Ко времени поступления Чернова в институт среди преподавателей были ужей молодые ученые, подготовленные к ведению научных предметов, — выпускники Петербургского университета, прошедшие стажировку в заграничных университетах и лабораториях. В их числе такие выдающиеся ученые, как И. А. Вышнеградский, Д. И. Менделеев, А. В. Гадолин, Н. П. Петров, Н. А. Белелюбский.
В составе преподавателей института поначалу оказалось очень много горных инженеров — благодаря тому, что к Технологическому институту была присоединена Горная техническая школа, имевшая с ним общие курсы. Горные же училища в России, готовившие руководителей горнозаводского хозяйства, существовали давно и имели испытанные программы обучения. Горная школа при институте поэтому сразу заняла господствующее положение среди двух других отделений или факультетов: механического и химико-физического. Не случайно первыми директорами Технологического института в Петербурге были горные инженеры, деятели горнозаводской промышленности — Василий Иванович Блау, Константин Федорович Бутенев, Илья Петрович Чайковский, Яков Иванович Ламанский.
К Бутеневу и привела осенью 1852 года вдова Чернова, Фекла Осиповна, своих сыновей — братьев Черновых, Дмитрия и Михаила. Умирая, Константин Федотович наказал жене представить сирот директору Технологического института, чтобы поместить их в Горную школу при институте.
Сама Фекла Осиповна была неграмотна, но природа оделила ее живым умом и истинным педагогическим талантом. Она настояла на том, чтобы братья, несмотря на разницу в возрасте, учились бы вместе, бок о бок, в одном училище, в одном классе, на одной скамье, за одним столом, как учились дома под надзором отца.
— Они этак лучше будут учиться, чтоб не было стыдно одному перед другим!
Константин Федотович уступил жене.
— Твоя правда, — сказал он.
Так братья, стараясь друг перед дружкой, успешно закончили Петербургское уездное училище.
Уездные училища были учреждены в 1803 году как переходные классы от начальных приходских школ к всесословным главным народным училищам и гимназиям, подготовлявшим учащихся к слушанию университетских курсов. Но в начале царствования Николая I в основу классификации всех учебных заведений впервые было положено деление народа на «состояния», или «сословия», и по уставу 1828 года уездные училища предназначались для детей купечества, низших офицерских чинов и дворян. Соответственно в программу уездных училищ, кроме русского языка, математики, истории, географии, черчения, рисования, были введены дополнительные курсы по тем «наукам и искусствам, коих знание наиболее способствует успехам в оборотах торговли и в трудах промышленности».
По тому же уставу 1828 года Технологический институт предназначался для детей недворян. Для отпрысков родового дворянства существовали лицеи, училище правоведения, артиллерийское военное училище, морской кадетский корпус, горный кадетский корпус, реорганизованный впоследствии в Горный институт.
Подготовленным не в гимназиях, а в уездных училищах детям недворян Технологический институт открыл не слишком широкий, но твердый путь к высшему образованию. И надо сказать, что недворянские дети с полным успехом пошли этим путем.
В 1852 году список молодых людей, принятых в институт после экзаменов, возглавил Дмитрий Чернов. Не последнее место занял и Михаил Чернов. Оба по представлению директора были зачислены стипендиатами, или, как тогда говорили, пансионерами горного ведомства.
Когда братья выбежали на широкое крыльцо института, где их ожидала мать с сестренкой, и шумно объявили о решении директора, Фекла Осиповна облегченно перекрестилась, а потом, глядя с надеждой на Дмитрия и ласково поправляя пепельную косу девочки, сказала:
— Теперь еще Катю устроить бы!
После смерти мужа Фекла Осиповна, в барском доме первая белошвейка, поступила в перчаточную мастерскую на Невском, но за главу семьи все-таки считала Дмитрия и о семейных делах говорила теперь с ним, как, бывало, с мужем.
— Устроим! — ответил сын.
