Дмитрий Иванович Менделеев
Шрифт:
Так Периодический закон Менделеева, непрерывно вдохновлявший мысль исследователей, призывавший их к раскрытию сокровенных тайн вещества, еще и еще раз подтвердил свое значение основного, глубочайшего закона природы.
В 1920 году величина заряда ядра была измерена уже прямыми экспериментами, полностью подтвердившими ее совпадение с порядковым номером атома в системе Менделеева. Развитие этих открытий привело к важнейшим событиям в физике атома. Советские физики-теоретики Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон в 1932 году нашли физическое истолкование величины заряда ядра. Оказалось, что она определяется числом протонов в ядре. Крупнейший вклад в развитие теории атома в связи с Периодической системой был сделан советской физикой в 1942 году, когда профессор А. П. Жданов открыл явление полного распада атомного ядра на его составные части под действием космических лучей. Этим экспериментально были подтверждены представления Иваненко и Гапона, так как Жданов получил
Таким образом, дальнейшее развитие науки, проходившее под знаком Периодического закона, позволило нам понять, что древнейшая проблема, волновавшая еще алхимиков,-проблема превращения одного элемента в другой, сводится всего-навсего к изменению в ядре числа протонов-положительно заряженных элементарных частиц. Точно так же, изменяя число других крепко упакованных в ядре строительных «блоков» – нейтральных простейших частиц, называемых нейтронами, принципиально мы можем получать разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся друг от друга лишь сбоим весом – так называемые изотопы. Практически эта задача была решена, когда был найден достаточно мощный таран, которым удалось ударить в атомное ядро, разломать его или отбить от него кусочек. С открытием этой возможности родилась новая область физики, которую часто называют «ядерной химией», или «новой алхимией», потому, что она изучает различные взаимные превращения элементов, которые некогда считались «вечными» и «неизменными». И во все уравнения этой ядерной химии (одной из побочных ветвей которой является добывание внутриядерной энергии, освобождающейся при ядерных превращениях) входит решающей важности число, обозначенное в скрижалях науки еще рукой Менделеева. Это «число Менделеева» – порядковый номер элемента в периодической таблице, или, что то же, число, обозначающее величину заряда атомного ядра этого элемента. Все преобразования атомных ядер сводятся к изменению этого числа, к передвижению преобразуемых атомов из одной клетки Периодической системы в другую.
Значение Периодической системы в развитии современной науки об атоме далеко еще не исчерпано. Еще не создана полная теория происхождения и распространения элементов Периодической системы, в разработку которой большой вклад сделала школа советских геохимиков – академиков В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана.
Ученые еще не знают природы сил, связывающих тяжелые частицы (определяющие атомный вес) с зарядом атома, то есть его атомным номером. Мы являемся сейчас свидетелями нового штурма этой крепости знания, который предпринят советскими исследователями, изучающими глубины атома. Можно рассчитывать, что новый свет на эту проблему, поставленную Менделеевым еще в 1869 году, прольют выдающиеся исследования, предпринятые в СССР известными советскими физиками А. И. Алиханяном и А. И. Алихановым и приведшие к открытию варитронов – целой серии элементарных, простейших частиц, «кирпичей мироздания»- своего рода периодической системы частиц. Быть может, в мире ядерных частиц этой «периодической системе» суждено сыграть роль, в некоторой степени аналогичную той, которую сыграла первооснова этой системы в химии.
Так, крупнейшие достижения современного знания оказались следствием гениальных открытий Дмитрия Ивановича Менделеева.
XV. МЕНДЕЛЕЕВ МЕЧТАЕТ ОБ УСТРОЙСТВЕ ВЫСОТНОГО АЭРОСТАТА
Возвращение из лаборатории не занимало много времени. Несколько шагов по коридору – и Менделеев «дома». Впрочем, никакого дома не было. Была большая пустынная квартира, которую сторожила гулкая тишина. Высокие потолки терялись в вечернем сумраке. Дворник топил огромные печи. Дрова потрескивали в темноте. Где-то вдалеке, в глубине университета, еще хлопали двери. Запоздалые ассистенты, сделав последние записи в лабораторных журналах, уходили во-свояси.
В кабинете с тихим шипением зажигалась лампа, изобретенная самим хозяином. Кончился день, работа продолжалась-ей не видно было ни конца, ни края, и это должно было быть именно так. Стены не отделяли этот тихий кабинет от стремительно двигающегося вперед, борющегося мира. Здесь тоже шла борьба: и с неподатливыми формулами и с косными людьми. И это не было уходом от личных невзгод. Жить для Менделеева по- прежнему значило, прежде всего, работать и еще, конечно, любить и быть любимым. Но как раз в те годы, когда одно за другим появлялись неоспоримые подтверждения правильности Периодического закона, разлад в семье Менделеева достиг своего предела. На протяжении всего университетского года Феозва Никитична безвыездно жила в Боблове. Она появлялась в Петербурге только тогда, когда в Боблово приезжал работать и отдыхать Менделеев. Гармония семейной жизни была нарушена. А между тем ему, как никогда, нужна была собранность всех его душевных сил, потому что на горизонте сгущались темные тучи.
