые могут располагать нужными средствами, внести свою долю на разрешение упомянутых вопросов.

Собрание состоится 3 сентября 1860 г. в Карлсруэ».

Приглашение имело полный успех. 3 сентября 1860 года в Карлсруэ собралось около 140 химиков всех наций.

Менделеев был членом конгресса и членом комиссии его. На этом конгрессе он познакомился со многими химиками и счел своей обязанностью по окончании конгресса сообщить подробности о нем своему учителю Александру Абрамовичу Воскресенскому. Это письмо было напечатано в «С.-Петербургских ведомостях».

Вот что он писал, между прочим:

«Существенным поводом к созданию 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, то-есть принять ли паи Жерара, или паи Берцелиуса, измененные впоследствии Либихом и Поггендорфом, а ныне принимаемые 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, бывшем 3 сентября (нов. стиля), собрание нашло невозможным в короткое время уяснить такое большое число вопросов и потому решилось остановиться только на первых двух.

Кекуле изложил сущность вопросов, составляющих предмет разноречий. После долгих прений собрание решило составить комитет, человек из тридцати, с тем чтобы они определили, в какой форме предложить вопросы на вотирование в конгрессе. Комитет, в котором из русских были Зинин, Шишков и я, собрался тотчас по окончании первого заседания. Комитет скоро пришел к убеждению, что вся сущность разноречий сосредоточивается в различии между понятием частицы и понятием атома. Как скоро признается это различие, тотчас и допускается то удвоение формулы, которое составляет предмет несогласий в практике науки. Так, например, водород, вода, серная кислота обыкновенно изображаются H, HO, причем разумеются их атомы; новая же школа пишет их Н2, Н2O2, H2S2O8, причем разумеются их частицы. Поэтому единогласно было решено — первый вопрос для вотирования в конгрессе предложить таким образом: желает ли большинство допустить различие между атомами и частицами?

При рассуждении об эквивалентах пришлось совершенно отказаться от возможности достигнуть каких-либо вполне определенных понятий. Одни под эквивалентами понимали количество тел, завещающих друг друга, без изменения основных свойств; другие считали эквивалентами наши паи, то-есть весовые отношения химически соединяющихся тел; наконец третьи находили, что последовательное проведение понятия об эквивалентах вовсе невозможно, что оно ведет непременно к разноречиям. Разноречия еще усложняются вопросом о частицах. Одни для определения частицы каждого тела хотели признать только химические признаки, то-есть реакции; другие считали нужными только физические признаки и, наконец, третьи утверждали тождество обоих начал, то-есть признавали оба пути и находили, что они ведут к одинаковым результатам».

Второе собрание конгресса (4 сентября) было посвящено опорам по поводу всех этих вопросов и закончилось оглашением вопросов, подлежащих вотированию. Содержание этих вопросов следующее:

«Предлагается принять различие понятий о частице и атоме, считая частицею количество тела, вступающее в реакцию и определяющее физические свойства, и считая атомом наименьшее количество тела, заключающееся в частицах».

«Далее — предлагается понятие об эквиваленте считать эмпирическим, не зависящим от понятий об атомах и частицах».

По предложению президента те, которые были согласны принять эти положения, подняли руку. Оказалось, что согласна большая часть собрания. Затем предложено было поднять руку тем, кто отвергает положения; поднялась было одна рука, но и та тотчас опустилась. Результат неожиданно единодушный и важный. Приняв различие атома и частицы, химики всех стран приняли начало унитарной системы; теперь было бы большою непоследовательностью, признав начало, не признать его следствий.

Однако эта непоследовательность обнаружилась уже на следующий день, о котором Менделеев рассказывает дальше:

«На следующий день конгресс собрался в последний раз. Дюма открыл заседание речью, в которой он снова старался поставить пропасть между старым и новым, искусственно уладить дело об обозначениях, предполагая в неорганической химии оставить старое обозначение, а в органической — принять новые паи. Основанием для этого служит, по его мнению, невозможность применить новые понятия к минеральным соединениям. При этом Дюма прекрасно характеризовал оба существующие направления. Одно, говорил он, представляет ясное последование за Лавуазье, Дальтоном и Берцелиусом. Исходная точка для ученых этого образа мыслей есть атом, неделимое простое тело: все прочее есть сумма атомов, величина производная от первой. Другая партия идет по пути Ампера и Жерара; она берет готовые тела и сравнивает их; она берет частицы тел, отыскивает их изменения и сличает их физические свойства. Первая партия все сделала для минеральной химии; в органической она до сих пор бессильна, потому что здесь химия еще немногое может создать из элементов. Вторая партия, несомненно, сильно двинувшая органическую химию, ничего не сделала для минеральной. «Оставим же, — говорил Дюма, — тем и другим действовать своими путями; они должны сами сойтись». А для того чтобы достичь согласия в обозначении, Дюма предлагал взять новые паи для органических тел и оставить старые для минеральных».

Достигнуть соглашения в этом вопросе на конгрессе не удалось и по сути дела предоставлялось каждому итти своей дорогой, приняв лишь общую терминологию, без чего просто трудно было бы в дальнейшем химикам понимать друг друга.

Через сто лет после Ломоносова, условившись в одинаковом понимании слов «молекула» и «атом», европейские химики сделали, конечно, в 1860 году шаг вперед к пониманию химического строения.

Но «только с 1862 года, — говорит академик Н. Д. Зелинский, — химики входят постепенно, оставляя типические и унитарные представления, в круг новых идей и начинают проникать, благодаря гению Бутлерова, «во внутреннее нечувствительных частиц строение».