Тайны великих открытий

Помогайбо Александр Альбертович

Далее русский химик обратился к ЧИСЛЕННОЙ ОЦЕНКЕ. Он определил, что в каких бы сочетаниях ни комбинировались эти элементы, "V 1000" их соединений должен лежать в диапазоне от 71,4 до 111,1. Последовательно рассматривая затем каждое из соединений, Менделеев рассчитал характеристики каждого из них, выделив из них целое семейство материалов, которые впоследствии и в самом деле оказались хорошими взрывчатками.

Произведя это весьма подробное исследование, Менделеев стал изучать порох Вьеля. Надо заметить, Вьель лишь усовершенствовал материал, полученный в 1846 году германским химиком К. Шенбейном, который обработал обычную вату смесью серной и азотной кислот. При сильном ударе

это вещество — его назвали пироксилином — производило взрыв, однако попытки изготовить из него порох окончились неудачей. Пироксилин оказался бризантным — дробящим — взрывчатым веществом; он сгорал с детонацией и дымом.

Многочисленные исследования выявили причину негодности пироксилина в качестве пороха. Выяснилось, что при нитрировании клетчатки — ваты или других растительных волокон — получается неоднородный продукт. В разных местах нитроклетчатка содержит разное количество азота — а только большое его содержание и дает собственно пироксилин.

Французский инженер Вьель поместил бризантный пироксилин в спиртоэфирную смесь. В ней нитроклетчатка с малым содержанием азота превращалась в коллодий (являющийся хорошим клеем) — на собственно пироксилин смесь не действовала. Высушив такую массу, можно было получить материал, в которой пироксилин был равномерно смешан с коллодием. Такое вещество горело по поверхности, без детонации, выделяя прозрачные газы.

Открытие Вьеля было сделано методом проб и ошибок. Что касается Шенбейна, то он открыл пироксилин совсем случайно, пролив на стол азотную кислоту и вытерев ее фартуком своей жены. Менделеев же подошел к вопросу с научной точки зрения. Свое исследование он начал с определения конечной цели: как вместо механической смеси коллодия и пироксилина получить химически однородную клетчатку? За этим последовал химический анализ процесса нитрирования. Когда состоящая из углерода, кислорода и водорода клетчатка присоединяет нитрогруппы азотной кислоты, образуя нитроклетчатку, выделяется вода. Постепенно разбавляя азотную кислоту, она приводит к неполному нитрированию клетчатки. Как нейтрализовать эту "вредную функцию" воды? Следует как-то поглотить эту воду еще в момент образования. Химический анализ привел к выводу — необходима серная кислота, которая поглощает воду и образует гидрат — химическое соединение серной кислоты и воды.

После этого уже наступил этап количественной оценки.

"Секрет мой. Суть дела при получении пироколлодия: количество разбавляющей воды должно быть равно количеству воды гидратной", — написал Д.И. Менделеев.

Так был создан "пироколлодийный порох" — совершенно однородный порох. Однако на этом Менделеев не прекратил исследования. До него считалось, что взрывная сила пороха растет со степенью нитрирования клетчатки. Ученый провел количественную оценку и определил, что существует некая оптимальная степень нитрации, при которой углерод, содержащийся в порохе, окисляется не в углекислый, а в угарный газ, дающий на единицу веса больший объем. В ходе исследования своего пороха Менделеев обнаружил, что тот имеет именно необходимую степень нитрации.

Однако и на этом анализ не был завершен. Ученый провел технологический анализ. Поскольку пироколлодий совершенно не растворялся в чистом спирте, Менделеев предложил отказаться от традиционной сушки рыхлой влажной массы пироколлодия с помощью теплого воздуха, что не раз приводило к страшным взрывам в сушильнях. По его методу влажную массу стали вымачивать в спирте, который жадно вбирал в себя воду.

Только после этого ученый мог считать, что вопрос с порохом решен. Д.И. Менделеев писал:

"…Один идет по темному лабиринту ощупью;

может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь разгорается все ярче и ярче, превращается в электрическое солнце, которое ему все кругом освещает, все разъясняет".

"Фонарем" Менделеева был научный анализ, который позволял делать обобщения и создавать теории, а они, в свою очередь, позволяли давать практические рекомендации. Разгорался же фонарь благодаря все новым и новым принципам, которые ученый открывал по мере своих исследований в самых разных областях науки.

Часто синтез — создание теории — затрудняется появлением фактов, которые упорно не вписываются в теорию. Тщательное исследование этих фактов, как правило, рождает новое открытие, противоречащее старой теории и требующее новой. Это открытие не было бы сделано, если бы не проводилось анализа и синтеза и не существовало бы теории, которой данный факт бы противоречил.

Во время частичного затмения Луны проживавший в Филадельфии Б. Франклин не смог наблюдать это явление до конца — с северо-запада пришли тучи. Проглядывая позднее газеты, Франклин узнал, что в Бостоне, расположенном к северу-западу от Филадельфии, наблюдать затмение удалось почти полностью.

Но если тучи пришли от Бостона, то как там могла быть ясная погода? Система, в которую верил Франклин, не работала. Тучи двигались не по прямым, а по каким-то более сложным траекториям. Каким? Заинтересовавшись этим вопросом, Франклин ввел понятия низкого и высокого давления. Позднее догадка Франклина выросла в теорию циклонов и антициклонов.

Анализ и синтез применимы практически в любой области человеческой деятельности, порой самой неожиданной.

Описывая военные события 1941 года, западные историки не реже, чем Г.К. Жукова, упоминают командира 2-го кавалерийского корпуса П.А. Белова. В 1941-м он был единственным командиром крупного соединения, который на западной границе не потерпел ни одного поражения. Прикрывая отступающие войска, П. А. Белов разбивал одну вражескую колонну за другой, практически не неся потерь. Когда немцы, прорвав оборону южной части фронта, окружили под Киевом группировку из более чем 600 тысяч солдат, кавалерийский корпус П.А. Белова, усиленный танковыми бригадами резерва, помог вырваться из вражеского кольца 21-й армии. Когда корпус ворвался в Ромны, самому Гудериану пришлось бежать со своим штабом в Конотоп.

Когда рухнул уже Центральный фронт, Верховный Главнокомандующий обратился с просьбой — не приказом — к маршалу Тимошенко отдать в распоряжение Ставки кавкорпус П.А. Белова. Тимошенко возражал. Этот удивительный спор Тимошенко со Сталиным из-за корпуса из двух конных полков, снабженных всего 24 пушками, описан в книге И.Х. Баграмяна "Мои воспоминания". В конце концов маршал, конечно, был вынужден уступить. И.Х. Баграмян писал: "Корпус П.А. Белова сыграл важную роль в обороне южных подступов к столице от рвавшейся сюда танковой армады Гудериана".

В чем же был секрет П.А. Белова? Почему он был непобедим и дважды заставил отступать прославленного немецкого полководца? Бывший царский юнкер, П.А. Белов еще до Второй мировой тщательно изучил тактику применения танков (то есть провел анализ) и написал с Калиновским первую инструкцию по боевому применению танков (то есть осуществил синтез). Затем он так же тщательно изучил вопросы применения кавалерии и создал устав кавалерийских войск. Перед каждым боем П.А. Белов тщательно анализировал положение — причем рассчитывал возможные способы ведения боя не только за себя, но и за противника.