Система, перевернувшая науку

Первого марта исполняется сто пятьдесят лет с того дня, как Дмитрий Менделеев открыл свою знаменитую Периодическую систему химических элементов. Мы расскажем о том, как это произошло, а также о других весьма разнообразных достижениях Дмитрия Ивановича — не только в химии, но и в экономике и промышленности
Система, перевернувшая науку
Дмитрий Иванович Менделеев
Wikipedia

Если следовать популярной версии, утром 17 февраля (1 марта по новому стилю) 1869 года Дмитрий Иванович проснулся в великолепном настроении. Во время завтрака схватил вдруг подвернувшееся под руку письмо секретаря Вольного экономического общества А. И. Ходнена по поводу предстоящей командировки и записал на обороте символы хлора и калия, имевших близкие атомные веса, после чего стал набрасывать символы других элементов, отыскивая среди них сходные в этом отношении пары: фтор и натрий, бром и рубидий, йод и цезий… Потом он закрылся в своем кабинете, достал из конторки пачку визиток и на обратной стороне карточек стал писать символы элементов и их главные химические свойства. Получилась своеобразная игровая колода, из которой Менделеев час за часом выкладывал какие-то пасьянсы.

magnifier.png В течение дня, покидая кабинет только на обед и ужин, Дмитрий Иванович приходит к твердому выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомного веса, выказывают явную периодичность физических и химических свойств

Так перед ним стала вырисовываться картина будущей Периодической системы химических элементов. Еще только забрезжив в голове своего первооткрывателя, она сразу же стала вносить коррективы в существовавшую до нее систему знаний. Так, вначале Менделеев положил карточку с обозначением бериллия (атомная масса 14) рядом с карточкой алюминия (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции считая бериллий аналогом алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием. Тогда же он изменил атомную массу бериллия на 9,4, а формулу его оксида переделал из Ве2О3 в ВеО (как у оксида магния MgO). Это смело исправленное значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Точно так же он помещает теллур (127,6) перед йодом (126,9), чтобы теллур попал в один столбец с элементами аналогичной валентности (2), а йод — своей (1).

МЕНДЛВ МЕНШУТКИН.png
Николай Александрович Меншуткин — русский химик. В марте 1869 г. на заседании Русского химического общества доложил от имени Менделеева его Периодический закон — периодическую систему элементов
Wikipedia

В течение дня, покидая кабинет только на обед и ужин, Дмитрий Иванович приходит к твердому выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомного веса, выказывают явную периодичность физических и химических свойств. В тот же вечер Менделеев отправляет переписанную набело таблицу в типографию — ему нужно разослать ее многим людям. Еще через пару дней он передает написанную по этому поводу статью Николаю Меншуткину — для публикации в журнале Русского химического общества и для доклада от его имени на заседании общества, которое состоится 6 марта, когда автор будет ездить по сыроварням Тверской губернии. Меншуткин выступит, но сообщение не вызовет ажиотажа — скорее наоборот. Так, известный химик Николай Зинин недовольно выскажется в том духе, что пора бы Дмитрию Ивановичу заняться наконец настоящими химическими исследованиями.

 

Русский приоритет

В мире до сих пор обсуждается вопрос, признанный в России давно решенным, о приоритете в открытии таблицы. Но Дмитрий Иванович многого не знал о попытках его предшественников расположить химические элементы по возрастанию их атомных масс. Например, он не имел почти никакой информации о работах француза де Шанкуртуа, англичанина Ньюлендса и немца Мейера.

Немецкий врач и химик Лотар Мейер был очень близок к открытию периодического закона. Вокруг имен Мейера и Менделеева в свое время разгорелась весьма острая дискуссия: кто же из них первым открыл этот закон? В 1864 году в книге «Современные теории химии» Мейер привел таблицу, где элементы были расположены в порядке увеличения их атомной массы. Но в эту таблицу Мейер поместил всего 27 элементов, меньше половины известных в то время. Расположение остальных оставалось неясным; что делать с ними, Мейер не знал. Он даже не пояснил, что означали прочерки, и структура таблицы осталась неопределенной. Только в 1870 году, после опубликования Менделеевым периодического закона и периодической системы, появилась статья Мейера, в которой он рассмотрел общую схему размещения химических элементов.

