О чем не пишут в учебниках

Штрихи к портретам известных химиков

Темпераменты и характеры

В основе развития науки лежит преемственность опыта предыдущих исследователей, и потому автор новой теории, высокомерно отрицающий заслуги предшественников, всегда вызывает отрицательное отношение коллег. При этом и к самой теории, возможно, содержащей много ценного, тоже возникает враждебное отношение.

Французский химик Ш.Жерар, предложивший в 1853 г. теорию типов в органической химии, в силу личных качеств неизменно занимал позицию резкого отрицания существующих воззрений. В результате его взгляды постоянно вызывали неприятие.

Похожую ситуацию создал вокруг себя А.Купер, который опубликовал в 1858 г. статью «О новой химической теории». Он независимо от Кекуле установил четырехвалентность углерода и, самое главное, ввел графическое обозначение химической связи – валентную черту. Стройной теории он не создал, но определенные достижения были. К сожалению, общий тон статьи был вызывающим и самоуверенным, и коллеги посчитали, что Купер слишком много на себя берет, отбрасывая взгляды предшественников. Купер сильно переживал свое поражение, полагая, что общественность просто не смогла оценить новизну его взглядов. Все это привело к тяжелому нервному заболеванию, из-за чего он прекратил занятия наукой.

Совсем иначе в 1861 г. преподнес основы своей теории строения А.М.Бутлеров: «Я далек от мысли предлагать здесь новую теорию, напротив, надеюсь, что выражаю идеи, принадлежащие многим химикам». На самом деле теория была, безусловно, новой и прогрессивной, что Бутлеров не мог не понимать. В его словах чувствуется не только уважение к достижениям коллег, но и обычная житейская мудрость, позволяющая не отпугнуть самодовольной интонацией и тем самым привлечь их к обсуждению новой теории.

Судьба часто объединяет людей с несхожими темпераментами. Один из ярких примеров – многолетнее сотрудничество двух крупнейших английских ученых Г.Дэви и М.Фарадея.

Наиболее точная характеристика химика Дэви – неутомимый и азартный. С помощью электролиза он впервые получил металлические натрий, калий, кальций, стронций, барий. По существу, он основал новую науку – электрохимию, кроме того, доказал, что хлор является элементом, установил состав закиси азота (оксид диазота, или гемиоксид) и открыл его обезболивающее действие.

Открытие калия закончилось потерей глаза и глубокими шрамами на лице ученого, т. к. полученный калий взорвался при соприкосновении с водой. Дэви едва не погиб, изучая действие, которое оказывают при вдыхании метан и водород; сильно отравился при работе с плавиковой кислотой, пытаясь получить фтор.

Одно из самых известных изобретений Дэви – создание взрывобезопасной шахтерской лампы. В ней горящий фитиль окружен металлической сеткой, которая не позволяет взрыву распространиться наружу. В поисках нужного варианта Дэви проделал много опытов, повредив при этом руки и лицо осколками взрывающихся ламп разной конструкции. Ученый не стал брать патент на изобретение, который принес бы ему громадные прибыли, а заявил, что лучшей для него наградой будут спасенные жизни шахтеров. В результате он стал очень популярным человеком в Англии и получил звание баронета, вслед за этим его избрали президентом Лондонского королевского общества.

Фарадей, подростком работая в переплетной мастерской, посещал лекции Дэви, а затем поступил к нему на должность лаборанта. Спокойный, старательный Фарадей работал аккуратно и тщательно. Оценив достоинства способного ученика, Дэви пригласил его в путешествие по Франции и Италии в качестве ассистента, поскольку решил взять в дорогу походную лабораторию. В конце концов все сложилось таким образом, что Фарадей стал исполнять в дороге обязанности лакея и камердинера. Особенно досаждала Фарадею вздорная и капризная жена Дэви– леди Джейн. Дэви, стараясь угодить жене, невольно унижал достоинство своего ученика. Все это привело к тому, что у Фарадея постепенно исчезло восторженное отношение к учителю. По возвращении в Лондон Фарадея повысили в должности, зачислив ассистентом.

Дэви помог своему ученику опубликовать первую статью в журнале Лондонского королевского общества, а год спустя Фарадей, почувствовав себя увереннее, опубликовал шесть работ. За время самостоятельной работы он впервые выделил бензол и бутилен, изучил состав натурального каучука, разработал рецепт свинцового стекла для оптических приборов, обнаружил новое явление – вращение плоскости поляризации света – и сформулировал количественные законы электрохимии.

