Д.И. Менделеев: Попытка химического понимания мирового эфира. Эфир менделеев
Эфир и Менделеев — LENR.SU
Великий русский химик, профессор Дмитрий Иванович Менделеев также не обошёл вниманием это понятие, он опубликовал короткую статью под названием «Попытка химической концепции эфира».
Ход его рассуждений весьма интересен всем изучающим науку. Его блестящая репутация как открывателя периодического закона и высокая оценка, которую обычно получают его работы, сделала невозможным безразличное отношение к этой его концепции. Если кратко рассмотреть аргументы этой статьи, то становится понятно, что он понимает эфир как сверхразряженный газ, определённо молекулярный по своей структуре, где на скорость молекул совершенно не влияет гравитация, как планет, так и звёзд. Ниже высказывания из его статьи, они показывают, насколько отчётливо он выражает свои воззрения.
«Можно сказать, что эфир подобен газу вроде гелия или аргона, неспособного вступать в химические соединения»
«Называя эфир газом, мы понимаем флюид в широком смысле, как эластичный флюид, не имеющий сцепления между своими частицами».
Менделеев пришёл к этим заключениям под влиянием идей, предложенных в результате недавних исследований радиоактивных веществ. И он описывает свои заключения, как результат экстраполяции периодического закона. Теперь мы должны принять во внимание различные газы, которые не были известны в то время, когда был впервые предложен периодический закон, но которые профессор Рэмси обнаружил в атмосфере — аргон, криптон, ксенон, и наконец особенно важный гелий, который даёт нам возможность полагать, что со временем будет открыт «короний» Менделеев отважился экстраполировать периодический закон, так сказать, в обратную сторону, и установить перед водородной группой ещё одну, которую он называет «нулевой» группой. Согласно его уверенному предположению, она возвращает нас в материю, называемую пока «X», которая является в действительности атомическим эфиром. Другим гипотетическим элементом, принадлежащим к нулевой группе, и называемым сейчас «Y», должен быть короний, или какой-либо иной газ с плотностью около 0.2.
Что касается самого «X», то Менделеев без особых возражений обращается к заключениям, к которым, как он говорит, пришёл некоторое время назад Лорд Кельвин в попытке рассчитать теоретический вес эфира. Можно полагать, что бессмысленно наделять весом тело, характеристики которого позволяют ему быть выше закона гравитации, но во всяком случае эти цифры помогут нам осознать ту степень разрежения, которой наделяют эфир. Кельвин предполагает следующее: «В то время, как кубический метр водорода весит 90 г. при атмосферном давлении, вес кубического метра эфира будет 10^-16 г.» Говоря словами, это должно значить, что кубический метр эфира должен весить тысячную часть миллионной от миллионной части грамма.
Далее- еще интереснее…
lenr.su
Попытка химического понимания мирового эфира
Оставим этим мистикам их дуализм, а обратим внимание на то, что вечность, неизменную сущность, отсутствие нового происхождения или исчезновения и постоянство эволюционных проявлений или изменений признали люди не только для духа, но и для энергии или силы, равно как и для материи или вещества.
Научное понимание окружающего, а потому и возможность обладания им для пользы людской, а не для одного простого ощущения (созерцания) и более или менее романтического (то есть латинско-средневекового) описания, начинается только с признания исходной вечности изучаемого, как видно лучше всего над химиею, которая как чистая, точная и прикладная наука — ведет свое начало от Лавуазье, признавшего и показавшего «вечность вещества», рядом с его постоянной, эволюционною изменчивостью.
Такое, еще во многом смутное, но все же подлежащее уже анализу понимание исходной троицы познания (вещество, сила и дух) составляет основу современного реализма, глубоко отличающегося как от древнего, так и от еще недавнего, даже еще до ныне распространенного унитарного материализма, который все стремится познать из вещества и его движения, и от еще более древнего и также кое-где еще не забытого унитарного же спиритуализма, все как будто понимающего, исходя из одного духовного.
Думаю даже, что современный «реализм» яснее и полнее всего характеризуется признанием вечности, эволюции и связей: вещества, сил и духа.
Так, сколько я понимаю, мыслят вдумчивые естествоиспытатели — реалисты, и это их в некоторой мере успокаивает, когда они изучают вещество, его формы и силы, в нем действующие, и когда они стремятся узнать их предвечные закономерности. Но у них есть свои побочные причины постоянного беспокойства.Их много. Одну из них выбираю предметом статьи, а именно мировой эфир, или просто «эфир». В известной краткой энциклопедии Ларусса (Pierre Larousse, Dictionnaire complet illustré), составляющей в некотором смысле экстракт и перечень современно-известного и признанного, вот как определяется «эфир» (éther):
«жидкость невесомая, упругая, наполняющая пространство, проникающая во все тела и признаваемая физиками за причину света, тепла, электричества и проч.».
Сказано немного, но достаточно для того, чтобы смущать вдумчивых естествоиспытателей.Они не могут не признать за эфиром свойств вещества (здесь «жидкости»), а в то же время придумали его, как мировую «среду», наполняющую всё пустое пространство и все тела, чтобы уразуметь хоть сколько-нибудь при помощи движения этой среды передачу энергии на расстояния, и признали в этой среде разнообразные перемены строения (деформации) и возмущения (пертурбации), какие наблюдаются в твердых телах, жидкостях и газообразных веществах, чтобы ими толковать явления света, электричества и даже тяготения.
В этой жидкой среде нельзя показать весомости, если эта жидкость всюду и всё проникает, как нельзя было знать весомости воздуха, пока не нашли воздушных насосов, способных удалять воздух.
