рании такого неоднородного пороха различные части сгорали с различной скоростью, и это приводило к неожиданно быстрому повышению давления в канале и иногда к разрыву орудия. Эти недостатки оказывались решающими, когда речь шла об орудиях крупных калибров.
Менделеев решил получить из нитроклетчатки однородный бездымный порох с высокими баллистическими свойствами, производимый сравнительно простыми технологическими методами. К этой задаче Менделеев подошел как подлинный ученый. Он выдвинул исходное требование: нитроклетчатка должна была выделять наибольшее количество пороховых газов на единицу веса. От чего зависит выполнение такого требования, какая нитроклетчатка будет давать наибольшее количество газов, выбрасывающих снаряд и наименьший остаток углерода? Такая нитроклетчатка, отвечает Менделеев, должна содержать в своем составе достаточно кислорода, чтобы весь углерод превращался в окись углерода и весь водород в воду. Отсюда Менделеев выводил требующийся состав нитроклетчатки и указывал формулы химической реакции ее сгорания. И вот Менделеев, исходя из точного теоретического расчета, подошел к замечательному экспериментальному результату. Работая вместе с И. М. Чельцовым и другими сотрудниками, он в результате работ 1890–1892 годов получил нитроклетчатку, легко растворимую в смеси спирта с эфиром и обладающую составом, обеспечивающим необходимые качества бездымного пороха. Один из сотрудников Менделеева вспоминал, как в университетской лаборатории Менделеев показывал пробирку, где в смеси спирта с эфиром быстро, как сахар, растворялись кусочки нитрованной бумаги. Новую нитроклетчатку Менделеев назвал «пироколлодием». Стрельба пироколлодийным порохом дала блестящие результаты. Артиллеристы отмечали постоянство начальных скоростей вылета снарядов. В 1893 году бездымный порох Менделеева был применен для стрельбы из 12-дюймового орудия. Адмирал Макаров поздравил Менделеева с успешными результатами этой стрельбы. Наконец, флот мог располагать бездымным порохом.
Высокий уровень русской научно-технической мысли, экспериментальные и теоретические способности Менделеева сделали Россию родиной бездымного пороха, применимого для артиллерии крупных калибров и обладающего явными преимуществами перед ранее применявшимися взрывчатыми веществами. Однако сухопутное военное ведомство вовсе не приняло пироколлодийного пороха, а для флота его изготовляли в совершенно недостаточных количествах. В конце века морское ведомство, отказавшись от расширения принадлежавшего ему завода, передало крупный заказ на порох частным капиталистам, связанным с иностранным капиталом. В 1909 году завод, изготовлявший пироколлодийный порох, был закрыт. В Америке в то время узнали об открытии Менделеева и начали производство бездымного пороха по его методу.
Менделеев уделял большое внимание вопросам просвещения и школы. Он ратовал за введение в России всеобщего обязательного начального образования. Он подчеркивал необходимость ознакомления молодежи с русской культурой, языком и литературой. В то время среднее образование в России было основано на так называемой классической системе: учащимся преподносили в основном греческий и латинский языки. Менделеев был сторонником так называемого реального образования, знакомящего учащихся в значительно большей степени с математикой, естествознанием и современной культурой.
ФИЗИЧЕСКИЕ ИДЕИ И ОТКРЫТИЯ
В своих естественнонаучных работах Менделеев исходил из материалистического представления о природе; он был убежден в материальности и познаваемости мира. Он пришел к периодическому закону, исходя из идеи взаимной связи и превращения сил природы. Менделеев писал об открытии периодического закона: «Сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-математическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы».
Менделеев говорил, что естествознание открывает движение там, где на первый взгляд его не видно.
«Естественники, — писал он, — признали жизнь во всем мертвом, движение в каждом твердом теле, в каждой малейшей частице жидкости, чрезвычайно быстрые и поступательные движения в атоме газа. Для них оживотворенно то, что в общежитии считается неподвижным. Им немыслимо ныне представление о малейшей частице материи, находящейся в покое».
Менделеев резко возражает против идеалистических рассуждений о движении без материи. Он пишет: «Движение требует и предполагает движущееся…» Ленин в своей книге «Материализм и эмпириокритицизм» разбил взгляды немецкого химика Оствальда, заявлявшего в конце XIX века, будто в мире существует лишь энергия без ее носителя. Такое воззрение было названо «энергетикой», или «энергетизмом». Менделеев выступил против «энергетики» Оствальда. Он видел, что отрицание материи, отрицание вещества, сведение вещества к проявлению энергии ведет к отрицанию внешнего мира, к провозглашению внешнего мира субъективным представлением познающего «я». По словам Менделеева, «энергетики вовсе отрицают вещество, ибо, говорят они, мы знаем только энергию, веществом предъявляемую… и, следовательно, вещество есть только энергия. Такое, на мой взгляд, чисто схоластическое представление очень напоминает тот абстракт, по которому ничего не существует, кроме „я“, потому что все проходит через сознание».
