Часть II Механизм преодоления ППБ

ГЛАВА 5 Открытие формулы бензола А. Кекуле

ППБ на пути к формуле бензола. Нашя задача теперь состоит в том, чтобы выяснить скрытый механизм преодоления познавательно-психологического барьера как препятствия, стоящего на пути научно-технического прогресса. Начнем с науки.

В начале второй половины XIX века в органическую химию было введено понятие валентности, или атомности. Одноатомными были признаны гакие элементы, как водород, хлор; двухатомными — кислород, сера; трехатом-нымп — азот, фосфор и, наконец, четырехатомными — углерод, кремний. По величине атомности к символу элемента приставлялось соответствующее число черточек. Соединение писалось таким образом, что валентные черточки элементов как бы насыщали друг друга. Например, формула уксусной кислоты писалась:

Как видим, соединение изображалось формулой в виде открытой цепочки, и свойства агома внутри молекулы характеризовались его положением между другими атомами и различными связями с ними.

Были установлены еще два важных обстоятельства: во-первых, между двумя атомами углерода могла быть не простая связь, изображаемая одной черточкой, а двойная (как в этилене) или даже тройная (как в ацетилене); во-вторых, цепочка могла разветвляться, оставаясь в то же время открытой и давая различные изомеры. Так объяснялось строение соединений жирного (алифатического) ряда.

Но уже начиная с 40-х годов XIX века в химии и химической промышленности все большую роль стали играть ароматические соединения, которые участвуют -в анилино-красочном, парфюмерном и фармацевтическом производстве. Эти соединения являются производными простейшего исходного вещества бензола СбНб. Такова его эмпирическая формула. Строение же его долго не было установлено.

Дело в том, что все шесть атомов углерода, входящие в молекулу бензола, совершепно одинаковы между собою.

Точно так же все его шесть атомов водорода тоже одинаковы. Между тем ставший общепринятым способ написания формул в виде открытых цепей и оказавшийся барьером, не мог выразить эту одинаковость всех углеродных атомов бензола, равно как и одинаковость всех его водородных атомов. На самом же деле атомы, стоящие по краям цепи, всегда и неизбежно будут отличаться от атомов, заключенных внутри цепи. Поэтому все попытки изобразить формулу бензола в виде открытой цепи неизменно оказывались несостоятельными.

Мы можем с полным основанием сказать, что способ изображения формул органических соединений в виде открытых цепей был особым способом, применимым лишь к особому классу этих соединений — к их жирному ряду (особенное). Это особенное ошибочно было универсализировано, возведено в ранг всеобщего, в результате чего превращено в ГШБ на пути к познанию истинной структуры бензола и его производных — ароматического ряда. Возникшую задачу нельзя было решить, оставаясь в плоскости особенности (открытых цепей): химикам надлежало найти выход за рамки этой особенности и отыскать какой-то иной, еще неизвестный принцип построения структурных формул, кроме принятых открытых цепей.

Роль «подсказки» или «трамплина» при преодолении ППБ. Разбираемый нами историко-научный эпизод интересен тем, что он позволяет выяснить не только наличие ППБ и его функционирование в ходе работы научной мысли, но и внутренний механизм своеобразной подсказки, которая независимо от самого ученого навела его мысль на искомое решение, то есть помогла преодолеть существовавший, но неосознанный ППБ.

Как рассказывал впоследствии сам автор открытия А. Кекуле, он долгое время ломал голову над тем, каким образом можно было бы выразить одинаковость всех атомов углерода в бензоле и всех его водородов. Усталый, он сел у пылающего камина и задремал. Перед его мыс-денным взором мелькали, как яркие змейки, цепочки из атомов углерода и водорода. Они совершали различные движения, и вот одна из них замкнулась в кольцо.

Так у А. Кекуле родилась «подсказка» искомой формулы бензола: формула должна быть кольцевой — только в этом случае все шесть атомов углерода, входящие в молекулу бензола, могут быть между собой равноценны, так же как соединенные с ними шесть атомов

водорода. А. Кекуле очнулся, сел и записал привидевшуюся ему кольцевую модель молекулы бензола.

Так он рассказывал сам. Такого рода подсказку мы назовем познавательно-психологическим трамплином (или. короче, трамплином). Она наводит мысль ученого на правильный путь к истине, который до тех пор был закрыт для него неосознанным барьером, стоявшим на этом пути. Она не разрушает этого барьера, но указывает, как его можно преодолеть или обойти нашей мыслью.