Он еще в училище помогал купеческим детям выполнять задачи по черчению, заработанные деньги отдавал матери и невольно привык, разговаривая с ней, говорить «мы», «у нас»…
В первое же воскресенье после начала занятий юные стипендиаты, обряженные в форменные тужурки, пальто и фуражки, отправились домой, к матери. Когда она достаточно налюбовалась ими, младший сын наказал:
— Сходите, маменька, с Катей в Павловский или Елизаветинский институт, это девичьи сиротские училища, тут или там ее возьмут пансионеркой.
И после того как девочку взяли в Елизаветинский институт, братья считали своей обязанностью следить за ее успехами.
Одаренные дети рано становятся взрослыми. Примеров тому множество: Пушкин и Лермонтов, Герцен и Чернышевский, Бутлеров и Менделеев. Уже в ранней юности они проявляют способность обостренно вглядываться в явления жизни, оценивать их, делать глубокие выводы. И Константин Федорович Бутенев, директор Технологического института, и позже сменивший его Илья Петрович Чайковский обратили внимание на молодого Дмитрия Чернова, заметив в нем склонность к самостоятельному мышлению. Знаток горного дела, автор известных трудов по кричному железу, Бутенев сознательно направлял интересы Чернова на сталь и железо. Он ясно понимал возраставшее значение стали во всех областях промышленности и транспорта. По его рекомендации Дмитрий Константинович с увлечением перечитал Труды основоположника учения о стали Павла Петровича Аносова.
До последнего дня своего пребывания в должности директора института Бутенев не оставлял Чернова вниманием. За год до ухода на пенсию Константин Федорович представил его новому инспектору классов Евгению Николаевичу Андрееву как способнейшего студента. 13 июня 1858 года Чернов был выпущен на службу со званием кондуктора первого класса. По представлению Бутенева начальник Монетного двора приказом от 20 июня зачислил Чернова на службу кондуктором первого класса по механическому отделению.
Бутенев же 19 июня на торжественном акте вручил Дмитрию Чернову малую серебряную медаль «за отличные успехи в науках и похвальное поведение».
Бутенев решил направить молодого инженера в механический цех Монетного двора, в то время как Андреев полагал оставить Чернова при институте — преподавателем черчения и геометрии в общих классах горной школы и института. Опасаясь, что будущий новый директор согласится с инспектором, Константин Федорович поспешил привести в исполнение свое решение. А Михаила Чернова он направил на Алтайские горные заводы.
Пансионеры в течение пяти лет по окончании курса не имели права выбора. Они обязывались работать по назначению дирекции института, да, вероятно, Чернов и сам предпочел бы Монетный двор стенам Технологического института. Здесь с начала века были установлены паровые машины, применяли различные механизмы для чеканки монет. Наконец, Монетный двор был памятью детства.
Инспектор классов Евгений Николаевич Андреев окончил Петербургский университет по разряду камеральных наук, то есть наук, относящихся к государственному имуществу — лесоводству, сельскому хозяйству, горному делу и т. п. Он был всего на несколько лет старше учащихся высшего класса, к студентам относился дружелюбно, не только говорил всем «вы», как было тогда обязательно, но стеснялся окликнуть выпускника по фамилии, и если забывал его отчество, то обращался к нему, как привык в университете: «Коллега!»
Дмитрий Чернов, по его мнению, выделялся из общей массы учащихся не столько способностями — малоспособные до высших классов не добирались, — сколько разносторонностью своих способностей. Он обладал музыкальным слухом и превосходным голосом. Дьякон институтской церкви, очень музыкальный человек Алексей Иванович Кириллов, подбирая певцов для институтского хора, стал особо заниматься с Черновым. Он даже познакомил его со своим братом, артистом Петербургского оперного театра Владимиром Ивановичем, по сцене Васильевым. Вас Васильев прослушал в исполнении Чернова «О, поле, поле» из оперы Глинки «Руслан и Людмила», арию Мельника из «Русалки» Даргомыжского, модные тогда романсы Гурилева и Варламова. Согласившись вполне с братом, сам знаменитый бас сказал певцу: