О творчестве в науке и технике - [15]

Такой барьер коренился в ошибочном представлении, будто сжижение газов может и должно быть достигнуто лишь с помощью одного высокого давления. Это оправдывалось почти всегда, так как обычные газообразные вещества обладали сравнительно высокой критической температурой. Если же она оказывалась в редких случаях достаточно низкой, как это имеет место у водорода, азота и кислорода, то никаким высоким давлением без понижения температуры добиться сжижения таких газов было невозможно. Отсюда и возникло лажное представление о «постоянных» газах и соответствующий ему ППБ.

Случайно во время опытов с применением высоких давлений сосуд со сжимаемым воздухом лопнул, сильно сжатый воздух вырвался наружу и быстро расширился; расширяясь же, он резко охладился и превратился в жидкость. Так был преодолен на практике существовавший до тех пор барьер и исчезли последние следы понятия «постоянного» газа.

С рассмотренным случаем связан третий ППБ. Еще в XVIII веке Г. Кавендиш обнаружил устойчивую разность плотностей у азота, полученного из воздуха, и у азота, выделенного из химических соединений. Однако эта аномалия оставалась необъясненной более 100 лет до тех пор, пока У. Рэлей высказал предположение, что в воздухе имеется еще неизвестный газ, который имеет плотность большую, чем азот. Вместе с В. Рамзаем он исследовал жидкий воздух, удалив из него весь кислород и азот. В остатке обнаружился новый химический инертный газ с плотностью 20. Он был назван аргоном (то есть «недеятельным») и оказался газом с атомным весом 40.

*Д. Менделеев долго отказывался признать аргон за новый химический элемент. Ему казалось, что такому признанию противоречит периодический закон и обусловленный им ППБ. В самом деле, место в периодической системе, соответствующее атомному весу 40, прочно занято кальцием; по соседству с ним тоже не было свободного места. Это, во-первых. А во-вторых, сама формула периодического закона гласила, что химические и физические свойства элементов суть периодическая функция атомного веса; в случае же аргона химические свойства отсутствовали вовсе, а потому не могли быть функцией массы его атома.

Строго придерживаясь рамок сложившегося в его уме ППБ, Д. Менделеев выдвинул предположение, что аргон не обладает элементарной природой, а есть «азотистый озон» (N3=42). Такой барьер препятствовал включению аргона в периодическую систему элементов. Он был преодолен позднее, после того, как В. Рамзай открыл гелий, а затем три других инертных газа, а Эррера в 1900 году ввел новую, нулевую группу в периодическую систему. Только после этого Д. Менделеев присоединился, наконец, к тем, кто уже преодолел этот сложившийся ППБ.

Рассмотрим теперь чрезвычайно сложную ситуацию, которая возникла в учении о веществе после начала «новейшей революции в естествознании».

Действие ППБ в переходное время. В период с 1895 по 1912 годы в физике были сделаны великие революционные открытия, доказавшие устарелость прежней химико-механической концепции. Однако каким именно образом можно и нужно было преодолеть барьер и в чем именно он состоял, поначалу было еще непонятно. И это неизбежно порождало смуту в умах. Д. Менделеев и его сторонники продолжали твердо держаться прежней химико-механической концепции.

Сам Д. Менделеев в начале XX века вйютупил в ее защиту в специальной работе «Попытка химического понимания мирового эфира». Однако спасти старое было невозможно, а преодоление прежнего барьера могло быть осуществлено только путем взаимного обогащения основного менделеевского понятия элемента (через его место в системе) и новейших физических открытий (таких, как лучи Рентгена, радиоактивность, электрон). Этого не могли понять представители старой химии и физики, в том числе и сам автор периодической системы.

Смутное время в науке проявилось прежде всего в том, что на одно место в периодической системе попадал уже не один элемент, а сразу несколько, обладавших разными атомными весами. Так, различные радиоактивные ряды заканчивались различными свинцами, обладавшими разными атомными весами. И это наблюдалось во многих местах в конце периодической системы.

Выходило так, что нарушались некоторые важные характеристики элемента, которые до тех пор были органически связаны с основным менделеевским определением: на одно место приходилось больше одного элемента, атомный вес переставал быть однозначной характеристикой элемента.

Какой же выход из создавшегося в науке положения был найден? Другими словами, как был преодолен сохранившийся в ней ППБ?

Химико-электрическая концепция как другой особый тип ППБ. Преодоление предыдущего ППБ (его «отрицание») состояло в том, что его основа (менделеевское определение) удержалась, а детали были пересмотрены и уточнены. Все это подтверждало сказанное В. И. Лениным по поводу отрицания в диалектике: «…отрицание как момент связи, как момент развития, с удержанием положительного, т. е. без всяких колебаний, без всякой эклектики».

Суть дела заключалась в том, что наряду с прежним понятием элемента как вида атомов в науку было введено новое понятие изотопа как разновидности атома. Теперь масса (атомный вес) стала признаком не элемента (вида), а только изотопа (разновидности). Определяющим же признаком элемента стал теперь положительный заряд атомного ядра, причем это обстоятельство целиком и полностью вытекало из менделеевского признания места в системе как определяющего признака элемента.