Менделеев

Стремясь уяснить себе общую картину, Менделеев вывел новую формулу состояния газов, по которой, не производя никаких измерении, можно было легко и быстро установить, как зависит поведение различных газов от величины их молекулярного веса. Благодаря именно этой формуле Дмитрий Иванович направил свое внимание на самые легкие газообразные вещества, которые оказались наделенными значительно более яркими индивидуальными чертами, чем газы с большим молекулярным весом. И на склоне лет он с оправданной гордостью писал: «Считаю эту формулу (мною данную) существенно важною в физико-химическом смысле». Но конечно, самым неожиданным и удивительным результатом, полученным Менделеевым, было поведение газов при низких давлениях.

После опытов Реньо считалось, что чем разреженнее реальный газ, тем ближе он к идеальному. Дмитрий Иванович со своими сотрудниками установил, что это положение не соответствует действительности и что все газы без исключения при значительном разрежении приближаются к твердым и жидким телам по своей способности сжиматься. Это открытие навело его на мысль постепенным понижением давления дойти до уничтожения упругости газа, то есть до прекращения дальнейшего расширения. Столь удивительное следствие из обнаруженной зависимости придало новое направление мыслям Менделеева. Быстро перебрав массу возможностей, он обнаружил одну, которая сулила дать ключ к решению самого животрепещущего вопроса в науке того времени — вопроса о мировом эфире.

Трезвые, практичные основоположники механики справедливо полагали, что невозможно представить себе движение без материального носителя, движения, в котором движется ничто. И с тех пор как великие механики Гюйгенс и Ньютон обратили свое внимание на оптические явления, в науке утвердились две теории, объяснявшие движение света. Ньютон считал свет потоком частиц — корпускул, летящих сквозь пустое мировое пространство. Гюйгенс же считал световой луч волной, распространяющейся в особой среде, заполняющей все мировое пространство. Эта среда, получившая название светового эфира, оказалась в центре особого внимания ученых с 1854 года…

Около двухсот лет соседствовали, конкурируя, две видимым образом исключающие друг друга теории света — корпускулярная и волновая. Но постепенно вторая брала верх над первой, и в 1854 году, когда Л. Фуко прямым измерением показал, что теория истечения опровергается опытом, волновая теория восторжествовала окончательно. И ее торжество сделало мировой эфир центральным вопросом науки во второй половине XIX века.

Поведение сильно разреженных газов навело Дмитрия Ивановича на мысль об эфире. Их необычное отклонение от поведения идеального газа, по мере того как понижается давление, представлялось ему переходом к световому эфиру, наполняющему межпланетное и межзвездное пространство. Много лет спустя, когда световым эфиром начали заниматься такие ученые, как лорд Кельвин, Г. Лоренц, В. Крукс, Менделеев так писал об идеях, которые он разрабатывал в 1874 году: «Если… представим себе, что газы способны разрежаться лишь до определенного предела, достигнув которого (подобно твердым телам) мало меняют свой объем с уменьшением давления, то… станет понятным переход атмосферы в верхних ее пределах в однообразную эфирную среду… В этой области сильно разреженных газов наши представления ничтожны… а их восполнение обещает многое уяснить в природе. К трем состояниям вещества (твердому, жидкому и газовому), быть может, должно прибавить еще и четвертое — эфирное (как предлагал уже Крукс), подразумевая под ним вещество в крайнем возможном для него разрежении».

И все-таки эта важная и интересная работа не была доведена до конца. Внешне все выглядело буднично, как обычные неурядицы: «Бросил, я опыты по многим причинам, а главное: 1) Кирпичев, главный сотрудник, помер; 2) Гемилиана — другого — сам я устроил в Варшаву; 3) Ф. Я. Капустин уехал в Кронштадт; 4) Богусский уехал в Варшаву и т. д. — лишился помощников, а денег давали мало, претензий же заявляли (Львов, Кочубей, Гадолин) много, а я тогда решил жениться во второй раз, и время было мало». Но, думается, не из-за этих неурядиц Дмитрий Иванович охладел к изучению газов. По справедливому мнению исследователя менделеевского творчества А. Макарени, Менделееву, с его широтой интересов, с его стремлением проникнуть в глубинные тайны материи, просто не хватало «знаний эпохи» и технических средств. «Он выдвигал проблемы, для решения которых требовались «усилия» различных наук, но последние различались своей теоретической и экспериментальной оснащенностью; их точность была далеко не одинаковой… Вместо целеустремленного проникновения в глубь материи Д. И. Менделееву приходится выбирать другой путь — путь многоплановых исследований вширь».