IX. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» И ЕЕ УЯЗВИМОЕ МЕСТО

IX. «ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ» И ЕЕ УЯЗВИМОЕ МЕСТО

12 февраля 1861 года Менделеев получил в городе Ковно подорожную на две лошади до Динабурга. Это была уже Россия. Все железные дороги России в то время составляли протяженность одной современной магистрали от Москвы до Севастополя.

Менделеев возвращался из дальних странствий к кафедре органической химии в университете, руководить которой он был назначен, обуреваемый новыми мыслями. Он увез со съезда химиков в Карлсруэ и могучее воодушевление и глубокую неудовлетворенность. Он был счастлив торжеством новых идей, которым был предан еще со школьной скамьи.

Русские химики на съезде оказались в первых рядах преобразователей химического знания. Этим можно гордиться.

Но Менделеева огорчало, что наряду с людьми больших порывов и смелой мысли он нашел среди признанных олимпийцев науки косных рутинеров. Он наблюдал, как игра мелких самолюбий подчас затмевала интересы знания.

Менделеев не скрывал ни от себя, ни от читателей опубликованного в газете письма со съезда, что хотя единство взглядов на основные вопросы химии как будто бы и было достигнуто, но в глубине души многие участники съезда еще колебались, многие так и не поняли до конца важности происходившего в науке перелома, многие все еще оставались равнодушны к теориям и продолжали думать, что гораздо большее значение имеет открытие новых веществ, чем объяснение сущности происходящих при этом процессов.

Поэтому Менделеев уже думал о необходимости какими-то дополнительными усилиями способствовать закреплению успеха, достигнутого в развитии химической теории. Это можно было сделать, только практически показав приложимость и плодотворность новых воззрений в какой-нибудь неиспытанной области.

Опыт – лучший судья любых теоретических взглядов! И зачем откладывать этот опыт в долгий ящик, если у студентов университета нет ни одного порядочного учебника химии?

Менделеев затащил в свою лабораторию высокую конторку (в молодости он предпочитал писать стоя) и залпом, работая и днем и ночью, как об этом рассказывал в своих воспоминаниях его ассистент Г. Г. Густавсон[20], в два месяца написал курс органической химии. Эта книжка была дозарезу нужна его слушателям. Тем лучше! Но вместе с тем это была своеобразная – менделеевская – репликав незавершенном споре. Реплика звучная, щедрая – на триста страниц убористого шрифта.

Судьба этой книги примечательна во всех отношениях.

Это был первый и единственный в то время в России вполне оригинальный курс органической химии. Он был встречен всеобщим одобрением. Новые взгляды, изложенные в нем Менделеевым, получили признание. По представлению Н. Н. Зинина книга была удостоена большой Демидовской премии Российской Академии наук. Однако второе издание этой отличной книги (1863) было в то же время и последним. Разъяснение этого странного обстоятельства приведет нас к истории соперничества и дружбы двух титанов русской химии – Менделеева и Бутлерова.

Надо хотя бы кратко пояснить, что за новое слово произнес Менделеев в своем университетском курсе органической химии.

После того, как стало ясно, что можно избежать путаницы между молекулами и атомами, и ценные советы Авогадро о способах точного взвешивания атомов оказались осуществимыми, химическая формула приобретала строгую определенность.

За каждым значком, обозначившим название элемента, становился атом со всей своей точно измеренной массой, со своими особыми свойствами, хотя еще и не выясненными до конца. Молекула складывалась из отдельных атомов, хотя, как именно это происходило, никому не было ясно.

Во всяком случае, шагом вперед было то, что химическая частица молекула, «маленькая масса» химического соединения, рассматривалась как нечтоцельное. В целом она сравнивалась с другими мо лекулами, в целом входила в какую-то систему науки. Она, так же как и атом, служила своеобразной единицей меры химического соединения. От французского слова unit? – единица – и происходило незнакомое современному читателю название новой «унитарной» химии молекул, которое Менделеев употребил в своем письме к Воскресенскому.