МЕНДЛВ МЕЙЕР.png
Юлиус Лотар Мейер — немецкий химик, иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук с 1890 года
Wikipedia

Сам Мейер вначале признавал приоритет Менделеева в открытии периодического закона. Однако позднее, в 1880 году, он опубликовал статью с претензией на свое первенство. Менделеев по этому поводу заметил: «Лотар Мейер раньше меня не имел в виду периодического закона, а после меня нового ничего к нему не прибавил».

Однако честь открытия Периодической системы элементов принадлежит Менделееву не из-за приоритета публикации, действительная причина состоит в том, как Менделеев построил свою таблицу и какие сделал выводы на ее основе. Для того чтобы выполнялось требование, согласно которому в столбцах должны находиться элементы с одинаковой валентностью, Менделеев в одном или двух случаях был вынужден поместить элемент с несколько большим весом перед элементом с несколько меньшим весом… Поскольку этого оказалось недостаточно, Менделеев счел также необходимым оставить в своей таблице пустые места (пробелы). Причем наличие таких пробелов он объяснил не несовершенством таблицы, а тем, что соответствующие элементы пока еще не открыты. В усовершенствованном варианте таблицы (1871 год) существовало много пробелов, в частности, не заполнены были клетки, отвечающие аналогам бора, алюминия и кремния. Менделеев был настолько уверен в своей правоте, что пришел к заключению о существовании соответствующих этим клеткам элементов и подробно описал их свойства. Он назвал их экабор, экаалюминий и экакремний («эка» на санскрите означает «одно и то же»).

МЕНДЛВ ТАБЛ МЕЙЕРА.png
Таблица Мейера 1864 года
Wikipedia

Первое подтверждение предположений Менделеева последует в 1875 году, когда француз Поль Эмиль Лекок де Буабодран откроет новый элемент и назовет его галлием. Свойства галлия полностью совпадут с менделеевским экаалюминием. В 1879 году швед Ларс Фредерик Нильсон обнаружит скандий (экабор). В 1886 году немец Клеменс Александр Винклер предъявит миру германий (экакремний). Несмотря на то что все три химика дадут новым элементам названия, связанные с историей или географией своих стран, их открытия навсегда будут вписаны в биографию Менделеева и в историю русской науки.

По версии академика, известного историка и философа науки Бонифатия Кедрова, именно свойственное менделеевской натуре крайнее нервное напряжение вкупе с множеством неотложных дел, в частности со срывом сроков сдачи в типографию заключения к «Основам химии» (издатель был педант и на отсрочку не соглашался), стало условием открытия периодического закона. В спокойном состоянии Менделеев, возможно, не решился бы опубликовать столь нелогичную таблицу. Кедров писал, что создание таблицы элементов — смелый и основанный на интуиции акт, то есть настоящее творчество.

Сторонники менее распространенной версии рождения периодического закона полагают, что 17 февраля 1869 года можно называть датой великого открытия лишь символически, поскольку один этот день нельзя считать даже днем завершения работы над ним. Историк науки Игорь Дмитриев убедительно показывает, что методологические принципы, которые разрабатывались Менделеевым начиная с его студенческих исследований изоморфизма, были будто сразу «заточены» на поиск некоей общей системы признаков веществ. Опираясь на анализ рукописей и опубликованных работ Менделеева, Дмитриев обнаружил, что Менделеев подошел к универсальной классификации элементов, открытию ее концептуального ядра на несколько недель раньше отмечаемой всеми даты, в конце 1868-го — начале 1869 года.