Случайное и необходимое при преодолении IIП Б. К рассказанному случаю добавим следующее. Еще в детстве А. Кекуле присутствовал на суде, где разбиралось дело человека, служившего лакеем у старой графини. Он убил свою хозяйку и ограбил ее. Среди ее драгоценностей был и браслет, который застегивался на руке, подобно змею, глотающему свой хвост. Поэтому некоторые биографы А. Кекуле высказали предположение, что идея кольцевой формулы бензола могла быть подсказана ему детским воспоминанием об этом браслете.

Сам А. Кекуле отличался веселым характером, был шутником и выдумщиком. Он вознамерился сочинить еще одну версию о том, как ему пришла мысль о замыкающейся в кольцо углеродной цепи. Он рассказал, что будто бы ехал в Лондоне в омнибусе на крыше и увидел, что по улице везут в цирк клетку с обезьянами, которые хватаются лапами друг за друга и машут хвостами, и он будто бы подумал, что это атомы углерода (четырехатомные), а их хвосты — это водороды. Вдруг сцепившиеся обезьяны образовали кольцо, и он догадался, что формула бензола должна быть кольцевой.

Легко можно представить еще много других версий аналогичного характера, например: плетение венка с замыканием цветочной полоски в кольцо: свертывание в колечко прутика; смыкание большого пальца руки с одним из других и т. д.

Во всех этих случаях существенно и важно только одно: чтобы наблюдался процесс замыкания в кольцо двух окончаний какого-либо достаточно прямолинейного предмета. Наблюдение такого процесса, совершенно независимо от того, что представляет собой сам предмет, концы которого замыкаются, и может послужить намеком пли имитацией решения задачи.

Заметим, что необязательно ученому было видеть какой-либо из процессов в данный момент, а достаточно его

вспомнить и воспоминание о таком образе могло бы послужить ему подсказкой, причем такой, на которую он мог вообще не обратить никакого внимания и совершенно забыть о ней в ходе последующей разработки своего открытия.

Все приведенные выше версии чисто случайные, внешние по отношению к самому творческому процессу, ничем не связанные с его существом. Однако общим в них было то, что каждое из этих случайных событий по-своему имитировало один и тот же необходимый процесс: замыкание открытой цепи в кольцо.

Здесь мы видим, что отмеченная необходимость реализовалась через случайность, которая подсказала ученому путь к решению стоявшей перед ним задачи. Дру-

гими словами, случайность здесь выступила как форма проявления необходимости, как форма ее выявления и улавливания.

При этом для хода научного познания важна, собственно говоря, сама необходимость, а не то, каким случайным образом ученый пришел к открытию этой необходимости.

По-видимому, в истории многих научных открытий подсказка могла в явной форме не фиксироваться самим ученым и бесследно стереться из его памяти. Тем не менее такие подсказки имели место в истории пауки в гораздо большем количестве, нежели они зафиксированы самими учеными, а тем более, нежели о них было рассказано, как в случае с А. Кекуле.

Другой аспект случайного и необходимого в научном открытии. Итак, первым условием хорошей подсказки является наличие имитации сути готовящегося открытия. Поэтому случайность в этих условиях и выступает как форма проявления необходимости и дополнение к ней.

Но мы можем подойти к оперированию теми же категориями случайности и необходимости и с другой стороны, как это сделали французский математик О. Курно и русский марксист В. Плеханов. На вопрос «что такое случайность?» они отвечали: «Случайность возникает в пункте пересечения двух независимых необходимых рядов».

Такой подход как нельзя лучше позволяет раскрыть и понять внутренний механизм возникновения подсказки в ходе научного открытия. Это можно показать на примере нахождения формулы бензола с помощью подсказки, согласно любой из приведенных выше случайных версий. Здесь действительно происходит пересечение двух совершенно независимых между собой необходимых рядов, и сама подсказка рождается точно в пункте их пересечения.