Унитарная система устанавливала известный порядок в довольно бесформенной массе разнородных фактических данных, собранных к тому времени, позволяла несколько ориентироваться среди хаотического нагромождения разнообразнейших веществ с различными свойствами. Вооруженный представлением о молекуле, исследователь стал искать и находить прочные, устойчивые молекулы, которые оставались неизменными при многих химических превращениях. Они присоединяли к себе новые части, теряли их, приобретали другие, но сами не утрачивали своей химической индивидуальности. Вокруг таких «типовых» молекул группировались сходные с ними, образуя как бы галлерею химических «типов».

Но классификаторы «типов» молекул останавливались в смущении перед обширным классом веществ, называвшихся «органическими».

Прежде всего это были вещества, встречающиеся в организмах. Из таких, встречающихся в природе, тел научились при помощи сухой перегонки (прокаливания в замкнутом сосуде с отводной трубкой), действуя на них азотной кислотой и т. д., получать более простые вещества. Иногда они были настолько просты, что их причисляли на этом основании к неорганической химии. Но так как исход ным материалом для них всегда служили вещества, встречающиеся в природе, считалось, что в области органических тел химик способен только упрощать. «Никогда, быть может, между двумя отделами одной и той же науки не существовало такой пропасти, как в то Бремя между неорганической и органической химией, – рассказывал впоследствии об этом периоде К. А. Тимирязев, – они говорили на двух разных языках, изображали одно и то же различными формулами. Так что студент, основательно знающий неорганическую химию, попав случайно в аудиторию органической химии, мог не признать на доске самых хорошо известных тел».

Главную прелесть поставленной перед собой задачи Менделеев видел именно в том, чтобы не только описывать известные химические молекулы, но и показывать, как они получаются, как ведут себя в тех или других случаях и каким предельным изменениям могут быть подвергнуты.

Это была химия молекул в действии. Менделеев уводил читателя из музея веществ в лабораторию и вместе с ним прослеживал сложнейшие родственные связи разных веществ. Сам он писал об этой задаче своего курса «Органической химии» так:

«В прежнее время одной почти растворимостью руководствовались для отделения органических составных веществ. Смесь их обрабатывали водой, спиртом, эфиром и так разделяли на отдельные вещества, из которых потом делали целые отделы или группы. Так, был отдел жиров – нелетучих тел, нерастворимых в воде, мало растворимых в спирте и смешивавшихся во всех пропорциях с эфиром;

отдел летучих масел… и т. д. Эти группы впоследствии или раздробились, или вовсе уничтожились, потому что основанием для естественной химической системы должна быть их взаимная связь по происхождению и химическому характеру, а не одно или два физических свойства…[21] Самые естественные группы органических соединений… представляют только последовательность в изменении свойств с изменением веса частиц. Оттого в одном… ряду встретим легколетучие тела вместе (но не рядом) с телами, не улетучивающимися без разложения, растворимые с нерастворимыми и т. д.».

Здесь, в курсе «Органической химии», уже отчетливо проявлялось стремление Менделеева использовать сведения об относительном весе атомов и молекул и способности отдельных элементов присоединять к себе строго определенное количество атомов (которую Менделеев называл «атомность», а современная наука – валентностью) «как для сравнения и систематического описания, так и для изучения реакции тел». И в этом мы также находим элементы подготовки к тем знаменательным обобщениям связи атомов по их свойствам, широкие выводы из которых в веках прославили имя Менделеева.

«Органическая химия» Менделеева имела еще одну важную особенность. Автор книги, со всем своим пылом, обрушился на искателей особой, исключительной «жизненной силы», которой будто бы были обязаны своим появлением сложнейшие органические вещества. Когда исследователи того времени говорили о «жизненной силе», они имели в виду не своеобразие, не особое качество тех сложнейших процессов, связанных с проявлениями жизни, которое не может не признать материалист. В их глазах «жизненная сила» была некоей непознаваемой субстанцией, чем-то вроде божества или провидения, сообщавшего явлениям жизни их принципиальную неповторимость и невоспроизводимость в условиях лаборатории.

Ссылки на таинственную и непостижимую «жизненную силу» всегда служили утешением неудачникам знания. К их числу никак нельзя, конечно, целиком причислить Берцелиуса, заслуги которого перед химией велики. Но когда в преклонные годы он с упорством отчаяния отстаивал свою любимую теорию «дуализма», двойственности химических соединений, разделяемых на электрополярные части, и когда, в только еще нарождавшейся органической химии, эта теория сразу проявила свою полную неприложимость, он не нашел мужества сказать: «тем хуже для теории». Он отдал свою теорию под защиту фантома и объявил, что открытые им законы теряют власть в сфере влияния таинственной «жизненной силы». Приверженцы идеалистического учения о «жизненной силе» видели в ней особое духовное начало, пребывающее в живом организме, и только в нем. Благодаря этому началу, – ошибочно полагали они, – в живых организмах происходит синтез органических веществ из неорганических. Так как вне живого организма «жизненной силы» быть не может, – утверждали идеалисты, – то органические вещества не могут быть синтезированы в искусственных условиях (за пределами живого организма). Берцелиус предпочел, во имя сохранения ложной теории, отказаться от познания реальной действительности. Даже любимец юного Менделеева, реформатор химии Жерар, и тот допускал решающее участие «жизненной силы» в формировании органического вещества и не верил в возможность искусственного органического синтеза.

Уже было известно много веществ, которые в лаборатории, искусственным путем, из элементов неживой природы, из обычных атомов составляли сложные частицы органических веществ – мочевины и др. Но «жизненная сила» находилась под особым покровительством философов правившего в России лагеря, так же как человек прославлялся ими как центр мира. Для того чтобы найти источники действительно мощного влияния, которое испытывал на себе Менделеев в гейдельбергский период, нужно вспомнить бунтарские работы его друга Сеченова, утверждавшего, что человек – это лишь «определенная единица в ряду явлений, представляемых нашей планетой и вся его даже духовная жизнь… есть явление земное». По учению церкви, поддержанному всей силой государственного авторитета, душа существовала отдельно от тела, дух и материя подчинялись разным законам. Но для Сеченова «обособление духовного человека от всего материального» – это был «самообман, упорно поддерживающийся в людях яркой характерностью самоощущений».

В то время как Сеченов писал в своей гейдельбергской диссертации, что «физиолог – это физико-химик, имеющий дело с явлениями животных организмов», Менделеев, в свою очередь, пояснил в своем курсе «Органической химии», что новая химия занимается не только описанием и сравнением форм и свойств химических веществ, но, главным образом, изучает реакции тел, то есть химические изменения, происходящие при их взаимодействии, и на этом основании называл излагаемую науку «физиологией и анатомией мертвых тел». Сеченов учил, как он об этом писал впоследствии, что «вся тайна животной жизни, поскольку она выражается деятельностями, движениями, заключается в непрерывных химических превращениях веществ, входящих в состав животного тела». И еще более определенно: «Жизненные химические процессы в животном теле подчинены общим основным законам химических превращений веществ».

А Менделеев, в своей «Органической химии», рассказывал о только что зародившейся химии жизни-биологической химии, или, как ее сейчас называют, биохимии, и начинал этот рассказ с вызывающего, хотя и более сдержанного, чем у Сеченова, утверждения:

«Каждое жизненное явление не есть следствие какой-то особой силы, каких-то особых причин, а совершается по общим законам природы». Не отрицая своеобразия явлений жизни в целом, Менделеев писал, что «ни один жизненный процесс, отдельно взятый, не есть следствие особенных сил».

Это уже была перекличка единомышленников!

Но у замечательной книги Менделеева была своя «ахиллесова пята». Она указывала на незавершенность теории, которой пользовался Менделеев, составляя свой курс. Если бы Менделеев был по специальности химиком-органиком, если бы основные его интересы были сосредоточены в области этих изменчивых, подвижных соединений углерода, можно не сомневаться, что он не только оценил бы по достоинству первостепенную важность признаков неполноты теории, которой он руководствовался, но и сделал бы отсюда практические выводы для своей работы.

Но для него органическая химия не была родной областью. Экспедицию сюда он предпринял только в качестве глашатая и проповедника новых «молекулярных» представлений.

Поэтому, натолкнувшись в своем изложении на необъяснимую загадку природы, он не накинулся на нее по своему обыкновению, чтобы поскорее ее разоблачить, а ограничился только тем, что подробно ее описал.