Самая трудная часть работы — собственно осмысление всего массива химической информации (в то время не всегда точной) с точки зрения учения о периодичности — заняла еще год и девять месяцев. Дмитрий Иванович и сам хорошо понимал, что вся тяжесть работы впереди. В тексте, который он передал для оглашения на заседании Химического общества, сказано: «Сам вижу, что эта попытка не окончательна, но в ней, мне кажется, уже ясно выражается применимость выставляемого мною начала ко всей совокупности элементов, пай (здесь: количество. — “Стимул”) которых известен с достоверностью».

litfund.ru // В классическом труде «Основы химии» Менделеев впервые изложил неорганическую химию на основе своего периодического закона
В классическом труде «Основы химии» Менделеев впервые изложил неорганическую химию на основе своего периодического закона
litfund.ru

 

Не только химия: экономист и промышленник

Отмечая стопятидесятилетие создания Периодической системы, стоит напомнить, что Менделеева без сомнения можно назвать последним энциклопедистом. Мало кому известно, что он был не только выдающимся химиком, но и выдающимся экономистом, метрологом, инженером, наконец, выдающимся организатором науки, образования и промышленности. В его собрании сочинений из 25 томов 17 посвящены химии и семь — работам в других областях знания и практической деятельности.

magnifier.png Основу экспорта составляли поставки сырья. Рост новых предприятий тормозила технологическая неразвитость. Правительство обращалось к общественности с просьбой принять участие в разработке экономических вопросов, содействовало в организации торгово-промышленного движения

«Какой я химик, я политэконом. Что там “Основы химии”, вот “Толковый тариф” — это другое дело» — так полушутя-полусерьезно сказал однажды студентам Менделеев о двух своих фундаментальных трудах. Всего же у Дмитрия Ивановича около ста работ на экономические темы. При его жизни деятельность Менделеева-экономиста в российском обществе привлекала внимание и вызывала споры не меньше, чем его научные работы по химии в мировых научных кругах.

Первое непосредственное знакомство Менделеева с делами промышленными пришлось на годы реформ Александра II. Экономика страны тоже требовала изменений. Основу экспорта составляли поставки сырья. Рост новых предприятий тормозила технологическая неразвитость. Правительство обращалось к общественности с просьбой принять участие в разработке экономических вопросов, содействовало в организации торгово-промышленного движения.

 

Обеспечить Россию собственным керосином

Одним из зачинщиков, агитаторов привлечения ученых к делу развития промышленности был петербургский миллионер В. А. Кокорев, вложивший средства, нажитые на винных откупах, в строительство первого нефтеперегонного завода в Баку, который, однако, приносил ему порядка 200 тысяч рублей убытков в год. Нефтепромышленник разыскал 29-летнего приват-доцента Менделеева, только что издавшего свой первый учебник «Органическая химия», и уговорил его поехать в Баку изучать нефтяные промыслы с одной только просьбой: «Либо помогите устранить убытки, либо закройте завод». И вышло так, что через год предприятие дало чистый доход более чем в 200 тысяч рублей.

МЕНДЛВ КОКОРЕВ.png
Василий Александрович Кокорев — русский предприниматель и меценат
Wikipedia

В те годы Россия закупала в огромном количестве американский керосин. После присоединения Азербайджана к России правительство отдавало бакинские нефтяные колодцы на откупное содержание. Нефтяные колодцы переходили из рук в руки, нефть добывалась примитивным способом и поставлялась на продажу в сыром виде, а попытки отдельных предпринимателей наладить переработку не могли составить конкуренцию американцам.

В 1873 году в Петербурге собралась комиссия для рассмотрения вопроса о развитии нефтяного промысла. В эту комиссию Менделеев входит, будучи уже мировой знаменитостью после открытия периодического закона, и его мнение сыграло не последнюю роль в решении об отмене откупной системы нефтедобычи. На смену откупам был введен акциз на производство керосина.

