ГЛАВА 8
ГЛАВА 8
Мысли о научной школе. — Аудитория и лаборатория. — Полезная неудача. — Рождение «первенца». — Выговор с предупреждением.
Николай Дмитриевич придавал большое значение созданию научной школы. Когда, уже будучи академиком, он писал о Бутлерове, то в особую заслугу ставил создание им школы химиков. «Можно быть великим ученым, но не оставить после себя большой школы, которая достойно продолжала бы вести научную работу по пути, намеченному учителем».
О создании школы думал он еще в начале своего жизненного пути. В одной из своих статей Николай Дмитриевич цитировал высказывание об этом французского химика Дюма, учителя Пастера:
«Не следует думать, что положение представителя научной или художественной школы обязывает только к тому, чтобы окружить себя развитыми, трудолюбивыми учениками и благосклонно помогать им в работах практическими советами. Дела совершаются несколько иначе. Представитель лаборатории или художественной школы должен являть собою пример прилежания: всецело преданный делу, терпеливый, лично сам работающий, от него все должно исходить и им оканчиваться. Надо, чтобы ученики могли гордиться своим учителем, чтобы выдающиеся открытия, новые идеи или замечательные произведения искусства привлекали к его школе внимание ученого мира или людей с художественным вкусом. Под влиянием таких условий увлечение делом возрастает, воображение. воспламеняется, и проникнутые одним и тем же духом поколения дружно идут к завоеванию истины или прекрасного; только этой ценой создается школа, только этой ценой можно стать учителем, и притом учителем любимым, если к выдающемуся уму, внушающему доверие и уважение, присоединяется та всепобеждающая сердечная доброта, которая является неиссякаемым возбудителем любви».
Мысли Дюма нравились Зелинскому: так думал и сам он о роли научного руководителя.
Но он понимал ее глубже и шире. Впоследствии он писал:
«В течение всей своей жизни я твердо знал и стремился внушить своим ученикам, которых было у меня не мало, что в науке коллективное творчество — залог успеха. Ученый должен обладать умением создавать вокруг себя дружный творческий коллектив, заинтересовать людей одним общим делом. Успех одного человека поднимает на новую ступень творчество всех других. Важные дела можно творить только сообща. Бороться за новое нельзя, воюя в одиночку».
Создавая крепкий коллектив, вовлекая молодежь в науку, одаряя ее новыми идеями, ученый всегда внимательно следил за каждым самостоятельным шагом учеников, они всегда чувствовали его заботу, и в решающий час самые смелые их начинания получали деловую поддержку со стороны этого выдающегося организатора науки.
Аудитория, где читал Зелинский курс органической химии, всегда была полна слушателей. Он преподносил материал сжато, но в этой сжатости была красота открываемой истины, предельная ясность задачи. Даже самые трудные вопросы и доказательства в изложении Зелинского легко запоминались.
Слегка заикающийся при разговоре, Николай Дмитриевич совершенно переставал заикаться, как только начинал читать лекцию или вообще что-нибудь объяснять.
Лекции Николая Дмитриевича иллюстрировались богатым препаративным материалом и постановкой опытов. Но основной упор он делал на лабораторные работы.
При изучении химии, и особенно органической, главное место занимают не лекции, а практические занятия. «Студенту нужна не столь аудитория, сколь лаборатория», — таково было твердое убеждение Зелинского.
«Главная, наиболее ответственная и полезная часть работы совершается в лаборатории, в непосредственном общении с веществом, с материей».
«…Овладеть веществом, не бояться вещества, уметь взяться за его исследование, индивидуализируя формы простых тел природы и сложных химических соединений, — говорил своим ученикам Зелинский. — Когда-нибудь все это пригодится и пригодится, может быть, для более ценного, чем та цель, которая была поставлена перед вами ранее». Как мы увидим в дальнейшем, в его работах это было именно так. Например, скромные исследования по очистке спирта послужили основой для замечательного открытия — создания угольного противогаза, спасшего десятки тысяч жизней.
Практические занятия по аналитической и органической химии с первого дня работы были поставлены образцово. В этом много помогли Николаю Дмитриевичу перешедшие с ним из Одесского университета его ученики А. Г. Дорошевский и С. Г. Крапивин.