Один из зтих рядов связан с напряженными поисками ответа на поставленный самой наукой вопрос о структурной формуле бензола. Эти поиски в рамках органической химии совершаются в сознании А. Кекуле как необходимый логический процесс в течение достаточно долгого времени и пока что безрезультатно. Подобный мыслительный процесс не только не прерван в момент, когда происходит вклинившийся в жизнь ученого случайный процесс внешнего характера, но, напротив, продолжает-

GC

ся столь же настойчиво, как и раньше. Внешний же по отношению к нему пррцесс, в свою очередь, столь же необходим сам по себе. Например, браслет сдедан только для того, чтобы его застегивать (замыкать) на руке. Или, скажем, доставка обезьян в лондонский цирк была необходима для работы этого цирка.

Когда же оба необходимых и совершенно не связанных между собою процесса случайным образом пересеклись, то в точке их пересечения столь же случайно возникла подсказка: открытую цепь надо замыкать в кольцо. Так раскрывается в данном случае еще одна сторона механизма — образование своеобразного трамплина в хеде научного открытия.

Здесь мы имеем дело со вторым условием возникновения подсказки. Требуется соблюдение условия, чтобы поисковая мысль, направленная на разгадывание не решенной еще задачи, в этот момент не прерывалась, чтобы она настойчиво работала над разгадыванием нерешенной задачи. Только в этом случае второй, то есть посторонний, внешний процесс может послужить подсказкой (образовать трамплип) для преодоления существующего ППБ.

В самом деле, ведь несомненно А. Кекуле с детства запомнил образ браслета в виде змеи, глотающей свой хвост. Но само по себе это воспоминание ничего ему не говорило о структурных формулах органических соединений. Здесь важно только одно: что подобные образы пришли ему на память в тот самый момент, когда он ломал голову над формулой бензола, иначе говоря, что оба независимых процесса совпали один с другим, пересеклись между собою и этим своим пересечением дали новое направление научно-исследовательской мысли ученого. При этом, повторяем, совершенно неважно, наблюдал ли ученый какой-либо вещественный процесс или только вспоминал его или даже просто примыслил его в своем воображении.

Третьим существенно важным условием является то, чтобы сам ученый обладал в развитой форме ассоциативным мышлением. Только в этом случае он смог бы уловить, почувствовать, заметить какую-то совершенно случайную связь (ассоциацию) между мучившей его научной задачей и совершенно не относящимся к ней ничтожно малым событием бытового характера.

•Только обладая ассоциативным мышлением в должной степени, ученый способен откликнуться на пришедшую

ему на помощь подсказку и увидеть в ней нужный ему трамплин. В противном случае он пройдет мимо нее, так и не поняв, что он мог ею воспользоваться.

Наконец, четвертое условие — для того, чтобы соответствующая подсказка (трамплин) привела к положительному результату и реально указала правильный путь к грядущему открытию, необходимо, чтобы мысль ученого достаточно продолжительное время билась в поисках решения стоящей задачи, чтобы она перепробовала все возможные варианты ее решения и один за другим¹ проверила и отвергла все неудачные.

Благодаря этому познавательно-психологическая почва для принятия единственно верного решения оказывается достаточно подготовленной для того, чтобы подхватить нужную ей подсказку, падающую на вполне подготовленную уже почву. Иначе мысль ученого может пройти мимо сделанной ей подсказки. Как это бывает в истории пауки, мы видели у Л. Кекуле в его долгих поисках формулы бензола. То же самое произошло и у Д. Менделеева, который почти полтора года (с осени 1867-го по весну 1869 года) пытался упорно держаться жераровских представлений об атомности элементов и с этих позиций написал всю первую часть «Основ химии».

Таковы четыре необходимых условия успешности функционирования трамплинов при преодолении ППБ, выполнение которых завершается научным открытием. Последнее выступает при зтом как выход из сферы бессознательного в сферу осознанного, подобный внезапному попаданию из темноты в освещенное место, как своего рода озарение.

# * #

Анализируя действие подсказки (трамплина) в процессе преодоления неосознанного до тех пор ППБ и связывая это действие с наличием и проявлением ассоциативности мышления ученого, мы вплотную подошли к разбору собственно познавательно-психологических проблем научного творчества. Пока мы рассматривали функции барьера и его действие, мы оставались все время в сфере бессознательного, ибо до преодоления ППБ ученый даже не догадывается о его существовании. Отыскивая решения вставшей перед ним задачи, ученый, словно в потемках, ощупью идет к истине и наталкивается на какое-то странное препятствие. Когда же непонятно откуда возникший трамплин вдруг выводит его на путь

к решению, то это оказывается подобно внезапно блес* нувшему лучу света, указавшему выход ив темноты. Этот момент отмечает и сам ученый, сравнивая его с неожиданным прозрением, просветлением или даже с наитием (иногда словно пришедшим свыше). Словами «блеснула мысль», «сверкнула идея» и т. п. ученый фактически констатирует момент, когда из темноты бессознательного его мысль сразу вышла на свет осознанного и увидела способ для преодоления непонятной до тех пор преграды, стоящей на пути к истине. Тем самым и ППБ, впервые воспринимаемый, из тьмы бессознательного переходит в область сознательного.

