Как видно из таблицы 2.2, ее автор фиксировал внимание читателей на разности атомных масс между сходными элементами, расставленными в вертикальных группах. В книге Мейера к основной таблице прилагалась вторая, которую можно рассматривать как извлечение из первой. В основной таблице 28 элементов расположены в порядке увеличения их атомной массы, что в 60-х годах XIX в. являлось уже достаточно обычной практикой. Если в первой таблице содержались тщательно составленные тетрады и пентады элементов, то во вторую таблицу вошли те элементы, которые не укладывались в первую. Л. Мейер в своих таблицах 1864 г. указывал, что разность атомных масс между элементами-аналогами, находящимися в пределах одной группы, оказывается примерно постоянной. Однако необходимо отметить, что эта закономерность была уже установлена ранее.
Вся предыстория открытия Периодического закона не является событием, выходящим за рамки обычных историко-научных явлений. В эволюции науки очень трудно назвать пример появления фундаментальных обобщений, которым не предшествовала бы более или менее сложная длительная подготовка{226}. В предыстории открытия Периодического закона вначале можно констатировать лишь частные, порой чисто случайные наблюдения и сопоставления. Различные варианты таких предварительных исследований с одновременным расширением сопоставляемых фактических данных приводили к частным обобщениям, лишенным основных признаков закона природы. Именно таковыми являются все доменделеевские попытки классификации и систематизации химических элементов, в том числе «закон октав» Ньюлендса, таблицы Одлинга и Мейера, «земная спираль» Шанкуртуа и многие другие.
2.3. Открытие Периодического закона Д.И. Менделеевым
2.3.1. На пути к Периодическому закону
В 1869 г., когда великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев открыл Периодический закон, ему исполнилось всего 35 лет. К этому времени он был уже авторитетным университетским профессором и ученым с мировой известностью.
При рассмотрении истории одного из крупнейших научных открытий XIX в. закономерно возникает вопрос, почему открытие Периодического закона удалось осуществить именно Д.И. Менделееву?{227} Почему среди более десятка заслуживающих внимания попыток систематизации химических элементов успехом увенчались лишь исследования российского ученого? Ответ, скорее всего, следует искать не в общем уровне развития химии того периода, что, безусловно, объективно определяло возможность решения назревшей научной проблемы. Решение актуальной научной задачи, во многом, зависит еще и от уровня знаний ученого, его мировоззрения и предвидения. Именно эти факторы оказались решающими в открытии Периодического закона.
Научная карьера великого русского химика началась в 1850 г., когда после настойчивых хлопот его матери он смог поступить «внеочередь»[12] на физико-математический факультет Петербургского Главного педагогического института. Это было закрытое высшее учебное заведение со всеми недостатками, характерными для учебных заведений времен царствования Николая 1 (см. т. 2, глава 1, п. 1.5.4). В это время в институте преподавали выдающиеся русские ученые: М.В. Остроградский, Э. X. Ленц, А.А. Воскресенский (см. т. 2, глава 1, п. 1.6), Ф.Ф. Брандт, С.С. Куторга и другие.
На старшем курсе[13] юный Менделеев увлеченно занимался зоологией под руководством Ф.Ф. Брандта, но вскоре его полностью захватила химия. По заданию А.А. Воскресенского (см. т. 2, глава 1, п. 1.6) и С.С. Куторги будущий создатель Периодического закона осуществил полный химический анализ минералов ортита и пироксена. Результаты этой экспериментальной работы были впоследствии опубликованы. А.А. Воскресенский курировал научную деятельность юного русского химика и вскоре предложил ему выполнить крупное самостоятельное исследование по изоморфизму. Позднее эта работа была представлена Д.И. Менделеевым в качестве кандидатской диссертации «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Данное исследование, представленное как квалификационное сочинение, заслужило золотую медаль и явилось первым шагом к открытию Периодического закона. Впоследствии Д.И. Менделеев писал об этой работе: «Составление этой диссертации вовлекло меня более всего в изучение химических отношений. Этим она определила многое»{228}.
12
Из-за существовавших тогда ограничений Д.И. Менделеев, окончивший гимназию в г. Тобольске, не имел права поступать в Московский и Петербургский университеты. Лишь после настойчивых хлопот матери, Менделеева приняли в Главный педагогический институт в год, когда приема в институт не было.
13
Обучение в Главном педагогическом институте делилось на два курса — младший и старший, каждый из них длился два года.