Главное открытие Фарадея (1831) – явление электромагнитной индукции, позволившее осуществить взаимопревращение электрической и механической энергии, что со временем дало возможность создать электромоторы и электрогенераторы и, по существу, заложило основы электроэнергетики – одной из важнейших движущих сил в развитии цивилизации всего человечества. Российский физик А.Г.Столетов писал: «Никогда со времен Галилея свет не видел столько поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея...»

Однажды, когда Дэви спросили, какое свое открытие он считает самым главным, он ответил: «Майкл Фарадей». С годами Дэви стал тщеславным и весьма болезненно переживал успехи своего ученика. В 1823 г. Лондонское королевское общество предложило Фарадею стать его членом. Дэви, с которым он посоветовался по этому вопросу, решительно заявил, что Фарадей должен снять свою кандидатуру, а если этого не сделает, то Дэви как президент общества сделает это сам. При тайном голосовании в процессе избрания Фарадея единственный голос «против» (не повлиявший на результаты голосования) принадлежал Дэви.

Существуют примеры удивительного сходства темпераментов двух ученых, работавших вместе. Известные немецкие физикохимики супруги В.Ноддак и И.Такке-Ноддак (она упоминалась в главе «Опередившие время») – очень настойчивые и честолюбивые исследователи, много сил приложили к открытию новых химических элементов.

В 1925 г. они сообщили, что обнаружили в уральской самородной платине новый элемент № 43, предсказанный Менделеевым и названный им условно экамарганцем. Они назвали элемент мазурием в честь победы немецких войск в 1914 г. над русской армией генерала Самсонова у Мазурских болот. Никаких весомых доказательств в пользу открытия они не представили, но никогда не испытывали сомнения в своей правоте. Во время второй мировой войны В.Ноддак был назначен оккупационными властями профессором химии во французском городе Страсбурге. Первое, что он сделал, – внес символ нового элемента Ма в изображение периодической системы на стене главной химической аудитории.

Позже выяснилось, что получить элемент № 43 супруги Ноддак никак не могли, поскольку его практически нет в земной коре. Ничтожно малые количества его могут быть лишь зафиксированы в продуктах распада урановых руд. Получен был элемент № 43 (названный технецием) лишь в 1937 г. при облучении дейтронами молибденовой пластины. Тем не менее даже в 1969 г. И.Такке-Ноддак выражала твердую уверенность, что открытие мазурия когда-нибудь подтвердится.

Примерно такую же настойчивость проявили супруги при попытке получить элемент № 75. В 1925 г. они поспешили известить мир, что выделили новый элемент из самородной платины, а также из минерала колумбита (смесь оксидов Fе, Мn, Nb и Та), назвав его рением в честь Рейнской провинции Германии – родины И.Такке-Ноддак. Независимая проверка показала, что в указанных минералах нового элемента нет. В течение двух лет супруги Ноддак пытались доказать, что они все же открыли новый элемент, впрочем, попутно они признали и некоторые свои ошибки в приведенных доказательствах.

В том же 1925 г. неуловимый элемент был получен английским химиком Ф.Лорингом из пиролюзита (МnO2) и чешскими учеными Я.Гейровским и В.Долейжаком – тоже из марганцевых руд. Наконец в 1928 г. супруги Ноддак сумели выделить рений из молибденита (МоS2). Долгие запутанные споры вокруг приоритета открытия в конечном итоге привели к тому, что он исторически закрепился за супругами Ноддак, о чем можно прочесть во всех справочниках.

УЧЕНЫЕ В ТОТАЛИТАРНЫХ ГОСУДАРСТВАХ

Истинные ученые, увлеченные научным поиском, может быть, более, чем кто-либо, оказываются незащищенными перед идеологическим натиском государственной машины. Поведение ученых разных стран, оказавшихся в тисках диктаторских режимов, удивительным образом совпадает. Буквально из последних сил они продолжали научную деятельность, невольно подтверждая: запретов для научной мысли не существует.

Сломанные судьбы

Два талантливых немецких химика Р.Вильштеттер и Ф.Габер, подружившиеся в студенческие годы, не прерывали дружбы в течение многих лет. Вильштеттер – ученик выдающегося химика А.Байера, был удостоен в 1915 г. Нобелевской премии за исследования природных красящих веществ, в том числе хлорофилла. Позже он провел основополагающие исследования в химии ферментов. С приходом к власти в Германии нацистов Вильштеттер – еврей по национальности – был отстранен от преподавания в университете и научной деятельности. Некоторое время ему удавалось руководить работой сотрудников по телефону, но в 1939 г., спасаясь от преследований, вынужден был уехать в Швейцарию, откуда еще
некоторое время продолжал следить за прерванными работами, переписываясь с бывшими сотрудниками.