ГЛАВА 6 Еще о трамплинах...

Какие трамплины были или могли быть у Д. Менделеева при открытии периодического закона? Прежде чем перейти к области технических изобретений, рассмотрим несколько примеров трамплина в творчестве химиков. Вернемся к открытию периодического закона Д. Менделеевым. В чем именно состоял тогда основной ППБ — мы уже видели. Мы знаем также первые записи, сделанные рукой ученого на обороте присланного ему письма, которыми началось преодоление барьера, стоявшего на пути к истине. Но в чем конкретно заключался трамплин, подсказавший Дмитрию Ивановичу мысль о сближении химически несходных элементов по величине их атомных весов, мы не знаем. Можно только гадать об этом и высказывать гипотезы. Так как первая запись была «КС1», то вполне возможно, что знаменитый химик сделал ее как случайную, продиктованную тем, что первая часть «Основ химии» завершалась хлором (С1) и его аналогами, а вторая их часть, над которой он как раз и работал в тот момент, открылась калием (К) и его аналогами. В пользу такого предположения говорит свидетельство самого ученого, что «главное — периодичность элементов, найденная именно при обработке «Основ химии».

И тем не менее нельзя точно установить, как у него сработал трамплин в тот самый начальный момент. Но это можно сделать с большой достоверностью в отношении другого, гораздо менее значительного трамплина, проявившего себя в тот же день немного позднее.

Отметим, что Д. Менделеев любил во время отдыха от научных занятий раскладывать пасьянс. И вот, когда

уже был найден ключ к открытию периодического закона, то есть преодолен барьер на пути к открытию, Д. Менделеев стал записывать расположение элементов в виде таблицы.

Однако далеко не сразу и отнюдь не для всех элементов находилось правильно место в строящейся системе. Элементы и даже целые их группы приходилось постоянно переставлять с места на место, а это требовало все нового и нового переписывания всей строящейся таблицы. А так как общее число элементов было достаточно? большим (64), то доведение открытия до конца явно затягивалось надолго. В этот момент Дмитрия Ивановича навестил А. Иностранцев. Полвека спустя (в 1919 году) он вспоминал, что застал ученого стоящим у своей рабочей конторки в расстроенном состоянии. Д. Менделеев признался ему, что в отношении систематики элементов у него в голове все уже сложнтось, а выразить таблицей (то есть записать на бумаге) он не может.

Когда А. Иностранцев ушел, произошло, если судить по последующим действиям Д. Менделеева, главное: оп преодолел стоявший перед ним ППБ, согласно которому таблицу надо составлять, обязательно записывая ее сразу¹ на бумаге, и понял, что необходим новый способ записи. Потом, уже в наше время, академик А. Ферсман назовет его раскладыванием «химического пасьянса». Сам же Д. Менделеев в «Основах химии» запишет: «Вот я и стал подбирать, написав на отдельных карточках элементы, с их атомными весами и коренными свойствами, сходные элементы и близкие атомные веса, что быстро и привело к' тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса...»

Здесь ничего еще не сказано о трамплине, который подсказал выдающемуся химику путь преодоления ППБ, переходя от написания таблицы на бумаге к раскладыванию пасьянса. Может быть, стоя в растерянности у конторки, Д. Менделеев увидел колоду игральных карт или же только вспомнил о ней, а может быть, ему на глаза попались лежавшие у него на конторке визитные карточки. Это неизвестно.

Но, вероятнее всего, трамплином оказался уже набросанный на бумаге первый незаконченный вариант таблицы. Присмотримся к его верхней части. Вот он: Са = 40 Mg=87,6 Ba = 137 (щелочноземельные) U = 7 Na = 23 K=39,1 Rb = 85,4Cs=133(iHen. металлы) F = 19 Cl=35,5 Br = 80 J = 127 (галоиды).