Необъяснимым еще, на том уровне развития химической теории, которого достигла наука ко времени составления Менделеевым своего курса, оставался факт существования большого количества веществ, совершенно сходных по своему химическому составу и в то же время имевших особенности, резко их отличавшие. Так, например, существовала «правая» и «левая» винная или виноградная кислота. На объяснении таких странных характеристик кислоты, как «правая» и «левая», необходимо несколько задержаться.

Винная кислота – это бесцветное твердое тело, без запаха. Кристаллы ее имеют вид призмочек с клиновидными гранями. Это очень полезное вещество: оно употребляется для протравки нитей при крашении, для получения белых и розовых узоров по красному фону в ситценабивном производстве, оно заменяет лимонную кислоту при изготовлении лимонадов.

Молекула винной кислоты состоит из четырех атомов углерода, шести атомов водорода и шести атомов кислорода. Соответственно, ее формула пишется так: C4H6O6. Заменяя в этой молекуле водород металлами, можно получать различные соли. Например, из нее изготовляется сегнетова соль, кристаллы которой известны сейчас каждому радиолюбителю как незаменимый материал для изготовления пьезоэлектрических адаптеров и громкоговорителей (во времена Менделеева она употреблялась только в медицине). Другая соль винной кислоты, называемая винным камнем, используется в гальванотехнике и т. д. Винная кислота легко растворяется в воде.

Изучение водных растворов этой кислоты и привело к открытию существования двух химически неразличимых кислот-близнецов. Через прозрачную ванночку с раствором кислоты пропускается луч поляризованного, то есть особым образом препарированного, света.

Обычное световое излучение образуется световыми волнами, колебания которых происходят в самых разнообразных направлениях. В потоке обычного света попадаются волны, колеблющиеся вверх и вниз, вправо и влево, во всех возможных плоскостях. Это можно очень ясно представить себе, если сделать из веревки, прикрепленной одним концом к неподвижному предмету, модель волнового движения и встряхивать эту веревку так, чтобы по ней побежали волны. Эти волны могут возникать не только в вертикальной плоскости, но и в любой другой плоскости, под любым углом к вертикали.

Существует способ «фильтрации» световых волн, отбора таких, которые колеблются только в одной плоскости. Таким световым фильтром – поляризатором – служат некоторые, естественно приспособленные для этого сложные кристаллические атомные «решетки». Например, способностью «поляризовать» пропускаемый через них свет обладают кристаллы полудрагоценного камня турмалина. Имея два таких кристалла, можно поставить красивый опыт. Пучок света, поляризованного одним таким кристаллом, то есть состоящего из волн, колеблющихся только в одной плоскости, пропускают через второй такой же кристалл. Если он будет расположен в точности подобно первому, скажем, в вертикальной плоскости, то свет, поляризованный первым кристаллом, будет свободно проходить сквозь него.

Если начать теперь поворачивать второй кристалл, то он уже не сможет пропускать лучей, колеблющихся в вертикальной плоскости. Он потеряет прозрачность для этих световых волн. Продолжая смотреть сквозь него на прежний источник поляризованного света, мы не увидим ничего, свет погаснет.

Итак, опыт с винной кислотой состоял в том, что сквозь раствор этой кислоты пропускался поляризованный одним из кристаллов свет. Пучок поляризованных лучей, прошедших сквозь раствор, улавливался другим кристаллом. И вот с помощью этого второго кристалла удалось установить, что раствор винной кислоты поворачивает плоскость поляризации светового пучка, причем в одних случаях вправо, а

в других – влево. Состав исследуемого вещества оставался неизменным; он описывался одной и той же формулой – С4Н6O6. И вместе с этим опыт ясно показывал, что под этой формулой скрывались два каких-то, отличающихся между собой, вещества. Это явление было названо изомерией (от двух греческих слов: «isos» – равный и «meros» – частица), а подобные молекулы – изомерными. Изомеров было известно много. Менделеев описывал их с большим вкусом и заканчивал это описание так, как подобало настоящему искателю:

«Все эти явления, – писал он, имея в виду явления изомерии, – составляют один из самых интересных предметов химии, потому что не подчиняются до сих пор никаким теоретическим соображениям».

