Дмитрий Иванович Менделеев
Шрифт:
Оснований для иронического отношения к званию, которым обычно удостоивались молодые ученые, было больше чем достаточно. В составе действительных членов Академии наук числились такие корифеи мировой науки, как Зинин, Бутлеров, математик Чебышев, ботаник Фаминцын. Но там не было выдающихся биологов Мечникова, Сеченова, Ценковского, историка литературы Пыпина, избрание которого в академию было опротестовано и отменено графом Д. А. Толстым.
А он отослал «благодарность» – и забыл. Впору ли обращать внимание на мелкие уколы самолюбия, когда жизнь казалась вдохновенной песней и труд как бы излучал новый свет! В примечаниях к своим работам Менделеев сопроводил книгу «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании», оконченную в 1878 году, пометкой: «Книга вышла полна разного интереса (тогда я уже любил Анну Ивановну)». Какая гармония чувств скрывается за этими сдержанными словами! Страсть и творчество, сплетенные в едином могучем порыве духа.
Книга «О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании» закономерно и естественно
«Исследования, произведенные мною в 70-х годах, над законами, управляющими разреженными газами, – писал Менделеев в обращении к читателям своего труда, – заставили меня интересоваться верхними слоями атмосферы, где воздух естественным образом находится в том состоянии малой плотности, которое определяется малым давлением. Этот интерес привел меня в область метеорологии верхних слоев воздуха. А отсюда прямой переход к изучению воздухоплавания, дающего единственную возможность познать эти неизведанные края океана, омывающего сушу и воду. Мною овладело желание проверить на особо приспособленном аэростате тот закон перемены температуры с давлением разных слоев атмосферы, который я вывел… из совокупности имеющихся до сих пор наблюдений, произведенных при высоких аэростатических поднятиях, начатых в России Захаровым и выполненных потом французами и англичанами, соперничающими друг перед другом в опытном изучении верхних слоев атмосферы. И мне за облаками хотелось померяться с ними сноровкой и догадкой. Выполнение этого желания, – в приличных делу размерах, необходимых для дальнейшего успеха изучения, требовало, однако, столь больших средств, что я ими не мог располагать. Чтобы их приобрести, я издал две книги: перевод отличного сочинения Мона «Метеорология» – не было еще нигде, ни одной столь полной и современной книги – и «Материалы для суждения о спиритизме», которым тогда много занимались. Конечно, я рассчитывал на спрос этих и еще двух, прибавленных, более специальных – моих сочинений («Об упругости газов» и «О барометрическом нивелировании и высотомере») и назначил могущую оказаться выручку (от 1876 до 1880 г.) на первые расходы для осуществления моего желания. Те книги не пошли, до сих пор еще не окупились, лежат у меня. Но эта неудача не охладила моего интереса к воздухоплаванию, которое теперь привлекло меня само по себе, когда я ближе стал с ним знакомиться».
Дальше Менделеев говорил о том, что близки успехи в попытках «произвольного перемещения в воздухе в желаемом направлении, то есть управления полетом».
Он вновь и вновь подчеркивал, что «Россия приличнее для этого всех других стран. У других много берегов водяного океана. У России их мало, сравнительно с ее пространством, но зато она владеет обширнейшим, против всех других образованных стран, берегом еще свободного воздушного океана. Русским поэтому и сподручнее овладеть сим последним… с устройством доступного для всех и уютного двигательного снаряда… начнется новейшая эра в истории образованности».
Нас не поражает уверенность, с которой Менделеев говорил о наступлении воздухоплавательной эры в 1878 году, когда на попутных струях ветра не вздымались еще даже бамбуковые корзинки первых планеров. Еще не поднимался в воздух А. Ф. Можайский – русский творец самолета, опередивший на двадцать лет братьев Райт. Деятель передовой науки постоянно живет будущим. Предвидение рождается из знания. Тому, кто удивляется проницательности научного предсказания, ученый представляется либо кудесником, либо безудержным мечтателем. А между тем с научной мечты начинается проектирование. Мечтать в науке – это значит додумывать до конца все выводы, вытекающие из современного развития знания. Менделеев обладал необходимыми для этого мужеством, настойчивостью, воображением, а, главное, чувством ответственности перед своей страной и народом в большей мере, чем кто-либо из ученых в его время.
Вместе с тем он отлично сознавал, насколько велики трудности, преодоления которых потребует осуществление мечты о гордом парении механической птицы или воздушного корабля в поднебесье. Представитель высокой, крылатой науки, он не стал заниматься разработкой полуфантастических частностей взволновавшей его проблемы, как это сделал бы ученый-дилетант.
Блистательный новатор и строгий исследователь, Менделеев подавал пример скромности бойца «переднего края» науки, для которого нет в науке непочетных дел, заслуживает приложения усилий все, что двигает науку вперед. Каждая атака за пределы границы известного должна быть подготовлена кропотливым, упорным, повседневным, будничным трудом. Менделеев снова принимал его на свои могучие плечи. Заложенные им основы новых областей исследования окончательно сформировали в России Николай Егорович Жуковский и Алексей Николаевич Крылов – крупнейшие представители двух родственных отраслей знания: аэродинамики и мореплавания. Менделеев ждал их появления, он сознавал, что своей работой он прокладывает путь для других.