Здесь ясно выступило (еще до раскладывания пасьянса), что элементы распределяются в горизонтальные ряды как бы <шо масти» (например, щелочные металлы или галоиды), а в вертикальные столбы — «по значению», то есть по близости атомных весов (например, 40; 39,1; 35,5),

Любитель карточных пасьянсов, каким был Д. Менделеев, не мог не заметить удивительного сходства с расположением игральных карт в некоторых пасьянсах. Ведь для того, чтобы пасьянс получился, карты в нем должны располагаться в определенной зависимости от масти и значения.

Такое поразительное сходство не могло бы остаться незамеченным для ученого, наделенного ассоциативным

мышлением, и, следовательно, не могло бы рано или поздно не выступить в ходе его научного творчества как трамплин, указавший путь к преодолению ППБ.

Добавим, что весь ход химического пасьянса ученый зафиксировал на бумаге, и это нами было дешифровано в 1949 году. Какие при этом возникали перед нами своеобразные барьеры и с помощью каких трамплинов они были преодолены, рассказано ниже.

Реконструкция менделеевского химического пасьянса. Прежде всего барьером (ППБ) при попытке реконструировать ход химического пасьянса, который был разложен Д. Менделеевым 17 февраля (1 марта) 1869 года, явилось само истекшее с того момента время. Казалось бы, никакие записи, сделанные Дмитрием Ивановичем, дошедшие до нас, не могли помочь нам установить, в какой последовательности раскладывались и переставлялись с места на место карточки с элементами. Задача решалась последовательными этапами, и ключ к выяснению очередного этапа ее решения находился каждый раз при тщательном анализе менделеевских записей. Я не могу здесь подробно разобрать каждый наш шаг (мы работали вместе с моей покойной женой Т. Н. Ченцовой), но отмечу лишь некоторые моменты.

В первую очередь надо было выяснить, с чего и как началось «раскладывание пасьянса». Легко было установить, что первыми заняли свои места, естественно, наиболее изученные элементы, начиная со щелочных металлов и следующих за ними галогенов (галоидов), в течение всего дальнейшего пасьянса они ни разу не меняли своих мест. Таких элементов оказалось 27, то есть немногим меньше половины всех вообще известных тогда элементов.

За ними следовали менее изученные, которые были выписаны на нолях вне самой таблицы, на ее нижнем и верхнем краях и в других местах. Так, внизу таблицы было записано в случайном порядке 17 элементов, которые затем вычеркивались. Невычеркну гым остался один индий.

Легко было догадаться, что остальные 16 последовательно вычеркивались из подготовительного списка каждый раз, когда карточка соответствующего элемента включалась в пасьянс. В итоге в конце второго этапа в таблицу были вписаны еще 30 элементов, то есть всего уже 57.

Значит, к этому времени вне пасьянса оставалось только 7 карточек. Их Д. Менделеев записал в правом верх-

нем углу своей таблицы, и из него он вычеркнул три элемента: два он включил в пасьянс, а третий (тербий) обвел овальной рамкой и под ним подписал: «несу по б». Это был первый менделеевский ребус, который заставил нас поломать голову.

Что может означать это «несу»? Жена как-то спросила: «А не записан лп где-нибудь тербий в самой таблице?» Я ответил, что его там нигде нет. «А почему? Не объясняется ли это тем, что у Менделеева было основание считать, что тербия вообще не существует?» — спросила она.

Ее вопрос явился подсказкой: «несу» — значит не существует, догадался я тут же. А три следующие буквы «по б» должны означать, по мнению какого ученого тербия вообще нет в природе. Я бросился к первому изданию «Основ химии», к тем главам их второй части, которые писались после открытия периодического закона. И там я пашел ответ: по мнению Бунзена и Бара, тербия вообще не существует- Так был решен этот ребус.

Значит, общее число карточек оказалось на одну меньше, а именно 63. Из них теперь в пасьянс вошло 60.

Второй ребус, заданный нам Д. Менделеевым, оказался сложнее. Над нижним списком элементов, размещаемых в таблице, было записано: «невзо In, Er, Th, It». Причем три последних записано общим росчерком. Что это могло значить?

Мы решили сначала, что недонисанное слово означает имя какого-то химика. Если русского, то Невзорова, если иностранца — то, скажем, Хебсона (Hebson).