Но нельзя и отрицать весомости эфира, потому что со времён Галилея и Ньютона способность притягиваться, то есть весить, составляет первичное определение вещества. Путем совокупности предположений В. Томсон (лорд Кельвин) пришёл к выводу, что кубический метр эфира должен весить, примерно, не менее 0,000 000 000 000 000 1 грамма, если куб. метр воды весит около 1 000 000 граммов, а для легчайшего — водородного — газа при 0° и при обыкновенном атмосферном давлении куб. метр весит около 90 граммов.
В совершенно законном стремлении придать эфиру весомость или массу начинается то беспокойство вдумчивых естествоиспытателей, о котором сказано выше, потому что рождается вопрос: да при каком же давлении и при какой же температуре эфиру свойствен указанный вес?
Ведь, и для воды и водорода при ничтожно малых давлениях или при громадных повышениях температуры должно ждать такой же малой плотности, какая выше указана для эфира.
Если дело идет о плотности эфира в междупланетном пространстве, то там и водяные пары, и водород не могут иметь, несмотря на низкую температуру, видимой, измеримой плотности, так как там давления, определяемые тяготением, ничтожны.
Умственно можно представить, что междупланетное пространство наполнено такими разреженными остатками всяких паров и газов. Даже тогда получится согласие с известными космогоническими гипотезами Канта, Лапласа и др., стремящимися выяснить единство плана образования миров, поймется однообразие химического состава всей вселенной, указанное спектрометрическими исследованиями, так как по существу установится обмен — чрез посредство эфира — между всеми мирами.
Исследование упругости или сжимаемости газов под малыми давлениями, задуманное мною в 70-х годах и отчасти тогда же выполненное, имело, между прочим, целью проследить, насколько то возможно для имеющихся способов измерений малых давлений, изменения в газах, находящихся под малыми давлениями.
Подмеченные для всех газов (мною с М. Л. Кирпичевым, 1874) так называемые положительные отступления от Бойль—Мариоттова закона, затем подтвержденные многими и, между прочим, Рамзаем (хотя до сих пор и непризнаваемые еще некоторыми исследователями), до некоторой степени указывают на единообразие поведения всех газов и на стремление их при уменьшении давления к некоторому пределу в расширении, как есть предел для сгущения — в сжижении и критическом состоянии.
Но в наблюдении очень малых давлений встретились непреоборимые трудности, тем большие, что для определения очень малых давлений оказалось невозможным заменить ртуть более легкими жидкостями (например, серною кислотою или нефтяными маслами), потому что они оказались способными выделять из себя в манометрическую пустоту ничтожно малые, однако ясно видимые количества каких-то газов, хотя были предварительно неделями выдержаны при 100° в пустоте, доставляемой лучшими насосами.
Таким образом практически оказалось невозможным сколько-либо точно измерять давления, меньшие, чем в десятые доли миллиметра высоты ртутного столба, а это — когда дело идет о разрежениях, подобных тем, какие надо предполагать даже на высоте 50 километров над уровнем наших морей — чересчур большие величины.
Поэтому представление об эфире как сильно-разреженном газе атмосферы, не может доныне подлежать опытному исследованию и измерению, которые одни способны наводить (индуцировать) мысль на правильные пути и приводить затем к следствиям, опять подлежащим опытной и измерительной поверке.
Но и помимо этого, представление о мировом эфире, как предельном разрежении паров и газов, не выдерживает даже первых приступов вдумчивости — в силу того, что эфир нельзя представить иначе, как веществом, все и всюду проникающим; парам же и газам это не свойственно. Они сгущаемы при увеличении давлений, и их нельзя представить содержащимися во всех веществах, хотя они и широко распространены во всех телах природы, даже в аэролитах.
Притом — и это, всего важнее — они, по своей химической природе и по своим отношениям к другим веществам, бесконечно разнообразны; эфир же однообразен всюду, насколько то нам известно.
Будучи разнородны по своим химическим свойствам, известные нам пары и газы должны были бы химически разнообразно воздействовать на тела, которые они проникают, если бы эфир был их совокупностью.
Прежде чем итти далее, считаю неизбежно необходимым оговориться в отношении здесь и далее вводимых мною химических соображений. Избежать их при обсуждении мирового эфира было трудно, но во времена Галилея и Ньютона еще возможно.
Ныне же это было бы противно самым основным началам дисциплины естественной философии, потому что со времен Лавуазье, Дальтона и Авогадро—Жерара химия получила все высшие права гражданства в обществе наук о природе и, поставив массу (вес) вещества во главе всех своих обобщений, пошла за Галилеем и Ньютоном.
Мало того, чрез химию, только при ее приемах, действительно вкоренилось во всем естествознании стремление искать решение всяких задач, касающихся конечных, измеримых тел и явлений, в постижении взаимодействия беспредельно малых их отдельностей, называемых атомами, но в сущности (по реальному представлению) мыслимых, как химически неделимые индивидуумы, ничего общего не имеющих с механически-неделимыми атомами древних метафизиков.
Доказательства этому последнему многочисленны, но достаточно упомянуть о том, что современные атомы не раз объясняли вихревыми кольцами (vortex), что и поныне живо стремление понять сложение химических атомов или друг из друга, или из «первичной материи» и что как раз в последнее время, особенно по поводу радиоактивных веществ, стали признавать деление химических атомов на более мелкие «электроны», а все это логически не было бы возможно, если бы «атомы» признавались механически неделимыми.