«Идя на войну, – писал Менделеев в предисловии к своей работе, – надо предварительно узнать и приготовить многое, чтобы успех был возможен, потому что одного порыва, доброй воли и храбрости для успеха мало, хотя без
Ход рассуждений Менделеева был таков:
Очевидно, что при движении любого тела в воздухе ему приходится преодолевать сопротивление воздуха. На это и затрачивается работа, необходимая для приведения тела в движение. Движущую же силу можно получить только в том случае, если в самом воздухе будет найден упор, подобно тому, как тело, передвигающееся в воде при помощи весел, колес или винтов, находит упор в самой воде. Этой «опорой» для отталкивания при движении в воздухе является то же самое сопротивление воздушной среды, против которой приходится бороться. Законы сопротивления среды позволяют до известных границ объединить изучение сопротивления жидкостей и газов. Изучением различных видов движения жидкостей: в широких и в узких потоках, спокойного течения и разделенного на вихри, изучением вязкости, трения в жидкостях и т. п. занимались со времен Ньютона очень широко. Менделеев ожидал, что ему понадобится лишь перенести найденные при изучении жидкостей закономерности на газы. Но он был разочарован, обнаружив полный разброд во взглядах исследователей по самым элементарным вопросам сопротивления жидкостей.
То, что для различных задач науки о движении жидкостей – гидродинамики- не удавалось находить общих решений, объяснялось их трудностью и своеобразием. Уже после смерти Менделеева, рассказывая на первом Менделеевском съезде по общей и прикладной химии в 1907 году о его гидродинамических исследованиях, крупнейший русский гидродинамик Н. Е. Жуковский подчеркивал, что даже в то время исследователь все еще не мог «без опыта сделать выбора между различными теоретически возможными течениями, которые могут образовываться около рассматриваемого тела». Эти течения могут привести к застою жидкости перед носом и кормой, могут дать струи, сходящие с тела, могут образовать вихревые кольца и т. д.
«Только прямой и твердый опыт укажет теоретику, с какой задачей гидродинамики он имел дело и в каком смысле должен он рассматривать явление».
Разочарование в несовершенствах гидродинамики Менделеев высказывал в своей книге весьма непосредственно: «Надобно было думать, что в применении к кораблестроению и кораблевождению вопрос разработан с полнотою. Оказалось, что корабли строят и до сих пор ощупью, пользуясь многоразличною практикой, а не расчетом, основанным на теории или на опытах сопротивления. В таком деле, как плавание по воде, это и возможно. Опыт веков уже велик, а ощупью, догадкою и наблюдательностью можно улучшить то, что давно существует. Не таково воздухоплавание. Опыты полета, за исключением аэростата, который до сих пор не властелин, а раб ветров, поныне были, как известно, еще мало успешны. А между тем птицы летают, аэростатом уже сумели бороться противу слабого ветра, а потому есть уверенность и в том, что когда-либо достигнут и полной победы над воздухом, станут управлять полетом. Только для этого, очевидно, необходимо точно знать сопротивление воздуха, хотя бы настолько, чтобы им воспользоваться для первых, пока грубых, попыток борьбы с атмосферою… Недостаточность опытных данных о сопротивлении среды для полного решения задачи воздухоплавания, однако, столь очевидна, что я считал невозможным умолчать о неизбежной необходимости новых точных опытов, о их цели, о необходимых приемах и средствах, для выполнения их нужных».
Кстати сказать, ряд «новых точных опытов» Менделеев поставил сам и доложил о них в декабре 1879 года в общем собрании Русского физико-химического общества. И здесь он оставался верен себе. Главная цель его выступления заключалась отнюдь не в том только, чтобы доложить результаты интересного эксперимента, одного из многих в длинном ряду исследований падения тел в жидкостях. Он, заставляя крупные шары и бисер опускаться в спирте, воде и нефти, сделал из своих наблюдений множество ценных выводов. Но вывод, которым он больше всего дорожил, – ото вывод о громадном значении и широчайшей приложимости затронутой им области знания. От кораблестроения и воздухоплавания – до физиологии, изучающей движение соков в сосудах. И здесь Менделеев выступал как пламенный инициатор и вдохновитель новых работ. «Вообще недостаток опытных исследований явлений сопротивления составляет, по мнению Менделеева, – говорит сухая протокольная запись заседания физико-химического общества, – причину недостатка теоретических сведений об этом предмете, почему он не излагался в обычных курсах механики и физики, даже в обширных, а этот недостаток препятствует успехам мореплавания и воздухоплавания, которые, равно как многие теоретические области, выиграют от решения задач сопротивления. Поэтому г. Менделеев обращает внимание физиков и химиков на опыты и измерения, касающиеся сопротивления, так как многие из них легко доступны каждому».