Исследования в начале ХХ века (1901–1917)
(I)
Конец XIXв. ознаменовался многими
фундаментальными открытиями в разных областях
естествознания, особенно в физике. Обнаружение
рентгеновских лучей (1895); открытия явления
радиоактивности (1896) и электрона (1897); выделение
из воздуха пяти благородных газов (1894–1898),
наконец, разработка квантовой теории (1900) прямо
способствовали формированию новой физической
картины мира и оказали существенное влияние на
прогресс химии, да и других естественных наук.
Проникновение электронных
представлений в химию способствовало разработке
электронных теорий валентности и химической
связи. Начался процесс, который впоследствии
стали называть “физикализацией химии”. Но и
независимо от этого химическая наука заметно
расширила сферу деятельности. Возникла
координационная химия, которая привела в строгую
систему разрозненные сведения о комплексных
соединениях. Метод магнийорганического синтеза
оказался универсальным способом получения
металлоорганических производных.
Продолжавшееся стремительное развитие
органической химии ознаменовалось синтезом
большого числа органических веществ различных
классов. Впечатляющие успехи были достигнуты в
химии белка и природных соединений. Многие
разделы физической химии (изучение растворов,
каталитические процессы, кинетические
представления), опиравшиеся прежде лишь на
эмпирические данные экспериментов, получили
достаточно основательную физическую трактовку.
Практически все эти фундаментальные
достижения связаны с именами зарубежных ученых,
что обуславливалось объективными историческими
причинами. В самом деле, исследования по физике в
России XIXв. были немногочисленны. Отечественная
же химия, сформировавшись в относительно
короткий срок, довольно быстро достигла
впечатляющих результатов, но еще не имела
решающих предпосылок, чтобы идти вровень со
стремительным прогрессом мировых исследований.
Поэтому и в первые годы двадцатого столетия ее
развитие продолжало носить эволюционный
характер, хотя и сопровождалось открытиями
первостепенного значения. Этому развитию
способствовали следующие обстоятельства.
Во-первых, достаточно широко была
представлена "география" химических
исследований. Они интенсивно проводились в
лабораториях университетов и других учебных
заведений Петербурга, Москвы, Казани, Харькова,
Дерпта, Риги, Киева, Одессы, Варшавы и ряда других
городов. В составе учебных заведений еще не было
специализированных химических факультетов, но
существовали кафедры по различным областям
химии (общей, неорганической, органической,
физической, аналитической) и химической
технологии. Их, как правило, возглавляли видные
ученые.
Во-вторых, на удовлетворительном
уровне находилось преподавание химии.
Лекционные курсы читали, в основном,
высококвалифицированные исследователи. Россия
фактически избавилась от дефицита оригинальных
учебников и учебных пособий по химии.
В-третьих, в России начала ХХ в.
происходил неуклонный рост производства, в том
числе и в химической отрасли промышленности.
Поэтому рос интерес и государства к достижениям
науки и подготовке молодых кадров
научно-технических работников. Конечно, нельзя
сказать, что в материальном отношении этот
интерес выражался достаточно удовлетворительно.
Химические лаборатории продолжали испытывать
недостаток средств. Однако получили
распространение частные пожертвования,
организация именных фондов, субсидировавших
научные исследования. Стоит, например, упомянуть
фонд известного предпринимателя
Х.С.Леденцова.
В-четвертых, более четко стала
выявляться преемственность проведения
исследований в различных направлениях химии.
Иначе говоря, укрепилась тенденция к
формированию научных школ. Правда, само
определение "научная школа" не является
однозначным. Под ней можно, например, понимать
неформальный коллектив исследователей,
работающих в конкретной дисциплине, у истоков
которой стоял основатель, чье имя исторически
закреплялось в названии школы: например, школа
Бутлерова, школа Марковникова. Если остановиться
на таком понимании, то для России второй половины
XIX в. были, в основном, характерны лишь школы по
органической химии. На рубеже столетий в
отечественной химии появляются крупные
творческие личности, которым суждено было
впоследствии возглавить представительные школы
в различных направлениях химии.
Хотя достижения науки все более
становились плодами, так сказать, коллективного
разума (когда авторство того или иного
выдающегося открытия уже нельзя целиком
связывать с именем одного ученого), подобная
ситуация к тому времени еще не обрела признаков
закономерности. В России существенную роль
продолжали играть отдельные выдающиеся ученые.