Химическое миросозерцание можно выразить образно, уподобляя атомы химиков небесным телам: звездам, солнцу, планетам, спутникам, кометам и т. п. Как из этих отдельностей (индивидуумов) слагаются системы, подобные солнечной или системам двойных звёзд, или некоторым созвездиям (туманностям) и т. п., так представляется сложение из атомов целых частиц, а из частиц тел и веществ.
Это для современной химии не простая игра слов или не одно уподобление, а сама реальность, руководящая всеми исследованиями, всякими анализами и синтезами химии. У нее свой микрокосм в невидимых областях, и, будучи архиреальною наукою, она все время оперирует с невидимыми своими отдельностями, вовсе не думая считать их механически неделимыми.
Атомы и частицы (молекулы), о которых неизбежно говорится во всех частях современной механики и физики, не могут быть чем-либо иным, как атомами и частицами, определяемыми химией, потому что того требует единство познания.
Поэтому и метафизика нашего времени, если желает помогать познанию, должна понимать атомы так же, как их понимать могут естествоиспытатели, а не на манер древних метафизиков китайско-греческого образца.
Если Ньютоново всемирное тяготение реально раскрыло силы, всегда действующие даже на беспредельно больших расстояниях, то познание химии, внушенное Лавуазье, Дальтоном и Авогадро—Жераром, раскрыло силы, всегда действующие на неизмеримо малых расстояниях, и показало как громадность этих сил (что видно, например, из того, что силами этими легко сжижаются газы, подобные водороду, едва недавно сжиженному совокупностью физических и механических усилий), так и превращаемость их во все прочие виды проявления энергии, так как химическими силами (например при горении) достигаются механические и физические.
Поэтому все современные основные понятия естествознания — следовательно, и мировой эфир — неизбежно необходимо обсудить под совокупным воздействием сведений механики, физики и химии, и, хотя понятие об эфире родилось в физике, и хотя скептическая индифферентность старается во всем усмотреть «рабочую гипотезу», вдумчивому естествоиспытателю, ищущему саму действительность, какова она есть, и не довольствующемуся смутными картинами волшебного фонаря фантазии, хотя бы украшенного логичнейшим анализом, нельзя не задаваться вопросом: что же такое это за вещество в химическом смысле?
Моя попытка и начинается с этого вопроса.
Ранее, чем излагать свой посильный ответ на вопрос о химической природе эфира, считаю долгом высказаться о мнении, которое читал между строк и не раз слыхал от своих учёных друзей, верящих в единство вещества химических элементов (или простых тел) и в происхождение их из одной первичной материи.
Для них эфир содержит эту первичную материю в несложившемся виде, то есть не в форме элементарных химических атомов и образуемых ими частиц и веществ, а в виде составного начала, из которого сложились сами химические атомы.
Нельзя не признать в таком воззрении увлекательной стороны. Как миры представляют иногда сложившимися из разъединенных тел (твердой космической пыли, болидов и т. п.), так атомы представляют происшедшими из первичного вещества.
Сложившиеся миры остаются, но рядом с ними остается в пространстве космическая пыль, кометы, болиды и т. п. материалы, из которых предполагается их сложение уже многими.
Так остаются и сложившиеся атомы, но рядом с ними сохранился и между ними движется их материал, то есть всепроникающий и первозданный эфир. Одни при этом полагают, что есть ряд видимых явлений, при которых атомы рассыпаются в свою пыль, то есть в первичную материю, как рассыпаются кометы в потоки падающих звезд.
Химики и физики, так думающие, представляют, что как геологические изменения или как сложение и распадение миров идут перед нашими глазами, так пред нами же в тиши разрушаются и вновь слагаются и атомы в своей вечной эволюции.
Другие, не отрицая такой возможности — в виде особо редкого и исключительного случая, считают мир атомов сложенным в твердь прочно и полагают невозможным направить опыт на то, чтобы уловить это, то есть считают невозможным на опыте рассыпать атомы в первичную материю или образовать из неё на наших глазах новые атомы химических элементов, то есть процесс их происхождения понимают раз бывшим и законченным навсегда, а в эфире видят остатки, отбросы.
С последними — реалистами не приходится считаться, потому что при таком представлении мыслители руководятся не следствиями из наблюдений или опытов, а только воображением, свобода которого обеспечена в республике науки.
Но с первыми, то есть с истинными поклонниками продолжающейся эволюции вещества атомов, считаться химическому реализму неизбежно, потому что исходные положения нашей науки состоят не только в том, что вся общая масса вещества постоянна, но постоянны и те формы вещества, которые понимаются как элементарные атомы и в отдельности являются как «тела простые», признаваемые неспособными превращаться друг в друга.
Если бы эфир происходил из атомов и атомы из него слагались, то нельзя было бы отрицать образование новых, небывалых атомов и должно было бы признавать возможность исчезания части простых тел, взятых в дело, при тех или иных наблюдениях и опытах.
Давно-давно масса людей, по старому предрассудку, верит в такую возможность и, если бы это мнение не сохранялось в наши дни, не являлись бы Емменсы в С. А. С. Штатах, стремящиеся, по манере алхимиков, превратить серебро в золото, или такие учёные, как Фиттика (F. Fittica), в Германии, который еще недавно, в 1900 году, старался доказывать, что фосфор может превращаться в мышьяк.
Множество случаев подобного превращения одних простых тел в другие описывалось в те 50 лет, в течение которых я внимательно слежу за химической литературой.
Но каждый раз, при тщательном исследовании подобных случаев, оказывалась или простая ошибка предубеждения, или недостаточная точность исследования, и вновь защищать индивидуальную самобытность химических элементов я здесь не предполагаю.