Качественным анализом руководил лаборант С. Г. Крапивин — «Крапивка», как звали его за глаза студенты. Небольшого роста, в очках, с рыжеватой бородкой и такими же усами, появлялся он всегда как-то незаметно, из-за шкафа, описывал «восьмерки» между столами, приглядываясь и, главное, «принюхиваясь». И сразу же определял:
— Да у вас, батенька, чем пахнет? Вы чуете — четвертая группа! Попробуйте-ка на сероводород.
Студент отправлялся в «сероводородную» и действительно открывал 4-ю группу, хотя перед этим безнадежно пробовал на все группы по очереди. А Крапивин уже «нюхал» осадок у другого неудачника и давал ему нужный совет.
Николай Дмитриевич беседовал с «качественниками» обычно к концу отработки, когда делали последний контрольный анализ на «все группы». Он давал пробы всегда сам и затем проверял результаты, Анализ был сложный, и немногим удавалось определить все входившие в пробу элементы. А бывали, вспоминал Андрей Белый, и такие случаи.
Студент ничего не может определить, приходит растерянный.
— Я, Николай Дмитриевич, ничего не нашел!
— Ничего? А что у вас в колбе?
— Вода.
— А разве вода — ничего?
Николай Дмитриевич смеется, подняв левую бровь, а обескураженный студент клянет свою недогадливость.
Начиналась «беседа», которая и была фактическим экзаменом по анализу. Получивших по анализу «зачет» на экзамене почти не спрашивали. Профессор, справившись с записной книжкой, выставлял оценку зачета. Экзамена не боялись, а вот «беседы» побаивались. И не потому, что Зелинский их строго спрашивал, а просто стыдно было как-то показать перед ним свое невежество. Николай Дмитриевич никогда не придирался, не сбивал на деталях, требовал только умения логически выводить формулу соединения, самому как бы создавать его из элементов. Органиков выучивал он этому мастерству, и потом уже всю жизнь им не страшен был лабиринт длиннейших химических формул.
В количественном анализе царил А. Г. Дорошевский, бледный брюнет с печальным красивым лицом, в аккуратной серой паре. Костюмом и. манерами он явно подражал своему учителю Зелинскому. Входил всегда тихо, говорил скупо и дельно. Очень он подходил к количественному анализу, предмету, требующему большой аккуратности, сосредоточенности, спокойствия.
В этой лаборатории было всегда тихо. Тихо сидели студенты за аналитическими весами, тщательно взвешивая крохотные осадки; тихо ходил Дорошевский, тихо давал пояснения или делал замечание как кому-нибудь студенту.
Третьей лабораторией в ведении Зелинского был органический практикум. Здесь работать было тесно, постоянно сталкивались «зелинцы» и «марковниковцы». 24 рабочих места трудно было поделить между учениками двух профессоров.
Не сразу удалось Николаю Дмитриевичу наладить научно-исследовательскую работу. Из-за тесноты помещения не было возможности выделить хотя бы два-три стола для исследований. Зелинский решительно взялся за оборудование подвала, и скоро в «преисподней», как прозвали подвал студенты, закипела жизнь.
Здесь же проводились и специальные работы студентов. Николай Дмитриевич руководил ими лично. Обилие идей и научных тем, внимательное отношение к малейшим деталям работы, помощь молодым химикам не только на словах, но и у лабораторного стола — все это делало специальные исследования студентов интересными, полноценными и привлекало к Зелинскому большое количество учеников.
На заднем дворе университета стояло старинное здание с метровой толщины стенами и широкими дверями. Здесь размещались химическая лаборатория и «инспекторская».
Шилов распахнул дверь в здание лаборатории. Еще в прихожей пахнул ему в лицо острый, неприятный запах.
Однако этот запах не мешал группе студентов тут же, в вестибюле, за деревянной стойкой, пить чай, аппетитно закусывая бутербродами с колбасой.
— Николай, — крикнул Шилову Чугаев, — присаживайся к нам!
Швейцар, хозяин этого буфета, услужливо звякнул стаканом, но Шилов отмахнулся: не до чая.