В своей критике идеализма Менделеев подчеркивал, что идеализм в принципе не отличается от самого грубого суеверия, вроде распространенного в те времена в некоторых кругах «спиритизма» — веры в «духов», которых будто бы можно вызывать и беседовать с ними. Основа спиритизма, говорит Менделеев, неправильная, ложная мысль о самостоятельном существовании сознания, о сознании, не связанном с материей. «Оставаясь на подобном поле, легко впасть в тот род идей, по которому внешнего мира не существует, он только представляется нашему уму». Менделеев говорил об этом в связи с начатой им борьбой против спиритизма. В 1875 году он предложил Русскому физико-химическому обществу составить комиссию из ученых и проверить «вызовы духов», о которых говорили сторонники спиритизма, среди которых был кое-кто из крупных ученых. Работа комиссии приобрела широкую известность. Энгельс упомянул о ней в своей статье «Естествознание в мире духов»[5]. В этой статье Энгельс говорил, что естествоиспытатели, оторвавшиеся от научной философии, всегда рискуют стать жертвами самого крайнего легковерия и суеверия. Энгельс писал: «…Эмпирическое презрение к диалектике наказывается тем, что некоторые из самых трезвых эмпириков становятся жертвой самого дикого из всех суеверий — современного спиритизма»[6].
Менделеев, с его материалистическими представлениями о явлениях природы, естественно, стал руководителем группы прогрессивных ученых, выступивших против спиритизма.
Спиритизм был связан с прямым обманом и самым нелепым легковерием. Менделеев боролся и против других, более тонких проявлений идеалистической реакции. Выше говорилось об оствальдовской «энергетике». В конце прошлого века некоторые идеалисты и в особенности Мах, философия которого была разгромлена Лениным в «Материализме и эмпириокритицизме», выступили с заявлением, что учение об атомах — это чисто субъективное представление, что нельзя говорить о действительном существовании атомов. Менделеев защищал мысль о реальности атомов.
Убеждение в объективности научных законов, в материальности и познаваемости мира, в реальности атомов, мысль о непрерывном движении в природе, единстве и взаимной связи ее явлений проходит через все естественнонаучные труды Менделеева. Мы остановимся сейчас на физических трудах великого русского ученого.
Мы уже упоминали выше о работах, посвященных молекулярному сцеплению, начатых Менделеевым в юности. Эти работы были тесно связаны с химическими идеями Менделеева. Он хотел выяснить природу химических сил, заставляющих соединяться друг с другом атомы различных элементов. Менделеев стремился проникнуть в тайны химического сродства с физическими понятиями. Это было важным этапом в развитии физической химии, поднявшейся на новый уровень во второй половине XIX века благодаря трудам Менделеева.
Современная наука решает проблему химического сродства, пользуясь новыми мощными методами изучения явлений, происходящих внутри атома. Это было сделано значительно позже появления работ Менделеева, посвященных периодическому закону, и в значительной степени — на основе этого закона. После того как Менделеев, открыв периодический закон, показал связь различных элементов друг с другом, после того как было выяснено внутреннее строение атомов и явления, происходящие внутри атомов, наука смогла разъяснить природу химического сродства и валентности, т. е. способности атома присоединять к себе совершенно определенное число других атомов.
В 1860 году Менделеев еще не мог проникнуть в этот внутриатомный мир и найти причины химического сродства и валентности. Но его работы, посвященные молекулярному сцеплению, привели к крупному физическому открытию. Чтобы измерить силы молекулярного сцепления и выяснить, от чего зависит связь частиц жидкости, Менделеев пользовался тонкими капиллярными трубками, погруженными в жидкость. По таким трубкам жидкость, смачивающая их стенки, как известно, поднимается вверх. Сцепление частиц служит причиной такого подъема. Чем сильнее сцепление, тем выше поднимается жидкость. Таким образом столбик поднявшейся по капиллярной трубке жидкости измеряет силы молекулярного сцепления.
Менделеев изучал, как изменяется высота столбика, иначе говоря, как изменяются силы молекулярного сцепления в зависимости от температуры жидкости. Он нагревал жидкость, при этом молекулы жидкости начинали быстрее двигаться, связь между ними уменьшалась, и столбик в капиллярной трубке соответственно становился меньше. При определенной температуре сцепление частиц жидкости исчезало, жидкость превращалась в пар, в котором молекулы находятся в таком быстром движении, что взаимное притяжение не удерживает их друг около друга. Температуру, при которой даже при очень высоком давлении исчезают силы сцепления между молекулами жидкости, Менделеев назвал абсолютной температурой кипения жидкости. Ныне подобная температура называется критической. Когда тело нагрето выше этой температуры, всякая жидкость независимо от давления превращается в пар. В свою очередь всякий газ при охлаждении, достигая этой температуры, может быть превращен в жидкость.