Лев Гумилевский - Бутлеров

• Название: Бутлеров
• Автор: Лев Гумилевский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1952

В настоящем издании представлен биографический роман об Александре Михайловиче Бутлерове (1828–1886), российском химике-органике. А. Н. Бутлеров создал и обосновал теорию химического строения, согласно которой свойства веществ определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимным влиянием. Первым объяснил явление изомерии, синтезировал ряд органических соединений.

---

В 1860 году была опубликована работа Бутлерова о продукте реакции аммиака на диоксиметилен. Хорошо кристаллизующийся продукт этой реакции назван гексаметилентетрамином, известным нам теперь под названием уротропина.

К 1861 году относятся еще две замечательные работы Бутлерова. В одной из них описано сахаристое вещество, названное Бутлеровым метиленитаном, которое было получено действием известковой воды на диоксиметилен. Это соединение представляет первое синтетическое сахаристое вещество, приготовленное из простейшего органического соединения.

Открытие Бутлерова внесло новый свет в разрешение очень важного вопроса биологии — вопроса о механизме усвоения углекислоты растениями.

Этот бутлеровский синтез явился очень важной ступенью в формировании представлений о фотосинтезе. Он помог другим ученым решить эту важную проблему.

Открытие Бутлерова создало почву для открытия путей перехода из мира неорганического в органический.

Надо заметить, что все эти работы Бутлерова стоят в тесной связи с разрабатывавшейся им в то же время теорией химического строения. Между ними нет почти ни одной, которая давала бы лишь фактический материал для будущего науки. Напротив, каждая из них разрешала тот или другой частный теоретический вопрос, открывающий перспективы дальнейших обобщений. Работа такого характера совпадала с давнишней склонностью Бутлерова. В идее атомности он видел средство повести химию к ее широкому будущему, средство осуществить программу своей жизни, намеченную еще в его магистерской диссертации. Погружаясь мысленно в тесный мир молекулы, стараясь напряженным до страстности зрением увидеть, понять ее строение, взаимную связь и расположение атомов в ней, Бутлеров все ближе проникал «во внутреннее нечувствительных частиц строение».

Работы по синтезу формальдегида, уротропина, сахаристого вещества помогли ему уточнить для себя представление о строении молекул и приблизиться к разрешению важной проблемы изомерии. Ему становилось ясным, что различие органических веществ при тождественном атомном составе зависит от порядков связей атомов в молекуле, что знание этих порядков откроет возможность предсказания изомерных веществ.

Смелость и ясность ума, с какою Бутлеров подошел к вопросу предсказания новых органических соединений и изомеров на основе теории строения, можно сравнить лишь с той решительностью и ясностью ума, с какой впоследствии Д. И. Менделеев предсказал на основе (периодического закона существование и свойства неизвестных элементов.

«Десятилетие между 1858 и 1868 годами, — пишет Н. А. Меншуткин, — самое плодотворное из ученой деятельности Бутлерова; это десятилетие проведено в Казани и обнимает период его жизни примерно от 30 до 40 лет. Нелегкая лабораторная работа днем сменялась вместо отдыха кабинетной работой вечером. Печатные источники лишь в малой мере дают понять те успехи, которых, по словам его учеников, достигла теория строения в его устном преподавании».

Чтение лекций и подготовка к ним в тихие вечерние часы становятся часами напряженного творческого труда. Бутлеров постепенно перестраивает свой курс, теперь резко отличающийся не только от курсов, читанных его предшественниками, но и от курса, ранее читавшегося им самим. В основу изложения он кладет принцип химического строения; красною нитью через весь курс проходит понятие об атомности со всеми его следствиями.

Как в воспоминаниях учеников, так и в трудах самого Бутлерова мы не много находим подробностей, относящихся к творческой истории структурной теории.

Но в общих чертах восстановить ход творческой мысли Бутлерова мы можем по его «Введению к полному изучению органической химии», представляющему переработку читанного им в эти годы курса лекций.

Книга издавалась в Казани в течение трех лет отдельными выпусками, по мере того как они подготавливались ученым. Таким образом, она отражает в известной мере и процесс, и метод работы Бутлерова, и необычайно быстрый творческий рост автора.