Мне следовало, однако, напомнить об этом, рассматривая эфир, потому что, помимо химической бездоказательности, мне кажется, невозможно сколько-либо реальное понимание эфира, как первичного вещества, потому что у веществ первейшими принадлежностями должно считать массу или вес и химические отношения: — первую для понимания большинства явлений при всех расстояниях, вплоть до бесконечно больших, а вторые — при расстоянии неизмеримо малых или соизмеримых с величинами тех мельчайших отдельностей, которые называют атомами.
Если бы дело шло об одном том эфире, который наполняет пространство между мировыми телами (солнцем, планетами и т. п). и передает между ними энергию, то можно было бы — с грехом пополам, ограничиваться только предположением о массе, не касаясь его химизма, можно было бы даже считать эфир содержащим «первичную материю», как можно говорить о массе планеты, не касаясь ее химических составных начал.
Но вполне, так сказать, бескровный, ближе ничем не определяемый эфир окончательно теряет всякую реальность и составляет причину беспокойства вдумчивых естествоиспытателей, лишь только спускаемся с неба на землю и признаем его проникающим все тела природы.
Необходимость лёгкого и полного проникновения всех тел эфиром следует признать не только ради возможности понимания множества общеизвестных физических явлений, начиная с оптических (над чем не считаю надобным останавливаться), но и по причине великой упругости и, так сказать, тонкости эфирного вещества, атомы которого всегда и все представляют себе не иначе, как очень малыми сравнительно с атомами и частицами химически известных веществ, то есть подобными аэролитам среди планет.
Притом такая проницаемость эфиром всех тел объясняет и невозможность уединить это вещество, как нельзя собрать ни воды, ни воздуха в решете, каким для эфира должно считать всякие твердые или иные вещества и преграды.
Способность эфира проникать всюду, во все тела можно, однако, понимать, как высшую степень развития того проникновения газов чрез сплошные преграды, которое Грем изучал для каучука в отношении многих газов, а Девилльи др. нашли для железа и платины по отношению к водороду.
Обладая малым весом атома и низшею из всех известных газов плотностью, водород не только вытекает или диффундирует сильнее или быстрее всяких других газов чрез малейшие отверстия, но способен проникать и чрез сплошные стенки таких металлов, как платина и особенно палладий, чрез которые другие газы не проникают.
Но тут несомненно действует не только быстрота движения частиц водорода, тесно связанная с его малою плотностью, но и химическая способность того же разряда, которая проявляется как при образовании сложных тел, содержащих водород, так и при образовании растворов, сплавови тому подобных, так называемых, неопределенных соединений.
Механизм этого проникновения можно представить подобным — на поверхности проницаемого тела — растворению газа в жидкости, то есть вскакиванию его частиц в промежутки между частицами жидкости, замедлению движения (отчасти некоторому сгущению газа) и такому или иному согласованию движений обоих видов частиц.
В массе проницаемого тела сжатый газ, поглощенный на поверхности прикосновения, конечно, распространяется во все стороны, диффундируя от слоя к слою, если в опытах Робертс-Аустена даже золотодиффундировало в твердом свинце на основании тех же сил.
Наконец, на другой поверхности проницаемого тела сжатый газ находит возможность вырваться на большую свободу и, пока будет накопляться до исходного давления, станет проникать туда, где его нет или где его мало, то есть входить в преграду будет более со стороны превышающего давления, чем в обратном направлении.
Когда же давления уравняются, наступит не покой, а подвижное равновесие, то есть с каждой стороны в преграду будет проникать и выбывать одинаковое число частиц или атомов.
Допуская, а это необходимо, проницаемость эфира в отношении ко всем веществам, должно приписать ему, прежде всего, лёгкость и упругость, то есть быстроту собственного движения, еще в большем развитии, чем для водорода, и, что всегда важнее, ему должно приписать еще меньшую, чем для водорода, способность образовать с проницаемыми телами определённые химические соединения, так как эти последние характеризуются именно тем, что разнородные атомы образуют системы или частицы, в которых вместе или согласно движутся различные элементы, как солнечная система характеризуется зависимым, согласным и совместным движением образующих ее многих светил.
А так как надо предполагать, что такое совместное движение водорода, например, с палладием, им проницаемым, действительно совершается для тех атомов водорода, которые находятся в среде атомов палладия, и что водород с палладием дает своё определённое соединение Pd²H (или какое иное), но при нагревании оно легко диссоциирует, то следует, мне кажется, допустить, что атомы эфира в такой высокой мере лишены этой, уже для водорода слабой, способности к образованию определённых соединений, что для них всякая температура есть диссоциационная, а потому ничего, кроме некоторого сгущения в среде атомов обычного вещества, для эфира признать нельзя.
Такое допущение, то есть отрицание для вещества или для атомов эфира всякой склонности к образованию сколько-либо стойких соединений с другими химическими элементами, ещё несколько лет тому назад должно было бы считать совершенно произвольным, а потому и мало вероятным даже гипотетически, так как все известные еще недавно простые тела и элементы, так или иначе, труднее или легче и прочнее или шатче, прямо или косвенно вступали во взаимные соединения, и тогда представить вещество, вовсе лишенное склонности подвергнуться под влиянием других веществ каким-либо химическим изменениям и чуждое способности образовать сложные частицы, — было бы чересчур смело и лишено всякой реальности, то есть чуждо известной действительности.
Но вот в 1894 г. лорд Релей и проф. Рамзай открывают в воздухе аргон и определяют его, как недеятельнейшее из всех известных газообразных и всяких иных веществ. Скоро затем последовало открытие Рамзаем гелия, который по его яркому спектру Локьер предчувствовал, как особое простое тело на солнце; а затем Рамзай и Траверс открыли в сжиженном воздухе еще три таких же недеятельных, как аргон, газа: неон, криптон и ксенон, хотя содержание их в воздухе ничтожно мало и должно считаться для гелия и ксенона миллионными долями по объему и весу воздуха.
