Вселенная Менделеева. 170 лет со дня рождения ученого [ Редагувати ]

Исполнилось 170 лет великому русскому ученому, создателю Периодической системы элементов Дмитрию Ивановичу Менделееву. В сознании русского человека он стоит вторым - Ломоносов, Менделеев, Павлов, Курчатов, Королев. На самом деле Менделеева надо записывать отдельной строкой, он ни в каком ряду, его научный подвиг не имеет аналога.

Русскому человеку несвойственно размениваться на мелочи. В чем уж тут дело - огромные ли пространства, зима ли по полгода, или отсутствие дорог, но именно в России граждане предпочитали замахиваться сразу на основы мироздания. Казалось бы, калужскому учителю лучше было бы усовершенствовать слуховой аппарат, крайне ему необходимый, - так нет, Циолковский занялся межпланетными путешествиями и заселением других планет. Прекрасный геохимик Вернадский - нет чтобы и дальше камешки изучать - придумал какой-то разумный слой на планете Земля, ноосферу. Буквально все события на Земле Чижевский объяснил влиянием Солнца. Не хочется русским копаться в мелочах, это пусть немец делает. А там принято создавать всеобъемлющие - и чаще всего нелепые - теории при минимуме экспериментальных данных.

Но чудеса иногда случаются, попался бы только подходящий гений. Вот таким был Дмитрий Иванович Менделеев, создавший свою великую Периодическую систему. Об этом не принято говорить, но совершенно ясно, что построить ее на основании имевшихся данных было просто невозможно.

Посмотрим на нарисованную самим автором открытия рукописную табличку. К тому времени было известно всего чуть более 60 элементов с их атомными весами (сейчас почти вдвое больше). Идея расположить элементы по порядку возрастания их атомных весов совершенно естественна и банальна.

Несколько сложнее было заметить периодические закономерности в этом ряду, но и здесь было немало сделано до Менделеева. Уже существовало "правило октетов" (химические свойства каждого восьмого элемента очень близки), "правило триад" (в каждой тройке близких по свойствам элементов средний элемент обладает и средним атомным весом). Однако никому из исследователей не удавалось, пусть даже с использованием этих закономерностей, построить систему для всех известных элементов. Объяснялось это тем, что и свойства многих элементов были неизвестны или определены неверно, и атомные веса ряда элементов были измерены неправильно.

Несмотря на свое еще юношеское преклонение перед Ньютоном, автор Периодической системы был великим химиком, а не физиком. Поэтому за основу своей системы он взял химические свойства элементов, решив расположить химически похожие элементы друг под другом, но соблюдая принцип возрастания атомных весов. Ничего не выходит! Бериллий нарушает всю картину уже в первой строчке будущей таблицы - углерод оказывается аналогом алюминия, а немного дальше таким аналогом оказывается и титан. И то и другое с точки зрения химических свойств элементов является совершеннейшим нонсенсом. Вот тут бы и прекратить поиски периодичности - и некоторые крупнейшие ученые того времени так и поступили.

Говорят, что Периодическая таблица приснилась Менделееву во сне. Может быть, и так. Во всяком случае, способ преодоления получившейся несуразности вряд ли лежит в области логики, может быть, здесь не обошлось без модного ныне "сверхчувственного откровения". Менделеев просто взял и изменил атомный вес бериллия, а между кальцием и титаном поставил пустую карточку, предсказав таким образом элемент скандий.

Самое поразительное, что поступил он так не с двумя элементами, а чуть ли не с третьей частью всех тогда известных! Например, он присвоил урану атомный вес 240 вместо принятого 60 (увеличил в четыре раза!), переставил местами кобальт и никель, теллур и йод. Опубликовав в 1869 году первый вариант своей таблицы, он предсказал сразу три элемента, изменил атомные веса у десятка элементов и при этом открыл закон, что "свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса". Да ничего подобного! От тех атомных весов ничего не зависело. Великий химик лукавил - он-то наверняка уже догадался, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от... того номера в своей таблице, который он им присвоит! Это он, Менделеев, приказал элементам построиться в придуманный им ряд, и Природа послушно смирилась.