Однако меры эти казались Менделееву недостаточными. Дело в том, что принятая система акцизов не стимулировала технические инновации, а напротив, тормозила их внедрение. Министр финансов Николай Бунге откомандировал Менделеева в Америку для изучения постановки и ведения нефтяного дела, мечтая, что Соединенные Штаты и Россия разделят «в будущем между собою выгоды нефтяного промысла». Именно в отсутствии поддержки со стороны государства он видел причины, «которые препятствовали нашей нефтяной промышленности, начавшейся прежде американской, занять надлежащее ей место». Отменить акцизы удалось лишь тогда, когда керосиновый кризис в США и Европе повлек за собой обрушение цен и на российском рынке. Успехи же менделеевских начинаний в нефтяной отрасли сказались в 1895 году, когда российский керосин вытеснил наконец американский.

МЕНДЛВ НЕФТЬ.png
Нефтепромыслы в Баку
cont.ws

 

Поддержать промышленность

В 1882 году готовится первый в России торгово-промышленный съезд, который мог оказать влияние на формирование экономической программы Александра III, только что вступившего на престол. Менделеев пишет: «Царь, который позаботится устроить все условия для развития заводского и фабричного дела и для сбыта русских заводских и фабричных продуктов на запад и на восток, займет еще более славное место в истории России». На съезде он выступает с программой «Об условиях развития заводского дела», обращается к правительству с требованием организации льготного кредитования промышленных начинаний и петицией о необходимости создания министерства промышленности. Удивительно, что через полтора столетия после этой записки России приходится решать те же проблемы.

magnifier.png «Я не был и не буду ни фабрикантом, ни заводчиком, ни торговцем, но я знаю, что без них, без придания им важного и существенного значения нельзя думать о прочном развитии благосостояния России»

Менделеев был активным поборником индустриализации России. В статье о Всероссийской выставке 1896 года он писал: «Там впереди… усиление мирового значения России и торжество русского гения на пути промышленного прогресса, а вместе с тем богатство и могущество русского народа».

Дмитрий Иванович считал важным поддерживать не только промышленность, но и промышленников. Как он писал, «я не был и не буду ни фабрикантом, ни заводчиком, ни торговцем, но я знаю, что без них, без придания им важного и существенного значения нельзя думать о прочном развитии благосостояния России».

На службу индустриализации России великий ученый поставил не только свой гений естествоиспытателя и изобретателя, не только выдающиеся экономические познания, но и свое перо публициста и общественный авторитет. Он неоднократно обращался с письмами по вопросам промышленного развития страны к Александру III, Николаю II, многим высокопоставленным царским сановникам, собирался издавать газету, основной целью которой считал развитие начал протекционистской политики — ей он посвятил три письма Николаю II. Письма эти были написаны в 1897, 1898 и 1901 годах по просьбе министра финансов Сергея Витте, который говорил, что он один не в силах убедить царя.

Wikipedia // В своём отчёте С. Ю. Витте Д. И. Менделеев пишет: «истинное развитие промышленности немыслимо без свободного соревнования мелких и средних заводчиков с крупными». Кушвинский завод. 1899 год
В своём отчёте С. Ю. Витте Д. И. Менделеев пишет: «истинное развитие промышленности немыслимо без свободного соревнования мелких и средних заводчиков с крупными». Кушвинский завод. 1899 год
Wikipedia

 

Тариф «Менделевский»

В 1888 году министра финансов Бунге сменил на этом посту товарищ Менделеева со времен учебы в Педагогическом институте Иван Вышнеградский. И во время встречи, на которой Менделеев хотел обсудить нефтяные вопросы, Вышнеградский предложил ему заняться разбором материалов, подготовленных для предстоящего пересмотра общего таможенного тарифа, с тем чтобы к январю 1890 года представить «соображения и заключения хотя бы по одному разряду товаров, производимых на химических заводах».