Это надо было понимать так, что здесь, где обозначалось противоречие между теорией и фактами, – именно здесь под заступом пионера должен был забить живой ключ-источник открытий. Менделеев еще не подозревал, что теоретические соображения, которым должна была «подчиниться» изомерия, уже выведены, что опыты, на которых эти соображения основаны, будут отнесены к наиболее блестящим в истории химии и что сила теоретических соображений, сорвавших уже покров загадочности с явлений изомерии, настолько велика, что они откроют новую эпоху в науке. И что, наконец, именно поэтому прекрасный учебник «Органической химии», только что им написанный, выдержит всего два издания: так быстро устареют некоторые его положения…

Покончив с «Органической химией» и таким образом по-своему подведя итоги съезда в Карлсруэ, Менделеев с увлечением окунулся в преподавание и в новые, захлестнувшие его дела.

Подписчикам рассылалась мартовская книжка журнала «Современник» за 1861 год, высказывавшая мысли, которые Менделеев, как мы уже знаем, полностью разделял.

«Мы ценим ученость, – писал журнал в безыменном обращении к читателю, – и глубоко уважаем людей, посвятивших себя науке, но думаем, что истинная ученость, cамая глубокая, может привести человека к тому убеждению, что единственно прочное благо на земле – тем или другим способом служить человечеству, что… ученые, занимающиеся постройкой великолепных систем и забывающие при этом о деятельности на пользу своих меньших братий, представляют собою безжизненных Вагнеров[22], бесплодно тратящих время на штопанье дырок всего мироздания.

Уж слишком отрывочна жизнь и вселенная,

К профессору немцу пойду непременно я,

Верно, ее не оставит он так:

Системы придумает, даст им названия… Шлафрок надевши и старый колпак,

Он штопает дырки всего мироздания.

Итак, читатель, побольше и побольше любви к человечеству, особенно к тому, которое мы привыкли считать за двуногих, не имеющих с нами ничего общего. В этом состоит венец истинного знания и истинной мудрости…»

Ближайшим выражением любви Менделеева к народу в духе облеченных в шутливую форму, но по существу глубоко серьезных призывов «Современника» явилось то, что он взвалил на себя новый груз обязанностей, которые принял от умиравшего от чахотки руководителя кафедры технологии в Петербургском университете, талантливого ученика Воскресенского, профессора Михаила Васильевича Скобликова. Этот груз состоял не только в чтении лекций, но и в редактировании задуманного Скобликовым обширного курса общей технологии. В основу его Скобликов положил немецкое руководство.

В 1862 году вышел в свет первый выпуск «Технологии», посвященный производству муки, хлеба и крахмала. От первоисточника там осталось только название.

Курс был написан заново, с примерами из русской действительности. Издатели в предисловии извещали, что «в настоящее время общее заведывание переводом и дополнениями технологии… принял на себя доцент С.-Петербургского университета Д. И. Менделеев. По его предложению первоначально мы издаем те отделы, которые имеют наибольшее практическое значение в России, а именно, отделы, касающиеся разработки сельско-хозяйственных продуктов».

В глазах Менделеева преподавание, составление теоретического курса, переделка прикладного руководства для практиков не были разными делами.

Он явно не принадлежал к числу «безжизненных Вагнеров» и никогда не делил науку на высшую – «чистую», «теоретическую», и второсортную – «прикладную». Он знал лишь науку и ее приложения.

В редкие свободные вечера – много ли их могло остаться от подготовки к лекциям, от лабораторных занятий, от редактуры!-он устремлялся в единственный близкий ему в Петербурге дом. С окончанием срока ссылки мужа в столицу переехала сестра Ольга, которая была замужем за декабристом Басаргиным. Здесь, словно ненароком, Менделеев встречался с вдохновительницей своих швейцарских посланий, уже окончившей институт Феозвой Никитичной Лещевой. Ольга Ивановна считала, что брату не пристало ходить в неприкаянных холостяках, и она делала все, чтобы ускорить налаживание давно облюбованного ею союза. Дмитрий Иванович тем охотнее позволял собою руководить в этом щекотливом предприятии, что не доверял показаниям собственных чувств. Когда Феозва была где- то вдали, он мечтал о ней с нежностью и страстью. Но стоило молодым людям хоть немного побыть наедине, как между ними проскальзывал пронизывающий холодок отчуждения.