Поэтому нам кажется целесообразным
осветить особенности развития отечественной
химии в указанный период через краткую
характеристику достижений крупнейших
исследователей. Разумеется, сделанный нами выбор
в известной степени субъективен, поскольку,
безусловно, заслуживают упоминания и имена
многих других русских химиков, не вошедших в
число "избранников".
В начале столетия работали ученые,
активный период деятельности которых уже стал
достоянием истории. Занимались исследованиями
те, кто находился в расцвете сил и лет; они
представляли наиболее пассионарную часть
русского химического сообщества. Наконец,
выходили на авансцену молодые химики,
только-только завершившие образование; их
потенциалу предстояло реализоваться, в основном,
уже после 1917 г.
Таким образом, творцов отечественной
химии, вступивших в ХХ в., можно условно разделить
на три возрастные категории. Из тех, кто родился
еще в первой половине XIX в., рубеж столетий
перешагнули Н.Н.Бекетов (1828–1911), Д.И.Менделеев(1834–1907),
В.Ф.Лугинин (1834–1911), В.В.Марковников
(1837–1904), Ф.Ф.Бейльштейн (1838–1906), А.М.Зайцев
(1841–1910), Н.А.Меншуткин (1842–1907), Ф.М.Флавицкий
(1848–1917), М.Г.Кучеров (1850–1911).
Именно они сыграли громадную историческую роль,
поскольку существенно способствовали
подлинному становлению отечественной химии и
упрочению ее места в мировом познавательном
процессе. Но из них, пожалуй, лишь Менделеев в 1900-е
гг. сохранял яркую творческую активность, хотя в
значительной степени не связанную прямо с
химией.
Ко второй возрастной группе
принадлежат исследователи, родившиеся в 1850–1870
гг. О Д.П.Коновалове (1856–1929) уже шла
речь в предыдущем очерке. "Он ближе, чем
кто-либо из русских химиков, стоял к Менделееву и
как ученый, и как деятель практики, и как человек",
- писали его биографы. Правда, важнейшие
достижения Коновалова относятся к концу
прошлого века, поскольку впоследствии ученого
отвлекали административные обязанности (он был
директором Горного института, заместителем
министра торговли и промышленности). Именно он
создал в России крупную физико-химическую школу,
был великолепным педагогом.
А.Н. Баха (1857–1946) по праву
можно считать первым отечественным биохимиком.
Сосланный за принадлежность к народовольцам за
границу, он создал в Женеве собственную
лабораторию, в которой проработал с 1894 по 1917г.г.
Здесь он выполнил ряд фундаментальных
исследований, в частности, объяснил механизм
ассимиляции углекислого газа хлорофиллом
растений; показал роль перекисей в процессе
дыхания и разработал перекисную теорию
медленного окисления. Вернувшись на родину, он
основал отечественную биохимическую школу.
И.А. Каблуков (1860–1945),
выдающийся исследователь в области учения о
растворах, заслужил всеобщее признание как один
из пионеров изучения электропроводности
растворов электролитов в неводных
растворителях. Именно он доказал, что
противопоставление менделеевской гидратной
теории и теории электролитической диссоциации
неправомерно. "В будущей, более полной, теории
растворов, обе теории сольются",- считал
Каблуков, и его точка зрения нашла подтверждение.
Он первым в России проводил изучение фазовых
превращений расплавленных солей.
А.Е. Фаворский (1860–1945) вошел
в историю органической химии как один из
основателей химии ацетиленовых соединений. В 1905
г. он открыл классическую реакцию (теперь она
носит его имя) получения третичных ацетиленовых
спиртов конденсацией ацетиленовых
углеводородов с карбонильными соединениями (в
присутствии порошкообразного КОН), в 1906 г.
разработал метод синтеза диоксана (одного из
важнейших органических растворителей) и впервые
правильно установил его строение. Начиная с 1900 г.
Фаворский был бессменным редактором "Журнала
Русского физико-химического общества".
Фундаментальным вкладом Н.С.