Менделеев охотно принял предложение Вышнеградского. Работа для одного человека огромная. Потребовался сбор и обработка статистических данных по многим отраслям, изучение новых материалов по сельскому хозяйству, внешней торговле…

К декабрю 1889 года Менделеев представил Вышнеградскому докладную записку «Связь частей общего таможенного тарифа. Ввоз товаров» и этим докладом, по собственному признанию, определил свою судьбу и, кроме того, привлек себе в союзники Витте, который позже сменил Вышнеградского на посту министра финансов. В 1890 году Менделеев написал дополнение к записке и участвовал в заседаниях комиссии по тарифному вопросу, где был, по замечанию государственного деятеля, ученого и предпринимателя Владимира Ковалевского, «духовной осью всей работы… по созданию промышленного протекционизма».

Императорское вольное экономическое общество, видя такое преимущество, которое на государственном уровне оказывается промышленности в обход интересов аграрного сектора, поспешило обрушиться на Менделеева с критикой. А большинство русских ученых-экономистов того времени считали «нелиберальным» или даже «антинаучным» признавать законность таможенной защиты отечественной промышленности.

 

Протекционизм

Менделеев, который сам называл себя «реалистом» в противовес «классикам», почитавшим Адама Смита, пишет в статье «Оправдание протекционизма», что он открыто выступает за «рациональный протекционизм» и признает необходимость активного воздействия государства на экономику. Подлинный протекционизм, политика государственного покровительства, по его мнению, подразумевает не только таможенное регулирование, «а всю совокупность мероприятий государства, благоприятствующих промыслам и торговле и к ним приноравливаемых, от школ до внешней политики, от дороги до банков, от законоположений до всемирных выставок, от бороньбы земли до скорости перевозки… Он обязателен и составляет общую формулу, в которой таможенные пошлины только малая часть целого».

magnifier.png Менделеев (как и Витте) испытывал глубокие симпатии к немецкому политэконому Фридриху Листу, впервые в истории экономической мысли попытавшемуся системно и последовательно отстаивать приоритеты национальной экономики вопреки парадигме британской политики господства принципа свободной торговли

Менделеев (как и Витте) испытывал глубокие симпатии к немецкому политэконому Фридриху Листу, впервые в истории экономической мысли попытавшемуся системно и последовательно отстаивать приоритеты национальной экономики вопреки парадигме британской политики господства принципа свободной торговли. Вслед за Листом Менделеев доказывал, что протекционистская политика господствует в большинстве стран. И именно этой политике, а не накоплению капитала, в особенности когда оно происходит в отрыве от труда, по его убеждению, обязаны передовым своим положением страны Запада. Раньше всех других стран этап необходимых вспомогательных мер роста промышленного производства, по его словам, преодолела как раз родина Адама Смита — Англия, и лишь затем, став мировым экономическим лидером, она очень правильно выбрала время, когда ей стало выгодно пропагандировать фритрейдерство.

Но в качестве наиболее яркого образца правильной протекционистской системы государственной политики Менделеев приводит Германию, где период естественного прироста населения, по всем данным статистики, совпадает с экономическим подъемом, обусловленным «не только расширением просвещения, но и развитием всех видов промышленности, достигнутым прежде всего сильным и настойчивым протекционизмом как всем отраслям промышленности, так и рабочему населению». Быстрота, с которой Германия достигла успехов при канцлере Бисмарке, тоже поклоннике Фридриха Листа, доказывает, по мнению Менделеева, что «прогресс страны, зависит от правительственных мероприятий…».

 

Вологодское масло: бренд на все времена

Но отдавая дань поддержке промышленности, Менделеев вел на средства Вольного экономического общества и серию сельскохозяйственных опытов.

МЕНДЛВ ghtqc.png
Обложка прейскуранта молочного хозяйства Н.В. Верещагина. 1897 год
russkiymir.ru

Двух лет хватило Менделееву для того, чтобы пройти современную ему агрономическую науку. Этого же времени было достаточно, чтобы досконально изучить все возможности и проблемы российского сельского хозяйства. Им лично или под его руководством на разных почвах были испробованы десятки минеральных и органических удобрений, реализована программа физико-химического исследования русских грунтов (в химической лаборатории Петербургского университета было тщательно проанализировано около шестисот образцов), даже предпринята попытка создания общества для организации сбыта сельхозпродуктов. «Эти мысли тогда очень занимали меня; думалось призвать к самодеятельности. Пора на то, видно, еще не пришла, если на то внимания никто не обращал…».

Особенно он увлекся масло- и сыроварением под влиянием своего друга Николая Верещагина, создателя и первого поставщика масла, которое уже в советское время получило название «Вологодское», а тогда называлось «Парижское».

Дважды Менделеев выезжал для осмотра сыроварен Верещагина в Тверскую губернию. Именно ради одной из этих поездок Менделеев отказался лично докладывать об открытии периодического закона. Эпохальный доклад по поручению автора сделал его коллега. Сам же Менделеев в те дни готовил масло, сыр и доил по очереди с Николаем Верещагиным корову по кличке Нянька. Происходило это в хозяйстве «первого русского фермера», которое оба единомышленника пропагандировали на собраниях Вольного экономического общества и в печати. Грандиозный замысел Верещагина: развитие скотоводства и подъем сельского хозяйства северных губерний и Сибири, завоевание европейских рынков для отечественных молочных продуктов — Менделеев разделял и одобрял. Ведь и он сам, как и его друг, брался за решение больших государственных вопросов.

m.rusmir.media // Д.И. Менделеев и Н.В. Верещагин в Едимонове в 1869 году. Рисунок В.И. Бландова
Д.И. Менделеев и Н.В. Верещагин в Едимонове в 1869 году. Рисунок В.И. Бландова
m.rusmir.media

 

Заветные мысли

Полемика протекционистов и фритрейдеров, одной из основных фигур в которой был Менделеев, приносила Дмитрию Ивановичу большей частью огорчения. На торгово-промышленном съезде, который состоялся в 1892 году в Нижнем Новгороде, одно из центральных мест занимал вопрос о пошлине на сельскохозяйственную технику, а в итоге все вылилось во множественные выступления, доказывающие, что Россия — аграрная страна, и потому правительство должно оказывать покровительство в первую очередь сельскому хозяйству. Политику Витте называли «менделеевщиной» и обвиняли ученого в том, что он состоит на жалованье у промышленников.

magnifier.png «Чем проще, откровеннее и сознательнее станут русские речи, тем бодрее будут наши шаги вперед, тем дольше будут длиться мирные промежутки между оборонительными войнами, нам предстоящими, тем меньше на Западе, Востоке и Юге будут кичиться перед нами и тем более выиграет наше внутреннее единство»

«Толковый тариф», написанный на основе материалов, собранных в ходе подготовки таможенного закона 1891 года, — книгу, с которой Менделеев очень спешил, потому что считал необходимым поскорее сделать имевшиеся у него сведения достоянием общественности, и в особенности предпринимателей, пришлось издавать за собственный счет. Тем не менее книга объемом 900 страниц быстро разошлась и приобрела популярность в кругу заинтересованных читателей. И, в частности, удостоилась комплиментов со стороны Фридриха Энгельса. По сути дела, только Сергей Юльевич Витте видел в Менделееве своего «до смерти верного сотрудника и друга», который «понял и постарался просветить русскую публику в вопросе о значении промышленности в России».

Последние годы жизни Дмитрий Иванович посвятил собиранию подробнейших статистических сведений о большинстве отраслей российской промышленности, ставших основой книги «К познанию России», и обобщению своих политэкономических идей в изданной только в 1995 году книге «Заветные мысли». Системно излагая свои главные общественные идеи, глубоко анализируя вопросы образования, промышленности, сельского хозяйства, внешней торговли, народонаселения, Менделеев стремится выстроить стратегию развития России на несколько столетий вперед и привлечь к осмыслению судеб страны широкий круг граждан. «Чем проще, откровеннее и сознательнее станут русские речи, тем бодрее будут наши шаги вперед, тем дольше будут длиться мирные промежутки между оборонительными войнами, нам предстоящими, тем меньше на Западе, Востоке и Юге будут кичиться перед нами и тем более выиграет наше внутреннее единство».

Еще по теме