Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали - Джеймс Поскетт
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Сегодня Менделеева помнят в основном как создателя периодической таблицы, в которой все химические элементы были упорядочены по атомному весу и распределены по 18 группам. В таблице оставались пустые места: Менделеев смог предсказать существование пока неизвестных химических элементов, а также их свойства. Но при этом часто забывается, что Менделеев не был чистым теоретиком. Он был практиком, убежденным в важности химии для промышленного и военного развития Российской империи. Химия есть «орудие, служащее практическим целям, – утверждал Менделеев в своем известнейшем учебнике «Основы химии» (1868–1870). – Она открывает путь к полезному использованию природных ресурсов и созданию новых веществ». Таким образом, чтобы понять вклад Менделеева в развитие современной химии, нам нужно выйти за рамки его знаменитой таблицы и вернуться в мир промышленности и войн, в котором существовала наука XIX в.{389}
Дмитрий Менделеев поднял руку, отдавая флотским артиллеристам приказ зарядить пушку. Когда он опустил руку и крикнул «Огонь!», офицер дернул спусковой шнур, и орудие выплюнуло снаряд, который разорвался на другом конце чистого поля. Менделеев был доволен: его новое изобретение работало. Так холодным апрельским утром 1893 г. прошли первые испытания «пироколлодийного пороха» – нового вида бездымного пороха, над которым ученый работал последние три года. Заняться этим его попросил не кто иной, как сам Александр III. Обеспокоенный последними военными успехами других европейских держав, российский царь обратился за помощью к Менделееву, который к тому времени сделался светилом мировой химии. Для обеспечения ученого и его коллег всем необходимым для разработки при Морском министерстве по указу царя была создана специальная Научно-техническая лаборатория, расположившаяся на небольшом острове посреди Невы в Санкт-Петербурге. Именно здесь в 1890–1893 гг. Менделеев проводил большую часть времени, используя свои глубокие познания в химии для создания новых взрывчатых веществ{390}.
Изобретение бездымного пороха было одним из важнейших военных новшеств XIX в. Обычно порох изготавливался из смеси селитры, серы и древесного угля. Но с развитием химии ученые начали искать более мощные альтернативы. Основой для нового поколения взрывчатых веществ стал впервые полученный в 1840-х гг. нитроглицерин, который смешивался с другими химическими веществами. Как известно, шведский химик и инженер Альфред Нобель (который завещал свои деньги на учреждение знаменитой Нобелевской премии) разбогател на разработке новых взрывчатых веществ, в том числе бездымного пороха баллистита{391}.
Как следует из его названия, бездымный порох производит очень мало дыма. Это очевидное преимущество в бою, особенно в морских сражениях, поскольку улучшается видимость и облегчается координация действий судов и экипажей. Еще более важное преимущество состоит в том, что бездымный порох обеспечивает гораздо более мощный взрыв. При использовании обычного пороха значительная часть топлива расходуется впустую (сгорает и превращается в дым), тогда как в случае с бездымным порохом почти все топливо преобразуется во взрывную силу. Этот мощный взрыв увеличивает дальность, точность и скорость артиллерийских снарядов, что подчас дает решающее преимущество в морском бою, особенно против металлических кораблей, которые начали строиться во второй половине XIX в. Только мощный артиллерийский снаряд мог пробить корпус современного линкора. Словом, Александр III понимал, что военно-морскому флоту России срочно требуется собственная технология бездымного пороха{392}.
Работая в Морской научно-технической лаборатории, Менделеев начал с детального изучения существующих британских и французских образцов. Он побывал во Франции и лично посетил Вулвичский арсенал в Лондоне, где познакомился с британской разновидностью бездымного пороха под названием кордит. Анализируя эти образцы, Менделеев пришел к выводу, что необходимо разработать новое соединение на основе смеси углерода, водорода, азота и кислорода. Это позволило бы ему улучшить французскую и британскую разновидности, создав порох, который был бы еще более мощным и давал бы еще меньше дыма. Особенно Менделееву пригодилось знание атомного веса различных химических элементов – это позволяло рассчитать точную пропорцию веществ, которая при воспламенении произведет максимально сильный взрыв.