Габер несколько позже своего друга сумел заявить о себе. Он получил Нобелевскую премию в 1918 г. за разработку промышленного синтеза аммиака. Горячо преданный родной Германии, он в начале первой мировой войны возглавляет военно-химический департамент. Именно он, желая обеспечить победу своей стране, был инициатором применения первых боевых отравляющих веществ. Одновременно вместе с Вильштеттером он разрабатывает конструкцию противогаза. После проигранной войны ученый всеми силами старается помочь Германии выплатить наложенную контрибуцию – ищет способы добычи золота из морской воды, оказавшиеся в итоге нерезультативными. Позже он посвятил много сил возрождению немецкой промышленности. Пришедшие в 1933 г. к власти нацисты не оценили заслуг Габера (выходца из еврейской семьи), он был вынужден подать в отставку и выехать в Англию, а позже в Швейцарию.

Странным образом дважды судьбы друзей оказались схожими. Нобелевские премии они получили одновременно – в 1920 г., т. к. процедура вручения премий была отложена из-за первой мировой войны. Оба закончили свои дни в Швейцарии, переживая удаленность от родины.

Никакие научные заслуги не могут спасти ученого от преследований, если возникает подозрение, что он не согласен с основной идеологией правящего режима. Итальянский химик М.Джуа, автор более чем ста работ по органической и полимерной химии, написавший 13 учебников и монографий, в 1932 г. отказался вступить в итальянскую фашистскую партию. В результате он был отстранен от преподавательской работы, а в 1935 г. арестован и приговорен к 15 годам заключения за антифашистскую деятельность.

Участь российских ученых – жертв сталинского режима – не менее драматична. В связи с этим хочется подробнее рассказать о судьбе одного ученого-химика, который пережил двенадцатилетнюю лагерную ссылку, не сломился и нашел в себе силы выпрямиться в полный рост. Крупнейший отечественный химик
Г.А.Разуваев, ученик Н.Д.Зелинского и А.Е.Фаворского, еще в юности увлекся химией свободных радикалов. В 1929 г. тридцатичетырехлетнего Разуваева, к этому времени уже достаточно известного исследователя, приглашает к себе на стажировку в Германию нобелевский лауреат Г.Виланд. Результатом работы стали опубликованные в немецком журнале «Berichte» первоклассные статьи о свободнорадикальных реакциях.

Через год Разуваев возвращается в Россию и начинает работать с новыми, необычайно интересными объектами – хиноновыми комплексами непереходных металлов. В 1934 г., в самый разгар исследований, Разуваев был арестован и осужден за контрреволюционную деятельность, помощь западной буржуазии и вредительство. Истинной причиной было то, что он в течение года работал и публиковался за границей. Согласно существовавшим в то время установкам такой человек вполне мог быть завербован иностранными спецслужбами, и потому по прибытии на родину автоматически попадал под подозрение. Достаточно было малейшего повода для ареста. Поводом послужил донос, написанный бывшим аспирантом Разуваева, которому он дал не очень лестную характеристику как научному работнику. Это не позволило аспиранту занять место заместителя заведующего лабораторией, на которое тот рассчитывал. В доносе вполне достаточно было обвинить во вредительской деятельности, не приводя никаких доказательств. После ареста Разуваева бывший аспирант получил должность заведующего лабораторией.

Разуваев был сослан в воркутинские лагеря; вначале работал в шахте, затем в лаборатории, где проводили анализы угля. Заключенные в лагере сильно голодали, бывали даже случаи людоедства. Затем его переводят под Архангельск, там он преподает в школе для сосланных детей, в основном раскулаченных крестьян. Большую часть времени работает со своими учениками на лесоповале. После перевода в ухтинский лагерь занимается обогащением радиевых руд, вместе с физиком Н.А.Тороповым пишет монографию для внутреннего пользования «Методы получения радия кристаллизацией».