Для этих пяти новых газов, составляющих, вместе с открытием радиоактивных веществ, одни из блистательнейших опытных открытий конца XIX века, до сих пор не получено никаких сложных соединений, хотя в них ясно развита способность сжижаться и растворяться, то есть образовать так называемые неопределённые, столь легко диссоциирующие, соединения.
Поэтому ныне, с реальной точки зрения, уже смело можно признавать вещество эфира лишённым — при способности проникать все вещества — способности образовать с обычными химическими атомами какие-либо стойкие химические соединения.
Следовательно, мировой эфир можно представить, подобно гелию и аргону, газом, не способным к химическим соединениям.
Оставаясь на чисто химической почве, мы старались сперва показать невозможность понимания эфира ни как рассеянный пар или газ всюду распространенных веществ, ни как атомную пыль первичного вещества, из которого нередко еще доныне многие при знают сложение элементарных атомов, а потом пришли к заключению о том, что в эфире должно видеть вещество, лишённое способности вступать в сколько-либо прочные определенные химические соединения, что свойственно недавно открытым гелию, аргону и их аналогам.
Это первый этап на нашем пути; на нем, хотя недолго, необходимо остановиться. Когда мы признаем эфир газом — это значит прежде всего, что мы стремимся отнести понятие о нём к обычным, реальным понятиям о трёх состояниях веществ: газообразном, жидком и твердом.
Тут не надо признавать, как то делает Крукс, особого четвёртого состояния, ускользающего от реального понимания природы вещей. Таинственная, почти спиритическаяподкладка с эфира при этом допущении скидывается.
Говоря, что это есть газ, очевидно, мы признаём его «жидкостью» в широком смысле этого слова, так как газы вообще суть упругие жидкости, лишённые сцепления, то есть той способности настоящих жидкостей, которая проявляется в виде свойства образовать — в силу сцепления — капли, подниматься в волосных (капиллярных) трубках и т. п. У жидкостей мера сцепления есть определённая, конечная величина, у газов она близка к нулю или, если угодно, величина очень малая.
Если эфир — газ, то, значит, он имеет свой вес; это неизбежно приписать ему, если не отвергать ради него всей концепции естествознания, ведущего начало от Галилея, Ньютона и Лавуазье.
Но если эфир обладает столь сильно развитою проницаемостью, что проходит чрез всякие оболочки, то нельзя и думать о том, чтобы прямо из опыта найти его массу в данном количестве других тел, или вес его определённого объема — при данных условиях, а потому должно говорить не об невесомом эфире, а только о невозможности его взвешивания.
Конечно, тут скрыта своя гипотеза, но совершенно реальная, а не какая-то мистическая, внушающая сильное беспокойство вдумчивым естествоиспытателям.
Всё предшествующее, мне кажется, не только не противоречит общераспространённому представлению о мировом эфире, но прямо с ним согласуется.
Добавка, нами сделанная, стремящаяся ближе реализовать понятие об эфире, состоит только в том, что мы пришли к необходимости и возможности приписать эфиру свойства газов, подобных гелию и аргону, и в наивысшей мере неспособность вступать в настоящие химические соединения.
Над этим понятием, составляющим центральную посылку моей попытки, необходимо остановиться подробнее, чем над какою-либо иною стороною сложного и важного предмета, например, над сопротивлением эфирной среды движению небесных светил, над следованием за Бойль—Мариоттовым или Ван-дер-Ваальсовым законом, над громадною упругостью массы эфира, над мерою его сгущения и упругостью в разных телах и в небесном пространстве и т. п.
Все такие вопросы придётся так или иначе умственно решать и при всяком ином представлении об эфире, как весомом, но не взвешиваемом веществе. Мне кажутся все эти стороны доступными для реального обсуждения уже ныне, но они завлекли бы нас слишком далеко и все же основной вопрос — о химическом составе эфира — остался бы при этом висеть в пустоте, а без него не может быть, на мой взгляд, никакой реальности в суждении об эфире; после же такого или иного ответа на этот вопрос, быть может, удастся двинуться дальше в реальном понимании других отношений эфира.
Поэтому далее я стану говорить только о своей попытке понять химизм эфира, исходя из двух основных положений, а именно: 1) эфир есть легчайший — в этом отношении предельный — газ, обладающий высокою степенью проницаемости, что в физико-химическом смысле значит, что его частицы имеют относительно малый вес и обладают высшею, чем для каких-либо иных газов, скоростью своего поступательного движения, и 2) эфир есть простое тело, лишённое способности сжижаться и вступать в частичное химическое соединение и реагирование с какими-либо другими простыми или сложными веществами, хотя способное их проницать, подобно тому, как гелий, аргон и их аналоги способны растворяться в воде и других жидкостях.
Дальнейшие стороны моей попытки — понять природу эфира — так тесно связаны с гелием, аргоном и их аналогами и с периодическою системою элементов, что мне ранее, чем итти вперед, необходимо особо остановиться над этими предметами и их взаимною связью.
Когда, в 1869 г., на основании сближений, подмеченных уж Дюма, Ленсеном, Петтенкофером и другими, между величинами атомных весов сходственных элементов, мною была выставлена периодическая зависимость между свойствами всех элементов и их истинными (то есть по системе Авогадро—Жерара с дополнениями Канницаро и с изменениями, вызываемыми периодическою законностью) атомными весами, не только не было известно ни одного элемента, неспособного образовать определенные сложные соединения, но нельзя было даже и подозревать возможности существования подобных элементов.