Но химиков с такими именами обнаружить не удалось. Покойный Г. Быков прочитал «невзо» как немного искаженное немецкое слово «Uber» (вверху или наверх). Он объяснил это тем, что упомянутые здесь четыре элемента попали у Дмитрия Ивановича на самый верх его окончательной таблицы. Но зто нам показалось натяжкой, и ребус очень долго оставался нерешенным.

Наконец, причудливым образом пришла подсказка. Как-то раз мы с женой были на «Прекрасной Елене», и когда Менелай начал вопрошать: «Взошел ли Парне на ложе Елены или не взошел?» — мы оба внезапно догадались, что недописанное «невзо» означает «не взошли». Ведь Д. Менделеев частицу отрицания часто не отделял от основного слова, а это последнее сокращал на гласной букве. Значит, мучившая нас запись означала, что к концу

пасьянса в него не были включены последние четыре карточки, причем три из них (зачеркнутые) были затем включены, а самой последней оставалась карточка индия.

Теперь оставался неразгаданным третий менделеевский ребус: на верхнем краю таблицы значилось: «надо (одно слово неразборчиво) Са Ва Sr».

Было непонятно, что «надо»? Я написал в Ленинград М. Менделеевой-Кузьминой, дочери ученого, и ее помощнику Р. Добротину, прося их помочь разгадать неразборчивое слово. При этом я рассказал о проделанной нами работе по реконструкции химического пасьянса и о том, что я установил следующее: в момент раскладывания этого пасьянса Дмитрий Иванович закончил написание первых двух глав второй части «Основ химии» — о щелочных металлах — и готовился приступить или уже приступил к написанию следующей, третьей, главы о теплоемкости.

В очередной свой приезд в Ленинград я услышал от Р. Добротина, что он разгадал интересовавшее меня слово: «надо теплоем[кость] Са Ва Sr». «Мне, — добавил он, — разгадку подсказало Ваше письмо, где Вы сообщили, что Д. Менделеев ко времени пасьянса занимался главой о теплоемкости».

Услышав это, я сам прочел названную главу в «Основах химии», и там значилось следующее: для того, чтобы убедиться в истинности атомных весов щелочноземельных металлов, надо определить теплоемкость кальция, бария, стронция. Не понимаю, как я мог раньше не обратить внимания на эту фразу! Ведь здесь и порядок перечисления — Са, Ва, Sr — был такой же, как наверху «пасьянсной» таблицы. По-видимому, мне не хватило тогда ассоциативного мышления, которое, к счастью, проявил Р. Добротин.

Последняя менделеевская загадка была особенно интересной. А. Иностранцев в 1919 году вспоминал, что еказал ему Д. Менделеев после первой публикации, содержавшей сообщение о сделанном открытии. Ученый будто бы говорил, что долгое время у него ничего не получалось с таблицей элементов; усталый, он прилег и заснул. Во сне увидел таблицу, в которой элементы были расставлены «как надо». Встал и записал ее на бумаге. Впоследствии только в одном месте потребовалось исправление.

Так вспоминал А. Иностранцев. Но прошло целых полвека, и его память могла его подвести. А мы занялись

этим вопросом еще 30 лет спустя, когда живых свиде* телей происходившего в квартире Д. Менделеева в девь открытия периодического закона не осталось. Можно ли было при таких условиях проверить правильность рассказа А. Иностранцева? Стоявший перед нами барьер, созданный протекшим временем, был велик. Тем более что задача состояла в выяснении того, что мог увидеть ученый во сне после своего химического пасьянса.

М. Менделеева-Кузьмина дала мне на просмотр все сохранившиеся у нее в музее-архиве рукописные таблицы ее отца. И вот одна из них в точности соответствовала тому, что рассказывал А. Иностранцев: в ней элементы были расставлены «как надо», то есть не в порядке убывания атомных весов, а в порядке их возрастания, во-первых. А во-вторых, при ее публикации действительно только в одном месте Д. Менделеев сделал исправление, вычеркнув ошибочно предсказанные им два элемента («?=8;? = 22») между водородом и медью.

После появления рассказа А. Иностранцева распространилась версия, будто Д. Менделеев сделал свое открытие во сне. Эта нелепость была теперь полностью опровергнута, поскольку во сне Дмитрий Иванович только «переписал» свою законченную таблицу в обратном порядке.