Во всем он винил себя. Он не владел искусством непринужденного общения с людьми. Для этого нужно было, вероятно, обладать большим душевным досугом, уметь легко отрешаться от тягот повседневности. А он, куда бы ни попадал, всюду оседал и располагался со всем своим тяжеловесным скарбом неизбывных забот. Мысли его никогда не могли полностью оторваться от очередного неоконченного дела, от задуманного опыта. А дела никогда не кончались, планы набегали друг на друга, как льдины в ледостав.

Он осторожно пытался посвящать Феозву в свои заветные мысли. Она выслушивала его с такой бездумно-вежливой внимательностью, что он задыхался и умолкал, а она принималась за свое вышивание. Ему казалось, что он читает в ее взгляде молчаливый укор. Он не знал, к чему его отнести, и не знал, как о таких вещах спрашивать. Были ли ей непонятны его думы или неинтересны его занятия? В действительности дело обстояло гораздо хуже. Она не допускала и мысли, что это и есть главное содержание его жизни, вот это самое, что он так неудачно пробовал перед ней раскрывать.

Если бы он успел ей досказать, что мучительную, невыгодную, оплачивавшуюся грошами работу по созданию новой «Технологии» он предпринял потому, что, по его мнению, это нужно было для пробуждения в России промышленности, она только широко и недоуменно открыла бы свои красивые карие глаза. Люди почему-то считают себя обязанными окутывать самые простые вещи целыми облаками пустых слов. В ее прекрасных глазах действительно мелькала тень досады: он никогда не хотел ради нее отказаться от множества ненужных слов, которыми сопровождал и свои удачные и свои неудачные поступки. Она не могла уловить в его словах то, что должно было касаться только их одних, их будущей семьи, – ведь недаром же он тянется к ней, делит с ней ее долгие часы досуга. Все люди, как она думала, во имя своего главного, по ее мнению, жизненного дела – устройства семьи, воспитания детенышей-наследников – вынуждены носить какую-то личину, которую они считают для себя наиболее удобной и право на которую окружающие за ними признают. Один принимает для этого обличье

чиновника, другой – адвоката, третий с профессорской кафедры распространяет скуку познания среди нового поколения. Ее всегда тяготили занятия в институте острым ощущением своей никчемности. Учителя отбывали ежедневную тоскливую обязанность. Они задавали уроки «от сих до сих» и требовали, чтобы она запоминала имена давно почивших в бозе императоров, произносила названия никому не нужных рек, извивавшихся на карте, как расщепившиеся шелковинки, пуговок – городов, формул, которые ей-то наверняка, а может быть и никому, не понадобятся. Во всяком случае, учитель не мог об этом сказать ничего определенного…

Ольга Ивановна находила, что ее замысел развивается успешно. Помолвка произошла. Менделеев виделся с Феозвой Никитичной чаще, чем раньше. И он никак не мог понять, чем завтрашний день должен отличаться от сегодняшнего, откуда ждать той полноты радости, которую должно было бы обещать начало совместной жизни с любимым человеком.

Он написал Ольге отчаянное письмо – она уезжала по каким-то хлопотам в Москву. Он выносил на ее суд все свои сомнения и тревоги. Сестра ответила ему, что жизнью нужно управлять рассудком, а не плыть по течению чувств. Письмо начиналось с увещеваний, а кончилось упреком: «Вспомни еще, что великий Гёте сказал: «нет больше греха, как обмануть девушку». Ты помолвлен, объявлен женихом, в каком положении будет она, если ты теперь откажешься?»

Менделеев сдался. За исключением того, что они оставались и во время помолвки безнадежно чужими друг другу, у него не было никаких возражений против предстоящего брака.

Свадьба состоялась в 1862 году, и молодые отправились в свадебное путешествие.

Подробности первых лет семейной жизни Менделеева не вполне ясны. Известно только, что Феозва Никитична на третий год замужества пережила две радости: вскоре после рождения сына, названного Владимиром, Дмитрий Иванович объявил, что его приятель, профессор технологического института Ильин предложил ему разделить с ним покупку у разорившегося князя Дадиани маленького именья Боблово около Клина и что он принял это предложение. Если бы Феозва Никитична меньше надежд связывала с этим последним событием, горечь разочарования, которую ей пришлось испытать, была бы менее острой…