В 1942 г. Разуваев был расконвоирован, т. е. мог жить вне лагеря, но не выезжать за пределы края. Полное освобождение было получено только в 1945 г., но без права жить в столице и крупных городах. У некоторых знакомых случайно сохранились оттиски прежних публикаций Разуваева, и в 1945 г. удалось организовать защиту кандидатской диссертации. Это оказалось возможным благодаря энергичной поддержке академика А.Н.Несмеянова, который не побоялся оказать помощь бывшему «врагу народа», лишенному гражданских прав. Через год Разуваев защитил докторскую диссертацию и приступил к работе в Нижегородском университете. Снятие судимости произошло только в 1955 г. Разуваев, переживший долгие трагические годы, не сломился и не утратил высокого стремления служить науке. Он сумел организовать в Нижнем Новгороде широкие исследования металлорганических соединений и создать мощное направление, оформившееся со временем в специально созданный институт. Его работы были отмечены многими высокими отечественными наградами и получили широкое международное признание.

Человек высочайшей культуры, владеющий несколькими иностранными языками, страстный поклонник и превосходный знаток живописи, собиравший долгие годы альбомы с репродукциями, всегда охотно делился знаниями и впечатлениями с друзьями и коллегами. Единственное, о чем он вспоминал всегда неохотно, – двенадцатилетнюю лагерную ссылку. До последних дней он оставался необычайно жизнелюбивым, доброжелательным и исключительно обаятельным человеком.

Столь же драматично сложилась судьба другого крупного российского химика – Г.Л.Стадникова, ученика Зелинского, талантливого исследователя, получившего в 29 лет премию им. А.М.Бутлерова. В 1920 г. он был арестован с условным приговором – расстрел. Директору московского Физико-химического института А.Н.Баху удалось договориться об отсрочке приговора (до 1937 г. такое было еще возможно), чтобы предоставить Стадникову возможность работать, естественно, под строжайшим надзором. В эти годы он разрабатывает уникальный способ переработки торфа, фактически решивший проблему снабжения топливом Москвы и области. По результатам работы Стадников издает книги по химии угля и торфа, которые становятся учебниками для студентов. Часть книг была переведена на немецкий язык.

В 1937 г. Стадникова снова арестовывают и этапируют в воркутинские лагеря. Вначале он содержался на общих работах, затем его направляют в углехимическую лабораторию. В этот период ему удалось найти решение задачи, которую не могли решить химики разных стран в течение 100 лет, – причину самовозгорания углей. Стадников был освобожден после смерти Сталина в 1955 г., за плечами остались 18 лет воркутинских лагерей. После выхода на свободу он издает монографию, посвященную проблеме самовозгорания углей.

В 1934 г., спасаясь от нацистского режима, из Германии в СССР приехал на постоянное жительство талантливый немецкий физик Г.Гельман. Он фактически создал новое направление в отечественной науке – квантовую химию. Вместе с ним начинали работать в той же области крупнейшие в будущем ученые Я.К.Сыркин и А.Н.Фрумкин. В 1937 г. Гельман опубликовал первую в отечественной литературе монографию «Квантовая химия». В том же году он был арестован и погиб в лагерях. Большинству современных российских ученых, специалистам по квантовой химии, это имя не знакомо.

Дискуссии, переходящие в репрессии

В 1946–1948 гг. в СССР было начато очередное идеологическое наступление на различные виды инакомыслия. Наступление велось по широкому фронту – от математики и физики до языкознания и педагогики. В «сектор обстрела» попали и некоторые виды искусств – поэзия, музыка и др.

Наиболее известен среди научных погромов тот, который был организован на сессии ВАСХНИЛ в 1948 г. Генетика была объявлена буржуазной лженаукой, ее сторонники – врагами народа. В результате были сломаны судьбы многих ученых; отечественная генетика была полностью растоптана как наука. Главным организатором борьбы был академик Т.Д.Лысенко, ставший после этого главой всей отечественной биологии.

Некоторые химики считали, что произошедшее в биологии указывает удобный путь для захвата власти и в других науках. Сценарий был выбран примерно тот же: вначале была найдена буржуазная наука, которую следует громить, а затем началась атака на ее сторонников. Лидером борьбы стал доктор химических наук Г.В.Челинцев, объектом критики – теория резонанса, разработанная американским ученым Л.Полингом. Согласно этой теории структуры некоторых соединений, например бензола, предлагалось описывать не с помощью одной конкретной формулы, а неким набором резонирующих, т. е. переходящих друг в друга, структур:

Новая теория призывала химиков по-новому взглянуть на строение вещества, принять, что электронное строение молекулы не является статичным. В настоящее время она считается устаревшей, но в свое время сыграла заметную роль в формировании взглядов химиков на природу химической связи.

