Валентин Азерников - 200 лет спустя. Занимательная история каучука
Я перечислил уже немало увлечений Бутлерова, но не назвал еще нескольких, чрезвычайно важных для понимания этого замечательного человека.
Вообще трудно судить о душевных качествах человека, которого тебе не довелось знать самому. Воспоминания, свидетельства друзей и родственников, как ни красочны они бывают, не могут все же создать законченный образ. Особенно, если человек этот знаменит уже сто лет. Потому что его научная знаменитость как-то невольно выходит на первый план, затмевает его чисто человеческие качества. А ведь без них, даже без каких-то слабостей нельзя представить себе истинный портрет ученого.
Но все же, как ни отрывочны наши сведения о Бутлерове, они рисуют нам человека удивительного, удивительного именно своей человечностью, отсутствием надменной гордыни или зазнайства. Напротив, все современники подчеркивали исключительную простоту и обаяние великого химика.
Вот смотрите, профессор В.В. Морковников вспоминает: “Может явиться еще более талантливый ученый и преподаватель, но трудно надеяться, чтобы он соединил в себе в то же время то обаяние и благотворное влияние, которые распространяла замечательно симпатичная личность Александра Михайловича на всех его окружающих”.
Еще один из знавших близко Бутлерова — В.С. Россоловский — писал о нем: “…Он принадлежал к тому редкому типу ученых, ученость которых узнается только по трудам и по беседам с ним и не выставляется напоказ напускной важностью, вненаучной рассеянностью и разными оригинальными чудачествами”.
Нет, право же, он очень симпатичен. Сильный, ловкий, пудовыми гирями играет как мячиками, верхом ездит не хуже кавалериста, прекрасно знает живопись и музыку, особенно оперу, сам хорошо играет на фортепьяно, замечательный пчеловод и цветовод, общительный и внимательный к окружающим, много знает не только в своей химии, но и в физике, географии, медицине, ботанике, зоологии и при всем при том — крупнейший химик, да не просто крупнейший, а создатель нового раздела органики. Первооткрыватель, иными словами.
А теперь, после всего, что я вам рассказал о Бутлерове, мне осталось лишь добавить еще вот что: он никогда не занимался каучуком.
Как же так? — скажете вы. Зачем же тогда говорить о нем в книге, посвященной каучуку? Зачем ставить его в ряд с учеными, своими руками исследовавшими и создававшими новый материал?
А затем, отвечу я вам, что хотя Бутлеров и впрямь не занимался каучуком и, быть может, даже не произносил этого слова, но без его работ были бы невозможны все наши сегодняшние успехи в этой области. Без теоретических открытий Бутлерова нельзя было бы создать всего того многообразия синтетических каучуков, которые сегодня окружают нас.
Признаюсь, мне бы очень хотелось иметь возможность рассказать вам о том, как Бутлеров создал свою знаменитую теорию строения органических соединений. Хотя я прекрасно понимаю, что если бы даже мне и удалось ценой невероятного напряжения всех своих душевных и физических сил это сделать, то все равно мой труд пропал бы даром. Потому что после моих усилий понадобились бы еще и ваши, а я вовсе не уверен, можете ли вы позволить себе в тот момент, когда будете читать эту главу, напрягать все ваши душевные и физические силы.
Но если все-таки предположить такой фантастический случай, что я рассказал о теории строения Бутлерова, а вы с интересом прочли это место, то вы бы поразились замечательной интуиции Бутлерова, его таланту, сумевшему увязать в единый узел разрозненные факты. Вам было бы интересно узнать, что до Бутлерова химики из одного города, даже из одного университета могли разговаривать друг с другом, друг друга не понимая. Потому что в то время многие химики пользовались формулами своего собственного изобретения. Как кустари-одиночки, они лепили эти формулы из крупиц своих знаний о свойствах веществ. Из одних и тех же крупинок они складывали совершенно различные рисунки. Понять, что изображает нарисованная формула, нельзя было, если не знать, что хотел сказать ее автор.
Сейчас, когда на уроке химии учительница пишет на доске формулу какого-то вещества, вы прекрасно понимаете ее. Больше того, эту формулу понял бы и иностранец, потому что теперь существует международный химический язык. И академик, и вы, и я — все мы пользуемся одними и теми же обозначениями и подразумеваем под ними одно и то же.