Первые лекции посвящаются внедрению новых понятий в умы слушателей. Не все еще приведено в порядок у самого учителя, и в начале курса он «вместо обширного, но еще недостижимого закона, говорящего, что натура сложного вещества определяется натурой, количеством и взаимным отношением составных частей», ставит пока такое правило:

«Химическая натура сложного вещества определяется натурой и количеством составных частей и химическим строением его частицы».

Он чувствует, что правило это недостаточно широко, но указывает: «зато проверка его лежит в пределах опыта, а дальнейшее развитие фактических знаний укажет, насколько и в каких пределах оно справедливо и полезно».

Учитель не скрывает от учеников, что в этом обобщении есть слабые стороны и указывает исключения, которым пока нет объяснения. Он вводит понятие «сродства атомов», как основы химического строения, но вопрос о том, почему атомы обладают различным количеством сродства, он оставляет без ответа.

Излагая шаг за шагом фактический материал, накапливавшийся необыкновенно быстро в эти годы, учитель был поставлен в необходимость давать новые объяснения целому ряду химических явлений.

Бутлеров кладет в основу своих объяснений принцип строения молекулы, но ему нехватает фактического материала, чтобы ответить на ряд возникающих при этом вопросов. Традиционное объяснение изомерии различием генераторов отвергнуто. В свете новых понятий совершенно очевидно, что изомерия обусловливается различием химического строения, но существуют тела, состав которых делает различие химического строения невозможным, а между тем некоторые наблюдения заставляли предполагать и здесь существование изомерии.

Учитель стоит перед учениками на кафедре с открытым и ясным лицом. Он знает, что, вводя слушателей в круг собственных сомнений и неразрешенных вопросов, он тем самым колеблет веру в принцип, столь упорно, последовательно и постоянно им самим проводимый. Но тут же он указывает и путь к разрешению всех вопросов, всех сомнений:

«Опыту предстоит показать, действительно ли возможны вое изомеры, предсказываемые теорией, и какое имен. но изменение свойств соответствует известному изменению химического строения… Легко может быть, что некоторые из изомеров на деле не существуют, что соответствующее им распределение атомов не представляет случая прочного равновесия и потому при условиях, которые должны были бы произвести их, будут получаться, вследствие перемещения атомов, другие близкие к ним тела…»

Бутлеров сознательно колеблет проводимый им принцип, чтобы убедиться в его незыблемости, чтобы избегнуть ошибок, и не перестает повторять своим ученикам:

«Все так называемые теории в химии суть только обобщения известного круга фактических знаний. Таково и понятие об атомности, но, развившись позднее других воззрений и основавшись на большей сумме знаний, оно обнимает и область фактов более обширную… Относительная ограниченность теоретических понятий в химии видна из того, что они относятся только к известным, так называемым химическим свойствам материи, почти не касаясь других сторон ее проявлений, между тем как все частные свойства вещества, несомненно, находятся во взаимной причинной связи — все вытекают из обусловливаемых ее сущностью основных свойств, познать которые с разных сторон стремятся различные отрасли естествознания…»

Бутлеров выступает как яркий представитель материалистического естествознания. Существование объективного, реального мира для него не подлежит сомнению, как не подлежит сомнению и возможность его познания. Он пропагандирует непрестанность теоретического развития химии и с удивительной прозорливостью предвидит дальнейшее развитие физико-химических наук. Он говорит:

«Фактическая связь между химизмом, теплотою, светом и другими проявлениями деятельности материи очевидна: что свет есть движение — это гипотеза, доросшая ныне почти до степени непреложной истины, что теплота — движение, это сделалось более чем вероятно с тех пор, как возникла механическая теория тепла, и, может быть, не ошибется тот, кто назовет движением все явления химизма. Если наступит время, которое уяснит причинную связь между всеми видами этого движения, то явления химизма получат свою механическую теорию — теорию в полном смысле слова, и, заняв свое место в науке как определенная часть стройного целого, теория эта наравне с другими частями — теориями другого рода движений — подчинится математическому анализу».

Предостерегая своих учеников от «слепого доверия к нынешним теориям в химии за пределами тех фактов, из которых они выведены», Бутлеров говорит:

«Доверие это было бы настолько же опасно, насколько неблагоразумно полное отрицание теорий. Руководствуясь ими неосторожно, можно попасть на ложный путь, но без них приходится ощупью отыскивать дорогу».