Таблица Менделеева

Химия — кухня. Всякий школьник вам это скажет и добавит, что в конце надо обязательно помыть посуду. Если данное суждение и несколько устарело (отчасти и потому, что теперь любая лаборатория экипирована посудомоечной машиной), оно точно соответствует действительности середины XIX века, когда книги по химии содержали больше рецептов, чем формул, когда количество типов химических соединений необузданно преумножалось, а «атомисты» скрещивали сталь и прочие металлы с «эквиваленистами». А потом один молодой химик из университета далекого Санкт-Петербурга пришел к чудной идее расположить все известные химии к 1869 году простые тела в порядке возрастания атомного веса, пронумеровав их в первой строчке до 7, во второй — до 14, в третьей — до 21 и т. д.

Как ни странно, элементы, оказавшиеся в одной колонке, обнаруживали, за редкими исключениями, схожие химические свойства: Дмитрий Менделеев — так звали химика — не имел ни малейшего представления, почему простейшие химические вещества природы расположились в таблице, устроенной с поистине библейской простотой — более того, с числом 7 в основании, — что со временем превратится в удобное мнемоническое правило для студентов. Находка симпатичная, но не достаточная, чтобы взволновать коллег, которые очень холодно восприняли его таблицу. В ней не хватает одной ячейки, точнее — даже многих, не преминули они подметить, а с этим было не поспорить. Упрямый и твердо уверенный в своей интуиции, Менделеев вставил в ячейки три гипотетических элемента, которые на протяжении десятка лет вызывали ехидные ухмылки… пока в 1879 году не открыли скандий, чудесным образом занявший место в одной из них. Потом, еще через семнадцать лет, галлий и германий заняли две оставшиеся ячейки, и ученым насмешникам пришлось примолкнуть. Но и на этом дело не кончилось: в начале XX века инертные газы (гелий, неон, аргон и т. п.) выстроились в восьмой колонке, не предвиденной Менделеевым, но совершенно естественно вписавшейся в таблицу.

На Дмитрия Ивановича стали теперь смотреть как на пророка, чему способствовали его длинная борода и спадающие на плечи волосы (которые он стриг раз в год). За одну ночь его таблица превратилась в архетипический пример блистательного интуитивного открытия, на много десятилетий опередившего свое время.

В химии царил полный хаос, элементы беспорядочно нагромождались друг на друга — и вот неприметный русский химик, ничего не имевший за душой и находившийся вдалеке от основных интеллектуальных течений, схватил свое лучшее гусиное перо и, внезапно осененный благодатью, на скорую руку набросал на клочке бумаги простую таблицу. Дерзкий и трудолюбивый экспериментатор, гнущий спину над пробирками, взял и обошел великих теоретиков, пока те что-то вещали со своих кафедр. Ободряющий пример для тех, кто считает, что, взявшись за работу, надо закатать рукава.

Что и говорить, тот же эмпирический дух не раз подводил несчастных предшественников Менделеева — Джона Ньюландса например, который объявил четырьмя годами раньше о совершенно пифагорейском «законе октав»: по нему выходило, что химические свойства элементов повторяются, словно тоны в музыкальной гамме; или Алекса Шанкуртуа, предложившего расклассифицировать элементы (а также некоторые сложные молекулы) на «теллурическом винте», очень хитро устроенном. Менделеев же не теоретизировал, он заметил периодичность и исследовал все ее проявления. «Законы природы не терпят исключений, — писал он. — Этим-то они и отличаются от законов грамматики». На основании неколебимой убежденности покоится также и его вера в то, что природа не играет в игры и если уж раскрывает свои секреты, то раскрывает их целиком. Дмитрий Иванович не признавал разного рода выкрутасов: он верил в атомы, что в его время не было чем-то особенным, верил в простоту законов природы, и эта вера сыграла с ним однажды злую шутку.

Таинственную периодичность, открытую Менделеевым, удастся объяснить только через много лет, когда квантовая физика свяжет химическое поведение атомов с количеством электронов, распределенных между различными концентрическими «оболочками» в соответствии с законом (так называемым «правилом октета»), в котором число 8 играет существенную роль. Догадавшись в 1869 году до чего-то, что станет понятным только в 1920-е, Дмитрий Менделеев не мог не прославиться. Но совсем недавно историк науки Бернадетта Бансод-Венсан показала, что он определенно был очень странным пророком.

Открытие радиоактивности Пьером и Марией Кюри, которых Менделеев посетил в 1902 году, вывело его из себя. Он отказывался поверить в существование излучения, о котором ему говорили, и решительно противился идее трансмутации: «его» атомы были вечными, навсегда запертыми в клетках «его» таблицы, они не смогли бы обнаружить столь фантастическое поведение. И тогда он предложил свою теорию радиоактивности, столь же хитроумную, сколь бредовую, предполагавшую участие эфира (гипотетической невесомой жидкости, которую Эйнштейн несколькими годами позже навсегда отправил в утиль), притягиваемого тяжелыми атомами. И чтобы спасти свою таблицу от радиоактивной опасности, Менделеев включил в нее и эфир, поместив его в колонку с инертными газами, поскольку он не участвует ни в каких химических реакциях, но без массы, поскольку он невесом, а это, как ни крути, весьма смущает.

Подобную великолепную чушь обычно списывают на счет угасания великого ума, и она не остается в истории. Но как бы это ни расстраивало пророка от химии, законы природы по меньшей мере так же сложны, как законы грамматики. Изотопы («то же место» по-гречески), радиоактивны они или нет, объявились, чтобы занять те же ячейки таблицы Менделеева, что и стабильные атомы, вопреки воле ее создателя, который в них видел невозможное несовершенство природной грамматики. Отсюда следует, что можно быть одновременно пророком и ретроградом, и Менделеев, хотя действительно послужил проводником гениальной интуиции, был тем не менее ученым с ограниченным позитивистским мышлением. Но на этом нам лучше остановиться: смесь гениальности и упрямства, предвидения и ограниченности в конце концов покажет — бросая тень и на саму таблицу, — что великие ученые такие же люди, как и все остальные, и что досадная ловушка, в которую попал Менделеев, подстерегает любого классификатора. Когда Вселенная помещается в таблицу, хорошо, если все найдет в ней свое место.