Атомистическая теория Джона Дальтона позволила перевести разговор на язык цифр: стало возможным характеризовать элементы одним числом — атомным весом. И как только накопились соответствующие измерения, появилась гипотеза У. Праута…
Праут, практикующий лондонский врач, любительски занимавшийся химией, в 1815 и в 1816 годах опубликовал две статьи, в которых заявлял о том, что атомные веса элементов должны быть в точности кратны атомному весу водорода, что никаких дробных значений атомных весов быть не может и если они есть, то, значит, измерения произведены недостаточно точно; что, наконец, должен существовать «протил» — единая первичная материя, из которой состоит все сущее. Идеи Праута разделили химиков на дна лагеря. Одни поддерживали его идею о единстве материи, другие отрицали. И наконец, в 1860-х годах бельгийский химик Ж. Стас проводит серию кропотливейших исследований, долженствующих прямым опытным путем установить, существуют или нет дробные атомные веса. Результаты этих опытов нельзя было бы назвать эффективными — небольшая табличка сотни раз перепроверенных чисел. Но эта табличка Стаса оказалась многозначительной для химиков того времени: атомные веса многих элементов были дробными…
Много занимаясь сопоставлением свойств различных элементов, Менделеев до появлении работ Стаса был склонен думать, что в гипотезе Праута что-то есть. Но, как естествоиспытатель, привыкший снова и снова пересматривать свои умозрительные соображения, каждый раз приводить их в соответствие с опытными данными, он сразу оцепил достоверность таблички Стаса.
Приняв измерения Стаса и вытекающие из них последствия: множественность и взаимную непревращаемость элементов, положив эти идеи в основу периодической системы, Дмитрий Иванович спустя 15–20 лет, естественно, не считал нужным ни с того ни с сего отказаться от принципов, давших такие плодотворные результаты, и принять ничем еще не прославившуюся идею единства материи.
В множественности элементов Дмитрия Ивановича убеждало и то, что никто еще не наблюдал превращения одного элемента в другой и что спектральное изучение космических тел неизменно свидетельствовало: элементы распространены до отдаленнейших светил и выдерживают, не разлагаясь, самые высокие космические температуры.
Бирмингемское выступление У. Крукса, воскресившее в обновленном виде праутовский «протил», вывело Дмитрия Ивановича из себя. Безукоризненному предшествующему опыту всей химии Крукс противопоставлял туманные аналогии, вроде распространения дарвиновской идеи об эволюции на химические элементы.
Выступление Крукса широко обсуждалось в русских научных кругах. Как-то раз после оживленного заседания в физическом обществе Дмитрий Иванович, А. Столетов и К. Тимирязев проспорили до поздней ночи о единстве материи. Наконец Дмитрий Иванович, исчерпав все свои доводы и разгорячившись до предела, буквально простонал:
«Александр Григорьевич! Клементий Аркадьевич! Помилосердствуйте! Ведь вы же сознаете свою личность. Предоставьте же и Кобальту и Никелю сохранить свою личность».
«Мы переглянулись, — вспоминал потом Тимирязев, — и разговор быстро перешел на другую тему…»
Десятилетие, последовавшее за 1886 годом, было относительно спокойным для периодической системы, хотя, кроме умозрительных споров о единстве материи, Дмитрия Ивановича продолжали беспокоить «три предмета, касающиеся периодического закона и до сих пор с ним не согласованные». Предметами этими были: кобальт, который, несмотря на меньший атомный вес, был помещен Менделеевым перед никелем, теллур, помещенный перед более легким йодом, и необычное положение редкоземельных элементов, которые все пришлось расположить как бы в одной клетке таблицы. Дмитрий Иванович понимал, что за этими мелкими на первый взгляд неправильностями могут крыться как неточности измерений, так и глубокие фундаментальные противоречия. Однако на первых порах исследования, ведущиеся в этом направлении рядом химиков, не предвещали угрозы целостности менделеевского детища.
Но Дмитрий Иванович ощущал приближение серьезнейших испытаний для периодического закона. И чувства его были настолько обострены, что по первым коротким и невнятным сообщениям он безошибочно угадал важность открытий, которым было суждено подвергнуть решительному испытанию периодический закон…