Как такое может быть - неизвестно. А как поэт Андрей Белый за 34 года до Хиросимы написал строки:
Мир рвался в опытах
Кюри Атомной лопнувшею бомбой...

История науки знает не так много предсказаний уровня Таблицы. Можно вспомнить разве что Леонардо. Кстати, Менделеев близок к да Винчи еще и по универсальности таланта - чем он только не занимался, причем успешно!

Великий акт творения Менделеева стал подлинно научной теорией только когда были открыты и скандий, занявший ту пустую карточку, и экаалюминий (галлий), и экасилиций (германий), и благородные газы, и среди них аргон, прекрасно вставший в таблице до калия, хотя его атомный вес больше! Еще позже физик Мозли объяснил, что номер в таблице есть заряд ядра атома и что на самом деле свойства элементов стоят в периодической зависимости от заряда ядра, равного номеру в Периодической таблице.

Есть такая теория, что мир не только непознаваем, но и зависит от того, кто познает - исследователь неизбежно влияет на результат эксперимента. Градусник, помещенный в кипяток для измерения его температуры, на тысячную долю градуса сам охлаждает воду. И потому есть множество одновременно существующих Вселенных с различающимися свойствами. Так вот, наша Вселенная, состоящая сейчас примерно из 114 элементов, устроена Дмитрием Ивановичем Менделеевым.

Он был четырнадцатым ребенком в семье директора Тобольской гимназии, он сам работал учителем в Крыму и в Одессе после окончания Петербургского педагогического университета, а потом и вузовским преподавателем химии в Петербургском университете.

Он прожил 73 года, написал почти 500 статей по химии, физико-химии, технике, физике, экономике, геодезии. Организовал Палату мер и весов и стал ее первым директором, был профессором университета и действительным статским советником (то есть генералом), ушел из университета в знак протеста против сужения университетской автономии, был избран членом 90 иностранных академий наук и забаллотирован при выборах в русскую. Академики сочли его труды недостаточно фундаментальными, слишком близкими к практическим нуждам.

В качестве хобби Дмитрий Иванович делал чемоданы и сам себе шил одежду, считая готовую неудобной. В энциклопедии Брокгауза и Ефрона он написал статьи не только о винокурении, но и о варениках. Самым вредным человеческим качеством считал скромность, умело выбивал деньги из правительства для своей лаборатории и наблюдал солнечное затмение с воздушного шара. Он придумал теорию неорганического происхождения нефти и гидридов металлов - после почти столетнего пренебрежения к ней сейчас возвращаются геологи и химики. Периодическую систему он создал в 35 лет.

На один из юбилеев Дмитрию Ивановичу подарили драгоценные, изготовленные из чистого алюминия химические весы - электрохимический способ получения этого дешевого металла был тогда неизвестен, хотя в работах Менделеева есть указание и на эту технологию. Американские физики синтезировали 101-й элемент таблицы и назвали его менделевием, на Земле есть минерал имени Менделеева, вулкан и подводный горный хребет Менделеева, а на обратной стороне Луны - кратер Менделеева.

Анекдоты рассказывают только про великих

Сложилась целая серия анекдотов про Дмитрия Ивановича Менделеева. Какие-то истории действительно происходили, а какие-то явно придуманы. Например, есть история про посещение лаборатории Менделеева одним из великих князей. Знаменитый химик, дабы указать на бедственное положение лаборатории и выбить деньжат для исследований, велел завалить коридор, по которому должен был идти князь, всякой рухлядью и досками от забора. Проникшийся князь какие-то средства отпустил.

Другая, ставшая классической, история связана с хобби Менделеева - изготовлением чемоданов. Однажды извозчик с седоком в пролетке вдруг приподнялся с места, поклонился и приподнял шапку перед каким-то прохожим. Удивленный седок спросил: "Кто это?" - "О! - ответил извозчик. - Это известный чемоданных дел мастер Менделеев!" Надо отметить, что все это происходило, когда Дмитрий Иванович был уже всемирно признанным великим ученым.

