Все это настолько не вязалось с инструкциями, которые чиновник получил от самого морского министра, что он решил действовать напрямик и назвать сумму, назначенную начальством, — 30 тысяч рублей в год.
— Нет, — отрезал Менделеев. — Две тысячи! Тридцать тысяч — это кабала, а две тысячи — тьфу, и уйду!
Эту угрозу ему пришлось привести в исполнение через четыре года, но за этот сравнительно короткий срок Менделеев сумел «выдумать порох», что всюду «считается делом важным, трудным и исключительным». Это достижение тем значительнее, что пороходелие никогда не страдало от недостатка талантов. В XVIII веке внесли свою лепту в изучение порохов знаменитый А. Лавуазье и К. Бертолле. В XIX веке целое созвездие профессоров украсило своими именами историю взрывчатых веществ: Ф. Абель и Дж. Дьюар в Англии, М. Бертло — во Франции, А. Собреро в Италии, Ч. Мунро — в Америке, И. Шимоза — в Японии. Самые удачливые и одаренные изобретатели приложили свои способности к изобретению порохов — А. Нобель, П. Вьель, X. Максим. «Принадлежа к числу ратников русской науки, я на склоне лет и сил не осмелился отказаться от разбора задач бездымного пороха» — так объяснял свое решение принять предложение морского ведомства профессор Менделеев.
Он начал с посещения английских и французских пороховых лабораторий — этих «дальнозорких орудий войны». Позднее увлекающиеся выдумщики сочинили целую легенду, по которой Менделеев, не получив от французов интересующие его сведения, придумал хитрый трюк. Изучив статистические сведения о грузах, перевозимых по железной дороге к одному из французских пороховых заводов, он будто бы разгадал секрет изготовляемого там бездымного пороха. В действительности все было гораздо прозаичнее и гораздо труднее. Внешняя политика России тогда уже твердо ориентировалась на Францию и Англию. Знаменитый профессор Менделеев был поэтому принят с доверием, приличествующим сложившейся обстановке. Французы не только посвятили его в суть дела, но даже официально вручили двухграммовый образец своего бездымного пороха.
Располагая крошечным кусочком пороха, Менделеев ухитрился сделать точный анализ и справился с задачей, которая оказалась не по силам изобретателю динамита А. Нобелю и группе германских химиков, «косвенным путем» добывших несколько килограммов французского пороха. После этого он тщательно изучил все, что можно было найти о бездымных порохах, получивших тогда распространение в Европе: порохах Вьеля и Максима, баллистите Нобеля, кордите Абеля и Дьюара. И уже первое впечатление, вынесенное из этого знакомства, не только чрезвычайно характерно для Менделеева, но и проливает свет на суть творческого метода нашего знаменитого химика.
Больше всего он остался недоволен отсутствием обобщений и теоретических соображений, которые бы вносили ясность и целенаправленность в поиски новых взрывчатых веществ. Его раздражала царящая, в пороходелии неуверенность, неопределенность, ожидание новых открытий. «Бездымных порохов придумали много, легко их получить еще множество», но где гарантии, что очередная новинка — наилучшее, оптимальное решение?
Порох Менделеева может считаться классическим образцом изобретения, сделанного на научной основе. Дмитрий Иванович отказывается от поисков вслепую и разрабатывает теорию идеального бездымного пороха.
Что такое взрывчатое вещество? Это твердая, жидкая или студенистая субстанция, способная более или менее стремительно разлагаться, прекращаясь в газ. Оно тем мощнее, чем больше объем газов, образующихся при таком разложении. Чтобы оценить силу взрывчатых веществ, Менделеев предложил характеристику — V 1000 — объем газов, образующихся при разложении тысячи весовых частей взрывчатого вещества.
Введение этого параметра сразу выявило главное направление для дальнейшего совершенствования бездымных порохов: при их разложении должны выделяться только газы, не разрушающие материала орудия. А это сводит количество элементов, пригодных для порохов, до четырех: водорода, азота, кислорода и углерода. Перебирая вещества, содержащие эти элементы, Менделеев постепенно развертывает свою мысль, внося ясность и порядок в пеструю сумятицу случайных находок и интуитивных открытий, царивших тогда в пороходелии.
Прежде всего он находит верхний теоретический предел для химических взрывчатых веществ: из них самым сильным был бы полимер водорода, если бы он мог существовать, ибо для него V 1000 равно рекордно большой величине — 1000! Такой же полимер для азота гораздо слабее: его V 1000 всего 71,4.