— Николай Дмитриевич дал специальное задание.
Студенты с завистью посмотрели на Шилова. Один из них даже вздохнул:
— Никак не могу дождаться очереди! Все нет рабочего места!
Чугаев встал:
— Я с тобой. У меня тоже есть задание в «преисподней».
Он заторопился и чуть не задел ногой за шипящий на полу самовар.
— Тьфу ты, Мартыныч! Подставил бы лучше свою тэ-машину под дверь субинспектору — обварил бы ноги хоть одному педелю!
Студенты одобрительно захохотали. Чугаев догнал Шилова.
Они поднялись на две ступеньки, ведущие в полукружие коридора. Сюда выходило несколько дверей: из аудитории, лаборатории «качественников» и кабинета Зелинского. Отсюда же винтовая лестница вела в подвальное помещение, святая святых, куда допускались только счастливчики, получившие право на исследовательскую работу. Шилов и Чугаев были одними из них.
Они вошли в комнату, с первого взгляда напоминающую кабинет Фауста. Здесь стояли столы с различными приборами, собранными аппаратами для перегонок и дистилляции. Подвязав, как средневековый мастер, тесьмой волосы, стеклодув раздувал светящуюся, нагретую стеклянную трубку.
Несколько ступенек увели студентов в другую комнату, с еще более резкими химическими запахами. Оба товарища в подвале были не впервые. Поэтому они не остановились у стеклодува выдуть себе колбочку, как это делают новички, и запах, который не вынес бы свежий человек, был им нипочем.
Николай Дмитриевич поручил Шилову изготовление нового химического соединения по методике, описанной Виктором Мейером. Чугаев взялся помогать товарищу. Они вдвоем успешно провели осаждение продукта из раствора, потом, отсосав и промыв полученный осадок эфиром, поставили сушить его на водяную баню. Вскоре осадок был почти сух. Чугаев посоветовал:
— Может быть, еще досушишь?
Шилов согласился. Чугаев, опуская осадок досушиваться, расплескал воду в бане.
Неожиданно раздался оглушительный взрыв. В комнате мгновенно потухли все горелки. Стоявшие вблизи стеклянные приборы разлетелись в мелкие осколки. Шилов с ужасом смотрел на результаты своего опыта, мучительно жалея, что и он не разлетелся, как стеклянная колба… Чугаев опустил голову, чувствуя свою вину.
Николай Дмитриевич вошел в лабораторию. Он был внешне совершенно спокоен и вовсе не рассержен; внимательно расспросив их о ходе опыта, объяснил, что у них в препарат, по-видимому, попала капля воды из водяной бани. Профессор сейчас же вместе с ними повторил все проделанное, нарочито повторяя их ошибку. Снова последовал взрыв.
Ошибку студента Шилова Николай Дмитриевич в дальнейшем использовал для демонстрации как интересный опыт с неустойчивыми соединениями, взрывающимися от действия воды. В опубликованной им работе Зелинский об этом писал:
«Недавно П. Неф в своей прекрасной работе «О строении солей нитропарафинов» обратил внимание на явно выраженную неустойчивость натрийнитрометана. Неф указывает, что взрыв происходит только иногда. Я же могу прибавить, что он происходит всякий раз, когда высушенный в эксикаторе препарат приходит в соприкосновение со следами воды».
Николай Дмитриевич широко развернул научно-исследовательскую работу лаборатории. В нее были включены все лаборанты, ассистенты, привлекались также наиболее способные студенты.
Работа велась по анализу и синтезу различных органических соединений.
Сейчас, когда известны многочисленные методы синтеза органических веществ, когда великолепные физические приборы дают возможность всесторонней характеристики их, работа химика намного легче. В те же годы химики еще подходили к веществу «ощупью», еще только создавались методы его изучения.
Являясь поборником физических методов изучения вещества, Николай Дмитриевич особенно старался пополнить лабораторию новыми приборами.
Ставил он своей целью и разработку новых методов синтеза, и если сейчас мы находим в любом учебнике органической химии описание способа получения различных органических веществ, то многим из них мы обязаны Н. Д. Зелинскому и его школе.