А однажды в практически аналогичных обстоятельствах извозчик уважительно сообщил седоку, что это химик Менделеев. "Почему же его не арестовывают?" - удивился седок. Дело в том, что в те годы слово "химик" было синонимом слова "жулик".

Авторитет ученого позволяет снять напряжение в системе

В начале ХХ века 40-градусную водку довольно долго называли "менделеевкой" в отличие от "хлебного вина" произвольной градусности. Почему мы так охотно сохраняем миф о водочном авторстве великого химика? На этот вопрос отвечает доктор философии, доктор психологических наук, вице-президент Международного университета развития образования, науки и общества Сергей Ковалев.

"В архетипе (то есть наиболее древних основах психологического типа) россиян лежит убежденность в том, что если ученый человек не придумал ничего практически применимого, всем понятного, то он не совсем ученый. Что такое Периодическая таблица Менделеева, не все помнят. Про то, что он "изобрел" водку, знает каждый".

Вторая причина - в глубине души каждый человек знает, что пить водку - плохо. Но, тем не менее, употребляет. Возникает явное противоречие, примирить которое невозможно. Чтобы сохранить внутреннее равновесие, необходимо ввести третью сторону. В данном случае возникает авторитет ученого. Да, вредно, но можно, потому что сам великий химик придумал наилучшее соотношение спирта и воды, обеспечил очистку и тому подобное.

Такой аргумент убирает внутреннее напряжение в системе. Схожим образом мы решаем и многие другие противоречия. К примеру, я купил машину, а сосед сказал, что она плохая. Если согласиться с этим, то получается, что я - дурак. Но можно дезавуировать соседа. И если сосед - дурак, то тогда я правильно сделал, а машина - хорошая.

Обретение градуса

Так уж сложилось, что для употребления внутрь обычно используют 40*-й раствор спирта, хотя бывает водка и 45*, и даже 50*. Но про 40* сложены целые легенды.

Так, на этикетке "Русского стандарта" написано, что данная водка "соответствует стандарту русской водки высшего качества, утвержденному царской правительственной комиссией во главе с Д.И. Менделеевым в 1894 году".

И действительно, история о том, что "водку изобрел Менделеев", стала так же распространена, как в гоголевские времена фраза "немец луну сделал". Поскольку хлебное вино у нас пьют уже лет триста-четыреста, с именем Менделеева стали связывать выбор для водки крепости именно в 40*. Однако в трудах великого химика отыскать обоснование этого выбора не удается. Диссертация Менделеева, написанная в 1864 году и посвященная свойствам смесей спирта и воды, никак не выделяет эти 40*. Ссылаются иногда на написанную Менделеевым статью "винокурение" в словаре Брокгауза и Ефрона. Но, к примеру, политический деятель начала века Владимир Ульянов (более известный под псевдонимами Ленин, Ильин и Тулин) написал для этого же словаря статьи про марксизм, но это же не значит, что он изобрел прибавочную стоимость!

"Царская правительственная комиссия" никак не могла установить данный стандарт водки уже хотя бы потому, что эта организация - Комиссия для изыскания способов к упорядочению производства и торгового обращения напитков, содержащих в себе алкоголь, была образована по предложению Витте (а вовсе не царя) только в 1895 году! Причем Менделеев выступал на ее заседаниях в самом конце года и только по вопросу об акцизах.

Откуда же взялся 1894 год? По-видимому, из статьи историка Вильяма Похлебкина, который однажды написал, что "спустя 30 лет после написания диссертации... соглашается войти в комиссию". Изготовители "Русского стандарта" прибавили метафорические 30 к 1864 и получили искомую величину.

А выбор для водки именно 40* - дело случая и удобства смешивания спирта с водой в соотношении "два к трем". Более простое соотношение "один к одному" крепковато, хотя и такая пятидесятиградусная водка выпускается.