Таковы были познавательно-психологические ребусы и задачи, связанные с менделеевским химическим пасьянсом.

Трамплин при изобретении противогаза Н. Д. Зелинским. Вскоре после начала империалистической войны 1914—1918 годов, то есть первой мировой войны, кайзеровская Германия применила химическое оружие. На западном фронте, у реки Инр, на французские и английские окопы немцы выпустили впервые огромное облако удушливого газа — хлора. Это случилось в конце апреля 1915 года. Спустя месяц такой же газовой атаке были подвергнуты русские войска на восточном фронте. В качестве защиты от газа стали использоваться марлевые маски, пропитанные водным раствором гипосульфита натрия (восстановитель!) и соды. Такой «мокрый противогаз» химически реагировал с хлором, удаляя его из воздуха.

Тогда был применен новый удушливый и вместе с тем отравляющий газ (хлорпикрин), который пробивал существовавшие тогда противогазы, так как не реагировал химически с гипосульфитом и содой. Но он химически свя-

зывался с другим веществом (уротропином), что привело к созданию нового химического противогаза.

Однако у противника всегда оставалась возможность прибегнуть к какому-нибудь третьему удушающему или отравляющему газу, который пробивал все известные химические противогазы, так что задача организации простой химической защиты оставалась бы все равно нерешенной.

Обратим внимание на то, что первоначальные средства защиты от газов основывались на учете специфических химических, то есть особенных, свойств газов и их поглотителей. Можно сказать так, что все дело химической защиты стояло вначале на ступени особенности. Это обстоятельство способствовало выработке некоторого ТШБ, заключавшегося в том, что средства защиты от газов надо искать в химии, в использовании химических свойств веществ. Между тем все настойчивее вставала задача создания универсального противогаза, способного улавливать и удалять из воздуха все опасные для человека газы вообще — как ныне уже применяемые, так и газы, изобретение которых возможно в будущем. Такую задачу и решил в том же 1915 году Н. Зелинский.

Чтобы понять, в чем состояла сущность его изобретения, вспомним то, как был открыт периодический закон Д. Менделеевым: тогда совершился переход со ступени особенности, в рамках которой изучалась до тех нор элементы лишь по их химическому сходству, на ступень всеобщности, представленной общефизическим свойством массы (атомного веса), по которому можно было сближать несходные элементы между собой. Значит, особенное здесь было представлено химией, а всеобщее — физикой (см. главу 1). Затем точно такое же соотношение категорий особенного и всеобщего мы видели в главе 3, когда говорили о переходе от химического (препаративного) анализа к физическому (спектральному и физико-химическому).

Аналогичную картину мы видим и в истории создания Н. Зелинским своего универсального (сухого угольного) противогаза. Создать такой противогаз означало выйти за рамки изобретения все новых п новых химических средств защиты от газов (особенного) и подняться на уровень всеобщего, когда решается задача улавливания всех опасных для человека газов вообще.

Каким же образом Н. Зелинскому удалось преодолеть в данном случае ППВ, другими словами, что именно но-

служило ему подсказкой (трамплином) в решении этой исключительно важной задачи, в результате чего была спасена жизнь многим тысячам людей?

Автору этих строк посчастливилось в бытность свою студентом химфака 1-го МГУ слышать из уст самого Н. Зелинского рассказ о том, как был им изобретен противогаз.

После ухода (в 1911 году) из Московского университета в знак протеста против царского произвола Н. Зелинский переехал в Питер, где стал заведовать Центральной лабораторией министерства финансов. Лаборатория эта обслуживала предприятия спирто-водочной промышленности. Одной из применявшихся там операций была очистка снирто-водочных изделий от всякого рода механических примесей и взвесей при помощи активированного (древесного) угля. Очевидно, что действие древесного угля (адсорбция им других тел) носило чисто физический, но не химический характер.

Когда пришли сводки о первой (майской) газовой атаке, то выяснилось, что русские войска использовали как защиту от газов такие доморощенные средства, как завертывание головы в шинель, как дыхание через разрыхленную землю и т. п., что давало хороший эффект. Очевидно, что и здесь действовал физический фактор (адсорбция), но не химический; то есть всеобщее (но отношению к любому газу), а не особенное (по отношению только к одному данному).