Первые научные работы лаборатории являлись, по существу, продолжением исследований, проводившихся Николаем Дмитриевичем в Одессе. Но, налаживая сложный синтез двухосновных кислот, Николай Дмитриевич неотступно думал о новом направлении, которым решил заниматься, — о нефти.
Марковников еще с 1881 года начал заниматься в лаборатории изучением нефти.
«Мне всегда было непонятно, — писал Марковников, — почему натуралисты не хотят выбрать для своих исследований такой научный вопрос, материалом для которого служила бы русская природа. Тогда мы не были бы свидетелями того, что Россия изучалась… иностранцами».
Когда Марковников начал изучение нефти, многие расценивали это как «измену чистой науке». Но Владимир Васильевич упорно продолжал свои исследования, и вскоре о них стали говорить уже как о крупном достижении.
Штудируя труды Марковникова, Вредена, Бельштейна, Менделеева, Зелинский искал свой самостоятельный путь в этой области.
Давно уже химики поняли, что нефть, эта «кровь земли», не является индивидуальным продуктом.
В. В. Марковников и В. Н. Оглоблин изучили элементарный состав нефти. Следующим шагом было выделение индивидуальных углеводородов, но это оказалось чрезвычайно сложной задачей. Ценою большого труда удалось разделить таинственную черно-коричневую смесь, мерцающую желто-зелеными бликами, на три класса углеводородов с различными свойствами.
Детальный химический анализ веществ, составлявших самую значительную часть нефти, показал, что это углеводороды, построенные в виде открытых цепей, в которых атомы углерода, связанные с водородом, образуют соединенные друг с другом звенья. В этих соединениях не было свободных связей, которые побуждали бы их стремиться присоединить к себе другие атомы, и потому они были химически инертны. Им и было дано название «парум аффинус», что значит — малодеятельный. Низкокипящие фракции парафинов использовались как горючее (бензин, керосин), следующие фракции давали горючие и смазочные масла, затем оставались уже ни на что не пригодные твердые продукты, которые являлись балластом производства. Одно время пытались использовать твердые парафины для изготовления свечей, но они не выдержали конкуренции с появившимися вскоре стеариновыми свечами. Ученые окрестили парафины «химическими мертвецами», так как все попытки заставить их вступить в химические реакции оставались тщетными.
Ф. Ф. Бельштейну и А. А. Курбатову принадлежит заслуга открытия в нефти класса углеводородов, названных Марковниковым нафтенами. Марковников провел глубокое их изучение; выяснилось, что у нафтенов углеводородные звенья связаны в замкнутые кольца (циклы), состоящие большей частью из 5 и 6 членов. Они тоже не имели свободных химических связей и были малоактивны. В основном нафтены являлись составной частью смазочных масел.
Только представители третьего класса углеводородов, содержание которых в нефти очень невелико, проявили себя как химически активные соединения. Эти углеводороды имели, как и нафтены, замкнутое циклическое строение, но они были не насыщены водородом и имели свободные химические связи. Эти соединения назвали «ароматическими» за присущий многим из них приятный запах. Они вскоре стали исходным сырьем для изготовления всевозможных химических продуктов: красок, медикаментов, взрывчатых, душистых веществ. Марковников писал о них: «Можно ли было ожидать, что, берясь за вонючую нефть, окажешься в соседстве с веществами, которые в драгоценных флаконах являются на туалетных столиках самых прихотливых красавиц?»
Итак, к концу 90-х годов считалось уже окончательно установленным, что главными составными частями нефти различных месторождений являются углеводороды трех классов: парафиновые, нафтеновые и ароматические.
Однако при выделении из этих составных частей нефти индивидуальных углеводородов большей частью получались не чистые вещества, а смеси их, разделить которые полностью не удавалось. Выяснить точно, получены ли чистые продукты или их смеси, можно было бы, если синтетически приготовить углеводороды такого же состава и строения и установить сходство их с выделенными. Это было логическим продолжением проведенных Марковниковым и другими учеными исследований, и за них-то и взялся Н. Д. Зелинский.
Итак, синтез основных представителей углеводородов нефти (эталонов для сравнения) — вот задача, которую он себе поставил.
