Дмитрий Менделеев - Познание России. Заветные мысли (сборник)

Свойства паров, газов и изменения состояний вообще-то занимали Менделеева с первых шагов его научной деятельности. Еще в магистерской диссертации «Об удельных объемах» он писал: «Все эти факты сближают три состояния тела, показывают, что правильность в изменениях газа есть только кажущаяся, трудно наблюдаемая, что все тело в строгом смысле не подчинены ни Мариоттову, ни Дальтонову законам — для твердых, жидких и парообразных тел это очень ясно, а для газов открывается только при тщательных наблюдениях».

Для тщательных наблюдений Дмитрий Иванович закупил за границей необходимую аппаратуру. Благо, Русским техническим обществом и артиллерийским ведомством были предоставлены некоторые средства. Вместе с отобранными сотрудниками он занялся изучением сжимаемости газа, проверкой законов Бойля — Мариотта и Гей-Люссака, обоснованием случаев отступления от этих законов. Отчетом об этих исследованиях стала первая часть монографии «Об упругости газов» (1875). Во второй части должны были быть описаны дальнейшие наблюдения над коэффициентом расширения газов при постоянном давлении, изменением их упругости с изменением объема, температуры и т. д. Но тут скончался его главный сотрудник М. Л. Кирпичев, что тяжело отозвалось на всем ходе опытов, а в 1876 году трое других помощников по разным причинам тоже отошли от этих занятий. Просто невозможно оказалось найти новых людей, подготовленных к такому трудному делу и в то же время достаточно обеспеченных материально, чтобы всецело ему отдаться.

«Мы отдаем себе отчет в принципиальной невыполнимости данных исследований упругости газов и в то же время невольно преклоняемся перед грандиозным их размахом», — так советский историк науки О. Н. Писаржевский в 1959 году оценил усилия Менделеева на этом направлении.

Целеустремленная научная работа в новой области на каждом шагу приводят к находкам, не относящимся к основной теме. Если не давать зарока оставлять их без внимания, они могут составлять немалую дополнительную ношу. Менделеев умел ограничивать свои потребности, но не свои искания. Он мог сократить сон, меньше времени тратить на еду, готов был безвыходно сидеть за измерениями и вычислениями, лишь бы только возможно шире охватить новые просторы науки. А как иначе объяснить, что сопутствующие работы всегда окружали его основной труд, как спутники окружают планету? Приводя в старости архив в порядок, Дмитрий Иванович записал: «Сам удивляюсь, чего только я не делывал в своей научной жизни».

Конкретно эта запись относится к первым номерам «Инженерного журнала» за 1876 год, где была напечатана большая статья «О барометрическом нивелировании и применении для него высотомера».

Высотомер — прибор для определения высоты над уровнем моря — появился в ходе исследования упругости газов. При работе над этой темой Менделееву постоянно, по несколько 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. Ученый убедился, что изобретенный им дифференциальный барометр необычайно чувствителен (в 16 раз чувствительнее ртутного). Он мог указывать ничтожные изменения, отличавшие давление столба воздуха между ступеньками лестницы. Это был готовый барометрический указатель уровня. Отвечая запросам практики, Менделеев придал ему устройство, пригодное для нивелирования, и назвал высотомером. В 1875 году топографы Генерального штаба использовали его для изготовления карт незнакомой местности, когда не хватало времени для определения уровня возвышенностей оптическим путем.

Упомянутая статья в «Инженерном журнале», вышедшая потом в расширенном виде отдельной книгой, отвергала предрассудок о невозможности применения барометров к определению малых разностей высот. Однако внедрение в практику высотомера, снабженного еще и дифференциальным термометром, затруднялось противодействием директора Главной физической обсерватории академика Вильде, таким образом отстаивавшего свои собственные, более громоздкие и дорогие, конструкции. Что ж, ситуация, когда должность позволяет лоббировать собственные интересы и «отодвигать» конкурентов, характерна отнюдь не только для 70-х годов XIX века…

А Менделееву не занимать новых идей. На этот раз в области метеорологии. Видя, что на русском языке существуют лишь устаревшие курсы, а прогнозы погоды в газетах дают постоянную пищу юмористам, Дмитрий Иванович под своей редакцией выпускает в 1876 году перевод с немецкого краткого — довольно популярного и лучшего на то время — курса Мона «Метеорология, или Учение о погоде» с обширным предисловием и подстрочными примечаниями от своего имени. Особое внимание он обращал на необходимость исследования высоких слоев атмосферы. Тогда еще их связь с погодой на земле не была очевидной, а Менделеев называл эти слои «великой лабораторией погоды». Для их изучения он предлагал «прикрепить к аэростату герметически закрытый, оплетенный, упругий прибор для помещения наблюдателя, который тогда будет обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать определения и управлять шаром». Спроектировал он и устройство, позволяющее производить наблюдения в атмосфере без участия человека с последующей расшифровкой записей приборов.

Менделеев хотел, «чтобы земства, уже начавшие интересоваться метеорологическими наблюдениями, приняли и эту область под свое покровительство». На выполнение обширной программы катастрофически не хватало средств. Дмитрий Иванович наивно полагал восполнить их продажей своих книг. На печатных изданиях своих трудов, относящихся к этому периоду, он помещал одно и то же предуведомление: «Сумма, которая может быть выручена от продажи этого сочинения, назначается автором на устройство большого аэростата и вообще на изучение метеорологических явлений в верхних слоях атмосферы». Даже в предисловии к «Материалам для суждения о спиритизме» он полушутливо написал: «Как ни далеки кажутся два таких предмета, как спиритизм и метеорология, однако и между ними существует некоторая связь, правда, отдаленная. “Спиритическое учение есть суеверие”, как заключила комиссия, рассмотревшая медиумические явления, а метеорология борется и еще долго будет бороться с суевериями, господствующими по отношению к погоде… В этой борьбе, как и во всякой другой, нужны материальные средства. Пусть же одно суеверие послужит хоть чем-нибудь противу другого!»