Он увлекался в те годы наукой о погоде – метеорологией. В этом состоял его отдых: разрабатывать самые
Он добивался высоких степеней разрежения газов, чтобы посмотреть, как будут вести себя частицы газообразных веществ, когда они предельно разобщены друг от друга и, следовательно, химические связи между ними насколько возможно ослаблены. Одновременно он мечтал о противоположном: исследовать вещество в условиях большого сжатия, когда обычные взаимодействия между молекулами искусственно усилены. Для физика-экспериментатора, – а Менделеев в этих работах выступал попрежнему как физик, – неизменно заманчивы исследования вещества на крайних пределах его обычных состояний. Его влечет к высоким тем-
пературам и по контрасту – в скованное холодом царство абсолютного нуля, он с равным интересом изучает исчезающие слабые электрические токи в пустоте и нагнетает чудовищные напряжения электрических полей. И везде находит что-нибудь новое!
К таким экспедициям в краевые области относятся и классические работы Менделеева «Об упругости газов». Отчитываясь впоследствии в этих своих работах перед Русским техническим обществом, Менделеев говорил: «Не в те части Африки стремятся путешественники, которые посещались и уже известны, а силятся проникнуть туда, где не была еще ничья нога, так и меня привлекали больше всего те области сведений об упругости газов, которых никто еще не знал или знали о них едва- едва. Неизвестных сторон много, но между ними надо было отыскать важнейшие и в то же время доступные». Он тщательно изучал границы применимости обычных законов гидростатики и уточнял их для условий глубокого вакуума. Большая, целеустремленная научная работа в новой области на каждом шагу приводит к попутным находкам. Если заранее не давать зарока оставлять их без внимания, они могут составить немалую дополнительную ношу. Менделеев умел ограничивать только свои потребности, но не свои искания. Он готов был меньше спать, меньше тратить времени на еду, безвыходно сидеть за измерениями и вычислениями, лишь бы только возможно шире охватить взором новые просторы науки, которые открывались с проникновением в необжитые области знания.
Поэтому не приходится удивляться, что сопутствующие работы всегда окружали любой его основной труд, как спутники окружают тело планеты, отрываясь от нее в момент ее образования. Менделеев не разбрасывался – он просто успевал. Оглядываясь под старость на свой жизненный путь, он сам однажды поразился разнообразию своих устремлений и продуктивности своего труда. Он записал, перебирая свой архив: «Сам удивляюсь, чего только я не делывал на своей научной жизни».
Эта запись относилась к первым номерам «Инженерного журнала» за 1876 год, где была напечатана большая статья «О барометрическом нивелировании и применении для него высотомера». Эта работа вышла отдельной книжкой и служила практическим руководством к пользованию высотомерами Менделеева, которые выпустила в продажу некая петербургская фирма. Высотомер – прибор, предназначенный для определения высоты над уровнем моря, был одним из многих боковых «выходов» исследований упругости газов. При работе над этой темой Менделееву постоянно, по нескольку раз в день, приходилось прибегать к точным определениям атмосферного давления. Пользоваться для этого ртутным барометром было утомительно. Поэтому, для сокращения времени наблюдений, он придумал такой барометр, который указывал не абсолютную величину атмосферного давления, а только изменения, которые в нем произошли с того момента, как был заперт кран прибора. Он убедился, что изобретенный им диференциальный барометр необычайно чувствителен. Он мог указывать ничтожные изменения, отличавшие давление столба воздуха между ступеньками лестницы! Это был готовый барометрический уровень, который и был вскоре применен топографами генерального штаба для быстрого изготовления карт незнакомой местности, когда не было времени для определения уровня возвышенностей оптическим путем.
От стеклянной колбы, из которой мерно постукивавшие масляные насосы медленно откачивали биллионы воздушных молекул, Менделеев переносился неугомонным воображением в космическую лабораторию, где условия для опытов в разреженном пространстве были созданы самой природой. Ведь мы живем на дне безбрежного воздушного океана. Как интересно было бы всплыть наверх – туда, где реют легкие перистые облачка, состоящие из ледяных иголок; еще выше, где уже нехватает воздуха для дыхания, где слоится тончайшая космическая пыль, отсвечивающая по ночам таинственным «зодиакальным» светом. Менделеев был не из тех, кто мог тешиться холодной игрой ума в тиши одинокого кабинета. В его мечтах фантастика всегда опиралась на реальность. Если для нее не было места в настоящем, он обращался к будущему. Пусть в будущем, но должна была жить крылатая мечта!