Но как подойти к этому делу? Методы, имевшиеся до сих пор в распоряжении исследователей, приводили к смеси углеводородов.
А почему бы не попытаться в качестве основы взять не циклан, а соединения с открытой цепью и затем замкнуть ее, как делал он когда-то для получения тиофена? Это открыло бы совсем новый путь для синтеза. Мысль была смелой и понравилась Николаю Дмитриевичу.
Синтез двухосновных кислот разработан им детально в его докторской диссертации, какую же из кислот выбрать? Он остановился на пимелиновой кислоте, состоящей из пяти углеводородных звеньев, которые должны были в дальнейшем составить скелет циклической молекулы.
Вот над этой-то работой и проводил Николай Дмитриевич долгие вечерние часы. Вечерами работать было хорошо. Исчезал поток шумной, говорливой молодежи, оставались только ближайшие сотрудники, как и их руководитель, энтузиасты химического синтеза. Здесь работали молодые Шилов и Чугаев, еще студенты, но уже неоценимые помощники. Сюда приходили освободившиеся от занятий со студентами Дорошевский, Крапивин и другие лаборанты.
Шумели горелки, слышался мерный стук падающих в приемник капель перегоняемой жидкости да тихое мурлыканье напевающего что-то препаратора Степанова, непременного участника вечерних бдений. Недавно поступивший служителем, он скоро стал необходимым помощником во всех работах. Никто лучше его не мог приладить не желающую входить в колбу пробку, ловко согнуть на горелке соединительную трубку, идеально залить коллодием места соединения для герметизации. Николай Дмитриевич, сразу же оценивший Степанова, скоро перевел его в препараторы.
В один из таких вечеров родился первый искусственный углеводород, первый химически чистый нафтен.
Давно уже Николай Дмитриевич разработал тщательнейшим образом методику его синтеза, давно продумал все переходные стадии, и все же то одно, то другое «заедало», не получалось.
Наконец все было налажено. Необычайно аккуратный и «легкий на руку» Шилов закончил синтез диметилпимелиновой кислоты и получил ее кальциевую соль. Степанов подготовил реторту для сухой перегонки соли. Вскоре в приемнике уже появились первые капли промежуточного продукта. Пришел Николай Дмитриевич и сам включился в работу. Он приступил к последней реакции.
Вот, наконец, и долгожданный первенец — диметилциклогексан, необходимый эталон для исследования нефти. Вот уже спрятан он в большую, запаянную с двух сторон пробирку и покоится там, прозрачный, бесцветный, бесстрастный. Будто это не он доставил столько хлопот и труда своим изготовителям. А те стоят, удовлетворенные своей работой, счастливые созерцанием ее результатов.
Кто-то тихонько запевает. Петь в лаборатории любили, пение немало помогало работе, заставляло лучше чувствовать общую сплоченность.
Не раз уже предупреждал субинспектор Курочкин, что петь в лаборатории нельзя, и химики теперь осмеливались делать это только в вечерние часы, когда можно было не опасаться неприятного визита.
Начатую песню подхватили Шилов и Чугаев. Дорошевский подтянул своим мягким, немного грустным тенорком. Загудел на басовых нотах Степанов. Не выдержал и Николай Дмитриевич. Радостный от удачи, от благодарности к этим милым людям, не жалевшим своего времени и труда для любимого дела, запел он громко и весело, как певал в студенческую пору. Комната наполнилась дружным хором звуков. Пели «Дубинушку»:
Эх, дубинушка, ухнем!
Эх, зеленая, сама пошла, сама пошла…
Вдруг дверь открылась, и на пороге возникла сперва рыжая борода лопатою, а за ней и вся сутулая фигура субинспектора.
— Так, значит, нарушаете, — заскрипел он ржавым голосом среди сразу наступившей гробовой тишины. — Нарушаете распоряжение администрации. И в присутствии профессора… Ну, от вас, уважаемый Николай Дмитриевич, никак не ожидал!
На следующий день руководитель лаборатории профессор Зелинский получил выговор с предупреждением за допущение недозволенного пения в стенах университета.
Так была ознаменована первая победа Николая Дмитриевича и его учеников, первое их достижение в области химии нефти.