Михаил Беленький - Менделеев

Несмотря на привычное обилие петербургских и бобловских занятий, основное внимание Менделеев по-прежнему отдавал разработке своего учения о периодичности. Таблица быстро совершенствовалась. Важным шагом стало исследование форм кислородных и водородных соединений, в ходе которого ученый открыл еще один принцип периодической системы: высшая форма этих соединений характеризует принадлежность элемента к данной группе (сама идея высшей формы родилась у Менделеева еще в ходе его работы над теорией пределов). Далее он приходит к выводу о неправильном размещении в таблице таллия, свинца и висмута. Сопоставив удельные объемы этих элементов, Дмитрий Иванович сдвигает их соответственно в третью, четвертую и пятую группы. Уран, место которого в третьей группе Менделеев с самого начала считал сомнительным, находит надежный приют в шестой группе как аналог хрома, молибдена и вольфрама. В поисках элемента, способного заполнить пустоту в третьей группе, Менделеев обращает внимание на индий. После детального анализа свойств его соединений и проверки атомного веса этот элемент был помещен в эту группу. Результаты проверки атомного веса индия, которую Дмитрий Иванович производил методом измерения теплоемкости на приборе собственной конструкции, вскоре получают подтверждение от его старого знакомого Бунзена, использовавшего для этого совершенно другую аппаратуру.

Уже к 1871 году таблица приобрела многие важнейшие черты своего нынешнего вида. Тем не менее в России и на Западе она часто воспринималась всего лишь в качестве гипотезы. Скепсис со стороны научного сообщества странным образом поддерживался самим Менделеевым, чья вера в открытие была незыблема. Дело в том, что он и сам не понимал, почему Периодический закон действует именно таким образом. Мощная интуиция, безошибочное ощущение научной истины не могли заменить точного физического объяснения. Такое объяснение было невозможно до разработки модели атома. Великий ум, только что совершивший огромный научный прорыв, оказался в ловушке времени. Его удивительное зрение (вспомним, в детстве он был уверен, что видит две составляющие Сириус звезды) не могло заменить собой полвека исканий лучших умов Европы. Кроме этого — главного — вопроса, неподъемной для одинокого исследователя оказалась проблема поиска и размещения в таблице предсказанных им редкоземельных элементов. Он был готов к кропотливой, однообразной работе, но эта работа должна была давать хоть какой-нибудь результат. Вскоре Менделеев понимает, что тратит время зря. Найдя правильное место для лантана и иттрия, для всех остальных он выбирает промежуточное решение — оставляет семейству редкоземельных элементов почти три ряда таблицы. В декабре 1871 года ученый прекращает свои изыскания в этой области и обращается к совершенно новой тематике — исследованию газов. Впрочем, этот шаг был отнюдь не случайным.

В последние годы жизни Д. И. Менделеев внесет в Периодическую систему еще один, нулевой, период и нулевой ряд, куда он намеревался поместить элемент, в миллионы раз более легкий, чем водород. Ученый даже подобрал ему название — ньютоний. Менделеев полагал, что ньютоний — не только наилегчайший, но и химически наиболее инертный элемент, обладающий высочайшей проникающей способностью. Иначе говоря, Дмитрий Иванович был намерен вписать в свою таблицу мировой эфир, неуловимое вещество, через которое, еще по мнению Пифагора, к нам доходят лучи Солнца. Причем мысль об этом элементе начала формироваться в его голове задолго до семидесятых годов XIX века.

Он не был первым, кто после Пифагора вспомнил об эфире. Странную идею древнего идеалиста повторил в свое время материалист Аристотель, веривший, что природа не терпит пустоты. До XVII столетия понятие мирового эфира, будучи пригодным для любой системы взглядов и вообще не обязательным, существовало, не вызывая никаких драм, пока Ньютон не создал теорию тяготения и не исчислил математически его силу. А чем передается эта сила, ни предшественники Ньютона, ни сам сэр Исаак не знали. Кое-кто — например Декарт — предлагал всё тот же эфир — «тонкую материю» пространства, наделяя его совершенно нереальными свойствами; однако Ньютону, создателю опытной физики, этот эфир не подходил совершенно. Да он поначалу и не был ему нужен: к чему какие-то гипотезы, раз без них можно исчислять движение небесных тел? Но затем Ньютону пришло в голову, что, наверное, что-то в этом роде существует и, проникая сквозь небесные тела, постоянно стремится к Земле, увлекая эти тела за собой. Но тогда почему это движение осуществляется только в одну сторону, ведь тяготению подвластны все тела? Значит, эфир, конкретный и материальный носитель притяжения, все-таки существует? И тут началась мука мученическая. Увидеть эту субстанцию, изучить невидимый эфирный механизм тяготения Ньютон не мог, но он уже был уверен в его существовании, тем более что успел убедиться (испытывая огромное внутреннее сопротивление) в волновой природе света. Значит, частица света пересекает пространство на какой-то волне? На какой же, черт побери?! «Предполагается, — писал он, — что существует некая эфирная среда, во многом имеющая то же строение, что и воздух, но значительно более разреженная, тонкая, упругая… Немаловажным аргументом в пользу существования такой среды служит то, что движение маятника в стеклянном сосуде с выкачанным воздухом почти столь же быстро, как и в открытом воздухе». Но это были наблюдения опосредованные. Стоило Ньютону и его коллегам обозначить приблизительные характеристики эфира, как получался, по определению автора книги «Предчувствия и свершения» И. Л. Радунской, «…монстр, сгусток противоречий, соединение несоединимого, объединение необъединимого. Неуловимее привидения, более разрежен и прозрачен, чем воздух, маслянистее масла…». Этот «монстр» будет мучить гениального британца до конца жизни. В итоге сэр Исаак откажется судить об эфире определенным образом, оставит эту проблему другому гению.

Дмитрий Иванович «увяз» в эфире практически еще при написании «Удельных объемов», когда обратил внимание на встречающееся в ряде исследований нарушение законов Бойля — Мариотта и Гей-Люссака, регламентирующих соотношения между давлением, температурой и объемом газов, а потом в Гейдельберге, когда с непонятным упорством искал механизм взаимодействия молекул. Это ощущение всеобщего межмолекулярного поля, по всей видимости, не покидало его никогда, поэтому вполне естественно, что, убедившись в отсутствии прямых путей к физическому обоснованию Периодического закона, он начал искать разгадку в природе сил тяготения и свойствах передающей среды. Менделеев предполагал, что эфир может быть специфическим состоянием газов при большом разрежении или особым газом с очень малым весом.