Обладая в высокой стенепи способностью к наблюдению и ассоциативному мышлению, Н. Зелинский сумел связать два факта: сообщение о том, каким путем спасались от удушения газами люди на фронте, и каково действие древесного угля при очистке спирта. И там и тут выступал как всеобщее один и тот же физический фактор — адсорбция.

Именно сообщения с фронта о майской химической атаке и ее результатах явились трамплином для научно-изобретательской мысли Н. Зелинского, которая уже в июне 1915 года преодолела возникший тогда ППБ в деле противохимической защиты.

Вот как свидетельствовал об этом сам изобретатель: «В официальных сообщениях с фронта подробно описывалась обстановка газовых атак, случаи поражения от них и немногочисленные случаи спасения... Сообщалось, что только те оставались в живых, кто прибегал к таким простым средствам... как дыхание через рыхлую землю,

плотно касаясь ее ртом и носом, или, наконец, спасались те, кто покрывал голову шинелью и спокойно лежал во время газовой атаки...

Последнее обстоятельство произвело на нас большое впечатление и, обсуждая затем вопрос о возможных мерах борьбы с газовыми атаками, мы решили испробовать и применить такое простое средство, действие которого было бы вполне аналогично действию материи шинели или гумусу почвы. Как в том, так и в другом случае ядовитые вещества связывались не химически, а поглощались, или адсорбировались, шерстью и почвой.

Такое средство мы думали найти в древесном угле».

Так сработал трамплин при осуществлении одного ия самых замечательных и удивительно гуманных химических изобретений. Когда в 1929 году во время «чистки профессуры» Н. Зелинский отчитывался перед народом за свою научную деятельность, он с гордостью сказал, что, но сути дела, он вступил в социалистическое соревнование еще в 1915 году, изобретя угольный противогаз, который спас столько человеческих жизней. Зал клуба Дорогмиловского химзавода, где выступал Н. Зелинский, ответил бурными признательными аплодисментами на эти слова старого ученого.

Не могу не упомянуть в связи со сказанным еще об одном эпизоде. Вскоре после окончания Великой Отечественной войны я написал для журнала «Пропагандист Красной Армии» статью об изобретении Н. Зелинским противогаза. В ней я провел методологическую параллель между открытием периодического закона Д. Менделеевым и изобретением угольного противогаза Н. Зелинским. Ведь и там и тут совершился однотипный переход с химической ступени особенности на физическую ступень всеобщности.

Редакция журнала предварительно послала рукопись моей статьи на отзыв самому Н. Зелинскому, и вскоре от него был получен не просто одобрительный, а буквально восторженный отзыв. Из скромности он добавил только, что не считает свое столь рядовое, но его словам, открытие удобным ставить на одну доску с таким великим открытием всемирного значения, как менделеевское.

Я, как автор, безмерно счастлив, что сумел довести до сведения творца универсального противогаза оценку его изобретения как совершившегося в порядке восхождения от особенного ко всеобщему и получить его одобрение.

ППБ в парадюксе Гиббса и трамплин при его преодолении. В заключение этой главы позволю себе привести случай из личного опыта. В 1927 году мой университетский учитель профессор А. Раковский читал курс но химической термодинамике; в одной из лекций он рассказал о так называемом парадоксе Гиббса, который состоял в следующем: когда смешиваются два различных химически не взаимодействующих газа, их энтропия S возрастает на одну и ту же величину AS. Но если смешиваются такие же количества одного и того же газа, то их энтропия остается без изменения, то есть AS=0. Мы можем взять сколько угодно мало различающихся газов и уменьшить до предела их различия, и все же AS при их смешении всегда будет иметь место, иначе говоря, их S будет возрастать на одну и ту же величину. Важно, чтобы оба газа хоть в чем-нибудь различались между собой. Но если в пределе они станут тождественными, то есть превратятся в две части одинакового газа, AS немедленно скачком обратится в нуль.

Дж. Гиббс, увидевший этот парадокс, не мог его объяснить сам. Дело в том, что энтропия S есть чисто математическая величина и непосредственно не измерима физически. Для ее определения необходимо измерить работу, совершенную при данном физическом процессе (скажем, при смешении газов), а затем полученное ее значение разделить на абсолютную температуру. Поэтому ученые, пытавшиеся решить парадокс Дж. Гиббса, стали искать способы определения работы при смешении (взаимной диффузии) двух различных газов, так как только в таком случае можно было вычислит