Но это еще не самое удивительное. Эти формулы, эти буквы, соединенные черточками, — не просто значки на бумаге; это атомы, расположенные определенным образом в пространстве. И от того, как они нарисованы, от того, в какую сторону вы проведете черточку, зависят свойства изображаемого вами вещества. Вы можете рисовать всего три знака — вещество, состоящее всего из трех атомов, — однако название этого вещества и его свойства будут зависеть от того, в каком порядке напишете вы их, от того, в каком порядке соедините атомы.
Подобные же. изменения происходят при перестановке букв в некоторых словах. Предположим, я вас спрашиваю: что означает слово, состоящее из таких трех букв — О, Т и К? Сейчас выясним, говорите вы. Вы берете карандаш и… останавливаетесь в нерешительности. Потому что вы не знаете, в каком порядке эти буквы поставить. Напишете ОТК — это отдел технического контроля, напишете КОТ — это кошка в мужском роде, напишете ТОК — это направленное движение электронов.
Короче говоря, вы не можете ответить на мой вопрос, несмотря на то, что он показался вам чрезвычайно простым.
Если теперь вновь вернуться от русского языка к языку химическому, то можно позволить себе следующее сравнение: слово — это формула, буква — это атом, порядок букв в слове — это порядок расположения атомов в веществе, то есть его строение. А смысл слова — это свойство вещества.
Так вот, до Бутлерова химики знали смысл слов, они даже знали, из каких букв это слово построено, но они не ведали, что его можно изобразить так, что порядок будет передавать точный смысл.
Иными словами, они не верили, что химическое строение может отражать свойства вещества.
Бутлеров первым из ученых ввел специальный термин для обозначения взаимной связи между атомами — “структура”. Он первым показал, что именно структура в сочетании с составом вещества и определяет его физические и химические свойства. Эти закономерности получили название “структурная теория строения органических соединений Бутлерова”.
И когда сегодня на уроках химии вы рисуете на доске структурную формулу какого-нибудь органического соединения, соединяя атомы между собой черточками, вы, может быть и не зная этого, пользуетесь теорией Бутлерова. И если вы ошибаетесь в своем химическом рисунке, если нечаянно меняете местами атомы в молекуле, перед вами уже другое вещество, с другими свойствами. Ибо, по теории Бутлерова, каждому веществу соответствует единственная структурная формула.
Например, структурная формула натурального каучука выглядит так:
А если поменять местами атом водорода и группу CH3 , то это уже будет не каучук, а гуттаперча:
Все эти рассуждения покажутся вам слишком отвлеченными, может быть, даже несколько скучными. Вас, очевидно, так и подмывает спросить: “Ну и что? Что дает эта теория строения лично мне, вот, например, мне, Васе Петрову, ученику шестого класса “Б”, в настоящий момент читающему эту книгу в коридоре, куда меня выставили за то, что я стрелял из рогатки?”
Лично тебе, Вася, она дала возможность читать в настоящий момент эту книгу в коридоре; ибо если теории не было бы, то у тебя не было бы и рогатки, и, следовательно, сидеть бы тебе сейчас на уроке истории и ждать вызова к доске. Так что, как видишь, она тебе дала не так уж мало.
Теперь, насколько я понимаю, тебя, Вася, интересует: какая же связь между теорией строения, которую создал Александр Михайлович Бутлеров, и рогаткой, которую создал лично ты из старой велосипедной камеры и которую лично у тебя отобрала учительница?
А вот какая.
Велосипедная шина сделана из синтетического каучука на шинном заводе. Каучук привезли туда с химического завода. Там его синтезировали из газа. Запустили в аппарат короткие молекулы газа, и в нем под действием различных веществ и температуры они соединились в длинные молекулы — получился каучук. Но завода этого раньше не было, его построили. Сооружали его строители и монтажники по чертежам, которые прислали им проектировщики. Однако проектировщики не сами же придумали, что из чего будут здесь получать. Им выдали задание химики-исследователи. Вот теперь, наконец, мы добрались до начала эстафеты. Значит, первое слово сказали исследователи. А им кто сказал? А никто. Они сами всё придумали.
Перед ними была поставлена задача: надо синтезировать каучук для велосипедных камер. Сели они за стол, взяли бумагу и карандаш, стали прикидывать, каким же должен быть этот каучук. Прежде всего эластичным, чтобы камеру можно было надувать. Еще этот каучук не должен пропускать воздух. И быть прочным.