Поэтому в периодической системе, данной мною в том виде, какой она сохранила и до сих пор, а именно при расположении по группам, рядам и периодам (см. 1-е издание книги моей «Основы химии», выпуск 3-й, вышедший в 1870 году, и статьи мои в журнале Русского Химического Общества 1869 г.), система элементов начиналась с группы 1-й и с ряда 1-го, где помещался и до сих пор помещается водород, легчайший из элементов, судя по атомному весу, и легчайший газ, судя по плотности, — при данных давлении и температуре.
Никогда мне в голову не приходило, что именно водородом должен начинаться ряд элементов, хотя легче его не было и еще поныне между известными нет ни одного другого элементарного или сложного газа.
Оставаясь на реальной почве, я решался предсказывать не только существование неизвестных элементов в среде известных, но и их свойства, как химические, так и физические, для них самих в свободном состоянии (простых тел) и для их соединений.
Это, как известно, оправдалось последующими открытиями: галлия — Лекоком де Боабодраном, скандия — Нильсоном и, блистательнее всего, германия — Клементом Винклером, моим (ныне уже скончавшимся) хорошим другом и научным собратом.
Предсказания эти были, по существу, тем, что называется в математике интерполированием, то есть нахождением, промежуточных точек на основании крайних, когда известен закон (или направление кривой, его выражающей), по которому точки следуют друг за другом.
Поэтому оправдание предсказанного есть не что иное, как способ утверждения законности, и, следовательно, теперь можно смело полагаться на то, что в 1869—1871 гг. было только вероятным, и уверенно признавать, что химические элементы и их соединения находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов. Эксполировать, то есть находить точки вне пределов известного, нельзя было на основании еще неупроченной законности.
Но когда она утвердилась, можно на это решиться, и то, что дальше будет сказано об эфире, как элементе, гораздо более лёгком, чем водород, составляет такое эксполирование.
Решимость моя, при той осторожности, какая должна быть свойственна всякому деятелю науки, определяется двумя соображениями.
Во-первых, я думаю, что откладывать — по старости лет — мне уже нельзя.
А, во-вторых, за последнее время стали много и часто говорить о раздроблении атомов на более мелкие электроны, а мне кажется, что такое дробление должно считать не столько метафизическим, сколько метахимическим представлением, вытекающим из отсутствия каких-либо определенных соображений, касающихся химизма эфира, и мне захотелось на место каких-то смутных идей поставить более реальное представление о химической природе эфира, так как, пока что-нибудь не покажет либо превращения обычного вещества в эфир и обратно, либо превращения одного элемента в другой, всякое представление о дроблении атомов должно считать, по моему мнению, противоречащим современной научной дисциплине, а те явления, в которых признаётся дробление атомов, могут быть понимаемы, как выделение атомов эфира, всюду проникающего и признаваемого всеми.
Словом, мне кажется, хотя рискованным, но своевременным говорить о химической природе эфира, тем более, что, сколько мне известно, об этом предмете еще никто не говорил более или менее определённо. Когда я прилагал периодический закон к аналогам бора, алюминия и кремния, я был на 33 года моложе, во мне жила полная уверенность, что рано или поздно предвидимое должно непременно оправдаться, потому что мне все там было ясно видно. Оправдание пришло скорее, чем я мог надеяться.
Теперь же у меня нет ни прежней ясности, ни бывшей уверенности. Тогда я не рисковал, теперь рискую. На это надобна решимость. Она пришла, когда я видел радиоактивные явления, как объяснено в конце статьи, и когда я сознал, что откладывать мне уже невозможно и что, быть может, мои несовершенные мысли наведут кого-нибудь на путь более верный, чем тот возможный, какой представляется моему слабеющему зрению.
Первоначально я выскажусь о положении гелия, аргона и их аналогов в периодической системе элементов, потом о представляемом мною месте эфира в той же системе, а закончу несколькими беглыми замечаниями по поводу ожидаемых свойств эфира, основанных на понятии о нём, выводимом из его положения в этой системе.
Когда в 1895 г. дошли до меня первые сведения об аргоне и его беспримерной химической инертности (он ни с чем, ни при каких условиях не реагирует), мне казалось законным сомневаться в элементарной простоте этого газа, и я предполагал, что аргон можно считать полимером азота N³, как озон О³ есть полимер кислорода О² , но с тем различием, что озон происходит, как известно, из кислорода с присоединением — как говорится — тепла, то есть выделяет на данный свой вес более тепла, вступая в реакции, одинаковые с кислородом, чем кислород при том же весе, а аргон можно было представить, как азот, потерявший тепло, то есть еще менее энергичный, чем обычный азот.
Этот последний всегда служил в химии образцом химической инертности, то есть простым телом, очень трудно вступающим в реакции, и если бы представить, что его атомы, уплотняясь при полимеризации из N² в N³ , теряют теплоту, можно было ждать вещества еще в высшей мере инертного, то есть ещё более сопротивляющегося воздействию других веществ…
Д.И. Менделеев
***
Продолжение статьи, а также примечания – здесь.
pandoraopen.ru
Что Менделеев знал об Эфире, чего не знают современные ученые?
Что это за теория об Эфире, о которой мы так мало знаем? Давайте разберемся...
Чем более мне приходилось думать о природе химических элементов, тем сильнее я отклонялся как от классического понятия о первичной материи, так и от надежды достичь желаемого постижения природы элементов изучением электрических и световых явлений, и каждый раз настоятельнее и яснее сознавал, что ранее того или сперва дóлжно получить более реальное, чем ныне, представление о «массе» и об «эфире».
Д. И. Менделеев
В январе 1904 года «Петербургский листок» № 5 по случаю 70-летия Дмитрия Ивановича Менделеева опубликовал с ним интервью. На вопрос, какими научными исследованиями он занят в настоящее время, учёный ответил: «Они направлены исключительно к подтверждению выставленной мною в прошедшем году теории, или, вернее, попытки, химического понимания мирового эфира».
Великие люди не вырастают в городе
Что это за теория, о которой мы так мало знаем?
Статью «Попытка химического понимания мирового эфира» Д. И. Менделеев закончил в октябре 1902 года, а опубликовал в январе 1903 года в № 1—4 «Вестника и библиотеки самообразования». В мае 1904 года в письме известному астроному Саймону Ньюкомбу он сообщил, что в ближайшее время собирается написать статью «по поводу современных представлений о сложности химических элементов и об электронах…»
О сложности химических элементов и об электронах — это понятно современному читателю, но мировой эфир? Сейчас даже школьники знают, что эта идея отброшена наукой. Поэтому, наверное, одна из последних работ Менделеева очень редко комментируется, практически нигде не упоминается да её вообще трудно найти. Во многих научных и учебных библиотеках в многотомных «Сочинениях» Д. И. Менделеева отсутствует том 2, где находится глава «Попытка химического понимания мирового эфира». Иногда даже создаётся впечатление, что как-то стыдливо стараются вымарать эту «курьёзную» работу из наследия учёного. Похоже, многие снисходительно думают, что великий Менделеев на старости лет, возможно, превысил уровень своей компетентности.
Астрономы подтвердили уникальность Солнечной системы
Но давайте не будем спешить с выводами. Эту «конфузную» теорию Д. И. Менделеев вынашивал почти всю свою творческую жизнь. Через два года после открытия периодической системы (Менделееву не было ещё 40 лет) на оттиске из «Основ химии» его рукой около символа водорода сделана надпись, которую можно расшифровать так: «Легче всех эфир, в миллионы раз». По-видимому, «эфир» представлялся Менделееву наилегчайшим химическим элементом.
«Уже с 70-х годов у меня назойливо засел вопрос: да что же такое эфир в химическом смысле? Он тесно связан с периодическою системою элементов, ею и возбудился во мне, но только ныне я решаюсь говорить об этом».
Итак, химический элемент эфира — элемент эфира — атомарность эфира — дискретность эфира. Это не тот эфир, который отбросила как ненужный костыль современная физика. Откроем словарь:
Виктор Шаубергер и его открытия
«Эфир (греч. Aither — гипотетическая материальная среда, заполняющая пространство)… В классической физике под эфиром понималась однородная, механическая, упругая среда, наполняющая абсолютное ньютоновское пространство» (Философский словарь / Ред. М. М. Розенталь. — М., 1975).
В классическом определении эфира — акцент на однородности или непрерывности. Эфир, о котором говорит Менделеев, состоит из элементов, он атомарен, он неоднороден, он прерывен и дискретен. Он имеет структуру.
Интерес Дмитрия Ивановича к проблеме эфира в 1870-е годы тесно связан с периодической системой («ею и возбудился во мне») и последовавшими затем работами по исследованию газов. «Сперва и я полагал, что эфир есть сумма разреженнейших газов в предельном состоянии. Опыты велись мною при малых давлениях — для получения намёков на ответ».
Пчёлы преподали урок оптимальной демократии
Но эти работы не удовлетворяли его: «… представление о мировом эфире, как предельном разрежении паров и газов, не выдерживает даже первых приступов вдумчивости — в силу того, что эфир нельзя представить иначе как веществом, все и всюду проникающим; парам же и газам это не свойственно».
Детальная разработка «химической концепции мирового эфира» началась с открытия инертных газов. Д. И. Менделеев предсказал много новых элементов, но вот инертные газы были неожиданны даже для него. Не сразу он принял это открытие, не без внутренней борьбы, и разошёлся во взглядах с большинством химиков по поводу местонахождения инертных газов в периодической системе. Где они должны быть расположены? Современные химики, не задумываясь, скажут: конечно, в VIII группе. А Менделеев категорически настаивал на существовании нулевой группы. Инертные газы настолько отличаются от остальных элементов, что им место было где-то на обочине системы. Казалось, какая разница, на правом (VIII группа) или левом (нулевая группа) краю они будут. Нам это кажется совершенно непринципиальным, особенно для того времени, когда не знали электронного строения атомов, хотя и сейчас мы только обольщаемся, что знаем. Менделеев думал иначе. Поставить инертные газы справа значит получить между водородом и гелием целый ряд пустот. Это был вызов — искать новые элементы между водородом и гелием! Может, есть галоген легче фтора (вероятность существования такого галогена Менделеев допускал, если предположить, что гелий действительно находится в VIII группе) или другие лёгкие элементы между водородом и гелием? Их нет, поэтому место инертных газов слева, в нулевой группе! Тем более и валентность их уж, скорее, нулевая, чем VIII. Да и количественное соотношение атомных весов однозначно указывает на положение инертных газов слева, в начале каждого ряда.
«Это положение аргоновых аналогов в нулевой группе составляет строго логическое последствие понимания периодического закона», — утверждал Д. И. Менделеев.
Полный распад: бутылку сживают со света за 80 дней!