К концу 1892 г. Менделееву удалось изготовить небольшую партию нового бездымного пороха. Это был «новый продукт в химическом отношении, который сильно отличался от обычного пороха и требовал фундаментального знакомства с химическим реакциями и продуктами», как написал Менделеев в своей записной книжке{393}.
На протяжении всей своей жизни Менделеев проявлял острый интерес к военному и промышленному развитию Российской империи. Иногда он работал на правительство, в других случаях – на частные компании. Он принимал активное участие и в развитии российской нефтяной отрасли. В XIX в. Российская империя в ходе войн с Персией и Османской империей захватила значительную часть Закавказья и Прикаспия, включая территорию современного Азербайджана с его богатыми нефтяными месторождениями. Российская корона немедленно объявила эти нефтеносные земли своей собственностью, а потом начала сдавать их в долгосрочную аренду частным компаниям (Бакинскому нефтяному обществу и некоторым другим). И вновь Менделеев поставил свои глубокие знания химии на службу промышленности: он разработал эффективный способ разделения сырой нефти на целый ряд коммерчески ценных нефтепродуктов, а также предложил другие полезные идеи. Позже, в 1870-х гг., Менделеева даже отправили в США для изучения опыта американских нефтяников. В то время Россия все еще импортировала бо́льшую часть необходимой ей нефти из Соединенных Штатов. Но к концу века ситуация полностью изменилась: Россия стала поставлять на мировой рынок почти 90 % всей сырой нефти{394}.
Хотя Дмитрий Менделеев, безусловно, был самым знаменитым российским ученым XIX в., он не был уникальным в своем роде. Взгляд на науку как на основу развития промышленности был типичным для его поколения. Среди тех, кто придерживался похожего подхода к изучению физических наук в тот период, была и его коллега Юлия Лермонтова. Как уже говорилось в предыдущей главе, в XIX в. женщины мало-помалу начали появляться в мире профессиональной науки. Лермонтова была представительницей нового поколения российских женщин, которая вопреки всем предрассудкам того времени получила образование в области физических наук{395}.
Лермонтова родилась в 1846 г. в Санкт-Петербурге в генеральской семье. Она с детства испытывала страсть к науке и даже устроила дома на кухне небольшую химическую лабораторию. В 20 лет, желая продолжить образование, она подала прошение о зачислении в Петровскую земледельческую и лесную академию в Москве. Это было одно из новых сельскохозяйственных и промышленных учебных заведений, основанных Александром II в 1860-х гг. Но, несмотря на начатые Александром II усилия по модернизации России, женщины по-прежнему были исключены из российской системы высшего образования. Лермонтовой открыто заявили, что места для женщин не предусмотрены, и отказали в приеме{396}.
Но Лермонтову это не остановило, и она поступила так же, как поступали в ту эпоху многие целеустремленные русские женщины: уехала учиться за границу. В 1869 г. Лермонтова начала посещать лекции в Гейдельбергском университете в Германии. Она училась у многих ведущих немецких химиков и физиков того времени, включая Роберта Бунзена, в честь которого названа горелка Бунзена. Затем Лермонтова продолжила учебу у профессора химического института Берлинского университета и в Геттингенском университете, где в 1874 г. ей была присуждена докторская степень. Жить за границей молодой женщине было нелегко. Позже она вспоминала, как в Берлине ей приходилось «жить в обшарпанной комнатушке, есть ужасную еду и дышать нездоровым воздухом». Но она была полна решимости добиться успеха и пробиться в мир прикладной химии, где тогда господствовали почти одни мужчины{397}.
По счастливому совпадению, Лермонтова училась в Германии как раз в то время, когда Менделеев оказался там в научной командировке. Они встретились в Гейдельберге, и Менделеев рассказал Лермонтовой о недавно разработанной им периодической таблице и о посвященной ей статье. Он пожаловался, что у него возникли некоторые проблемы с упорядочиванием всех элементов и, в частности, группы элементов, известных как платиновые металлы. Все эти металлы очень похожи, часто встречаются в одних и тех же рудах и обладают характерным