Курнакова (1860–1941) в
химию явилось создание новой научной дисциплины
(физико-химического анализа), изучающей
различные равновесные системы, образованные
двумя или большим числом компонентов, с помощью
физических и геометрических методов. Ее основные
положения ученый сформулировал в 1910–1914 гг. Он
доказал "существования твердых фаз
переменного состава, которые проявляют резкие
изменения физико-химических свойств, но не могут
быть отнесены к определенным химическим
соединениям". Курнаков назвал их бертоллидами
(в честь французского ученого К. Бертолле,
предвидевшего подобного рода соединения еще в
конце XVIII в.). Они
противопоставлялись дальтонидам - соединениям,
подчиняющимся закону постоянства состава Пруста
и закону кратных отношений Дальтона. Учение
Курнакова о бертоллидах легло в основу
современной химии твердых состояний. Он развил
также понятие "сингулярных точек", дающих
точную геометрическую характеристику
определенного химического соединения: "состав,
отвечающий этим точкам, остается постоянным при
изменении факторов равновесия системы". Метод
физико-химического анализа широко применятся
при изучении природных соединений и
искусственно полученных веществ.
Н.Д. Зелинский (1861–1953) -
один из крупнейших химиков-органиков мира в
первой половине ХХ в. Он с успехом разрабатывал
различные области органической химии:
алициклические и гетероциклические соединения;
аминокислоты и белки; проблемы органического
катализа. Период с 1901 по 1917 гг. был весьма
плодотворным в его деятельности. Зелинский
синтезировал много новых углеводородов,
содержащих в циклах от трех до девяти атомов
углерода; эти работы стали основой
искусственного моделирования состава различных
нефтей и нефтяных фракций. В 1910 г. ученый открыл
очень важный каталитический процесс -
дегидрогенизационный катализ. Его суть
заключается в исключительно селективном
действии платины и палладия на циклогексановые и
ароматические углеводороды. Крупный вклад
Зелинский внес в изучение химии нефтей.
Учение о растворах, электрохимия,
методы защиты металлов от коррозии были сферой
исследований В.А. Кистяковского
(1865–1952). Вместе с Каблуковым он выступал в защиту
теории растворов Менделеева и необходимости ее
"синтеза" с теорией электролитической
диссоциации. Однако приоритет в его работах
принадлежал электрохимии. В своей докторской
диссертации "Электрохимические реакции и
электродные потенциалы некоторых металлов"
(1910) он детально исследовал явление пассивации
металлов и заложил основы пленочной теории
коррозии металлов. Написанный им учебник "Электрохимия"
(1916) стал первым оригинальным отечественным
учебным пособием по этому разделу химии.
В.Н. Ипатьев (1867–1952)
принадлежит к числу весьма ярких творческих
личностей в истории химии. Его зарубежный
биограф считал: "Россия за три столетия
выдвинула трех замечательных химиков: в XVIII в. - Ломоносова, в XIX в. - Менделеева, а в ХХ в. - Ипатьева".
Хотя такая оценка, пожалуй, несколько
преувеличена, она отражает подлинное мировое
признание деятельности ученого. Область химии, в
которую он внес поистине революционный вклад,
называлась так: катализ при высоких температурах
и давлениях. Ипатьев был пионером
гетерогенно-каталитического органического
синтеза, который позволяет проводить вместо
многостадийных процессов прямые,
одноступенчатые. При этом стало возможным
применять в качестве исходных веществ
предельные углеводороды (за химическую "инертность"
их не без остроумия окрестили "химическими
мертвецами"), а выход конечных продуктов резко
повышался. В 1904 г. Ипатьев сконструировал
специальный прибор ("бомба Ипатьева") -
прообраз современных лабораторных автоклавов. В
1901–1905 гг. осуществил превращение спиртов в
альдегиды, эфиров в олефины. В 1913 г. впервые
провел процесс полимеризации этилена. В 1920-е гг.
Ипатьев сыграл огромную роль в организации
химической промышленности СССР.
А.А. Байков (1870–1946) в первые годы ХХ
в. активно изучал сплавы и интерметаллические
соединения физико-химическими методами. Он
впервые использовал периодическую систему
элементов применительно к этим объектам,
установив, что "металлические соединения,
отвечающие формам соединений по периодической
системе, должны быть признаны наиболее
характерными". В 8-ом издании "Основ химии"
(1906) Менделеев дал подробное изложение работ
Байкова. Изучая процессы травления железа
хлоридом водорода при высоких температурах,
Байков в 1910 г. доказал существование аустенита.
Д.Н. Трифонов,
Институт истории естествознания и
техники