Не все с этой теорией были согласны, и многие химики выступили с критикой, но Челинцева такое положение не устраивало, ему хотелось довести дело до репрессий, поэтому он организовал выступления широкой общественности – философов, писателей, рядовых служащих, т. е. людей, не имеющих никакого отношения к химии. В итоге в печати стали появляться требования запретить применение «порочной теории буржуазной науки». От критики теории, как водится, перешли к персональным обвинениям в пропаганде буржуазной науки, под удар попали видные ученые Я.К.Сыркин, М.Е.Дяткина, М.В.Волькенштейн, их коллеги и ученики. В результате многие были уволены с работы и не могли далее заниматься наукой.

До такого разгрома, который произошел в биологии, дело не дошло, заметную роль в том, чтобы «смягчить удар», сыграл академик Несмеянов (в 1951–1961 гг. – президент Академии наук СССР).

Известно высказывание отечественного физика С.И.Вавилова, бывшего президентом АН СССР до Несмеянова: «История науки не может ограничиться развитием идей – в равной мере она должна касаться живых людей, с их особенностями, талантами, зависимостью от социальных условий, страны и эпохи».

Невольно хочется приписать особый смысл словам «...зависимостью от... страны и эпохи». Возможно, С.И.Вавилов имел в виду судьбу своего брата, выдающегося ученого-генетика Н.И.Вавилова, погибшего в 1943 г. в стенах саратовской тюрьмы.

КАК ПРИХОДИТ ОЗАРЕНИЕ?

Минуты вдохновения, когда неожиданно приходит нужное решение, подробно описывают все биографы крупных ученых. Менделеев рассказывал, что окончательный вид таблицы он увидел во сне. Ф.Кекуле, задремав в кресле у камина, увидел циклическую структуру бензола в виде змеи, вцепившейся в свой хвост. А.Вернер, создатель координационной теории, проснулся ночью оттого, что вся теория неожиданно выстроилась в его мозгу. Как видим, чаще всего решения приходят во время сна, но есть и другие примеры. М.Планку квантовая гипотеза явилась среди дня, как вспышка молнии. Широко известна легенда о том, что И.Ньютон открыл закон всемирного тяготения, когда ему на голову упало яблоко.

Можно предположить, что биографы великих ученых, желая представить более эффектно сам факт открытия, невольно уделяют повышенное внимание описанию того момента, когда оно свершилось. Спокойные размышления приводят к несколько иным выводам. Действительно, все люди ложатся ночью спать, почему же периодическая система приснилась именно Менделееву, а не кому-нибудь другому? Решающую роль минутных озарений опровергают и сами авторы открытий, сдержанно объясняя, что на самом деле было истинным источником: «Все время думал об этом, потому и открыл» (Ньютон), «Трудился, трудился, всю жизнь трудился. Искал, ну и нашел» (Менделеев), «Зачем столько слов? Я просто не отступал в своей работе. Вот и все» (Эйнштейн).

Здесь невольно хочется провести аналогию с тем, как находят нужное решение писатели, художники, музыканты. Для сравнения наиболее подходят случаи, когда художник не сам ставит себе задачу, а она предлагается ему в сформулированном виде. В одном из интервью (03.12.2000, Радио «Свобода», передача «Лицом к лицу») композитор Р.К.Щедрин рассказывал, что в 1999 г. ему позвонили из Нюрнберга (Германия) и предложили написать вступление к девятой симфонии Бетховена. Музыканты оркестра должны исполнять без перерыва вступление и саму симфонию. Безусловно, задача необычайно трудная и очень ответственная. Ее решение пришло к композитору в тот момент, когда во время движения по шоссе его машина забуксовала на льду и съехала в кювет. Вместе с чувством крайнего раздражения и досады родилась нужная идея. Ее воплощение, по мнению автора, является лучшим из всего, что он написал в 1999 г.

Рекламная подача этого события делает упор на минутную потерю управления автомобилем, но спокойные рассуждения приводят нас к иному. Главное в том, что композитор перед этим долго и упорно размышлял, а дорожное происшествие сыграло роль спускового крючка.

По-видимому, путь, ведущий к озарению, у большинства творческих людей достаточно похож. Высказывания талантливых людей, далеких от науки, подтверждают это. Известны строки В.В.Маяковского: «Поэзия – та же добыча радия...», слова А.П.Чехова: «Талант – это труд, упорный и повседневный». За всеми этими высказываниями скрыта одна важная деталь. Упорный труд творческого человека совершается не по принуждению, а в силу естественной потребности пытливого ума решить во что бы то ни стало поставленную задачу.

М.М. Левицкий