Становится понятным, почему Дмитрий Иванович настаивал на существовании нулевой группы, понятны его упоминания о гипотетическом галогене легче фтора; отсюда даже понятен его поиск элемента легче водорода, о существовании которого он давно размышлял: «Никогда мне в голову не приходило, что именно водородом должен начинаться ряд элементов». «Лишить водород того исходного положения, которое он давно занимает, и заставить ждать элементов ещё с меньшим, чем у водорода, весом атома, во что я всегда верил» — вот сокровенные мысли учёного, которые он таил до тех пор, пока периодический закон окончательно не утвердится. «У меня мелькали мысли о том, что раньше водорода можно ждать элементов, обладающих атомным весом менее 1, но я не решался высказываться в этом смысле по причине гадательности предположения и особенно потому, что тогда я остерёгся испортить впечатление предлагавшейся новой системы, если её появление будет сопровождаться такими предположениями, как об элементах легчайших, чем водород».
Как раз в отстаиваемой им системе с нулевой группой, которую впервые предложил бельгийский учёный Лео Эррера в 1900 году на заседании Бельгийской королевской академии наук (Academie royale de Belgique), водород вроде бы вовсе может быть и не первым, так как перед ним с неизбежностью появляется свободное место для сверхлёгкого элемента — может, это и есть «элемент эфира»?
«Теперь же, когда стало не подлежать ни малейшему сомнению, что перед I группой, в которой должно помещать водород, существует нулевая группа, представители которой имеют веса атомов меньше, чем у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород», — писал Дмитрий Иванович.
В открытом им законе Менделеев пытается с физической стороны понять природу массы как основной характеристики вещества. Выясняя физические основы тяготения (о том, как много сил и времени он уделял этой проблеме, мы тоже мало знаем), тесно связанные с понятием мирового эфира как «передающей» среды, он ищет легчайший элемент. Однако результаты опытов 1870-х годов, сводившихся к тому, чтобы доказать, что «эфир есть сумма разреженнейших газов», не удовлетворили Менделеева. На какое-то время он прекратил исследования в этом направлении, никуда не писал, но, как видно, никогда не забывал о них.
В конце жизни в поисках ответа на вопросы, касающиеся глубинных свойств материи, он вновь обращается к «мировому эфиру», с помощью которого пытается проникнуть в природу основного понятия естествознания XIX века (да и ХХ, и даже ХХI веков) — массы, а также дать объяснения новым открытиям и, прежде всего, радиоактивности. Основная мысль Менделеева заключается в следующем: «Реального понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и не считая его элементарным веществом; элементарные же вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической законности». Характеризуя мировой эфир, Менделеев считает его, «во-первых, наилегчайшим из всех элементов как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определённых сколь-либо прочных соединений и, в-четвёртых, элементом, всюду распространённым и всепроникающим».
Вес атома этого гипотетического элемента X, по расчётам Менделеева, может колебаться в пределах от 5,3×10-11 до 9,6×10-7 (если атомный вес Н равен 1). Для оценки массы гипотетического элемента он привлекает знания из области механики и астрономии. Элемент X получал своё место в периодической системе в нулевом периоде нулевой группы, как легчайший аналог инертных газов. (Менделеев называет этот элемент «ньютонием».) Кроме того, Дмитрий Иванович допускал существование ещё одного элемента легче водорода — элемента Y, корония (предположительно линии корония были зафиксированы в спектре солнечной короны при затмении Солнца в 1869 году; открытие гелия на Земле давало основание считать реальным и существование этого элемента). Вместе с тем Менделеев не раз подчёркивал гипотетичность элементов X и Y и не включал их в таблицы элементов 7-го и 8-го изданий «Основ химии».
Научная требовательность и ответственность в работах Менделеева не нуждаются в комментариях. Но, как мы видим, если того требовала логика поиска, он смело выдвигал самые необычные гипотезы. Все предсказания, сделанные им на основе периодического закона (существование 12 неизвестных в то время элементов, а также исправления атомных масс элементов), блестяще подтвердились.
«Когда я прилагал периодический закон к аналогам бора, алюминия и кремния, я был на 33 года моложе, во мне жила полная уверенность, что рано или поздно предвидимое должно непременно оправдаться, потому что мне всё там было ясно видно. Оправдание пришло скорее, чем я мог надеяться. Тогда я не рисковал, теперь рискую. На это надобна решимость. Она пришла, когда я видел радиоактивные явления… и когда я сознал, что откладывать мне уже невозможно и что, быть может, мои несовершенные мысли наведут кого-нибудь на путь более верный, чем тот возможный, какой представляется моему слабеющему зрению».
Так что же, это первая крупная ошибка, может, даже глубокое заблуждение великого учёного, как сейчас считают очень многие, или всего лишь прискорбное недопонимание гения его малоспособными учениками?
В начале XX века не только Менделеев, но и многие физики и химики верили в существование «эфира». Однако после создания Альбертом Эйнштейном специальной и общей теории относительности эта вера стала угасать. Принято считать, что к 1930-м годам проблема «эфира» уже не существовала, а вопрос об элементах легче водорода отпал сам собой. Но, опять же, отпала проблема классического эфира, эфира однородного, а вот эфир структурный (эфир Менделеева) вполне жив, только называется он сейчас структурным вакуумом или физическим вакуумом Дирака. Так что вопрос только в терминологии.
Вернёмся к элементам легче водорода. Любому химику известны гомологические ряды и то, как ведут себя их первые члены, особенно первый. Первый всегда особенный. Он всегда сильно выделяется из общего ряда. Водород размещают и в I и в VII группах (он в чём-то подобен и щелочным металлам, и галогенам одновременно). Так вот, водород не похож на первый… В поисках настоящих элементов нулевого периода мы попадаем совсем в другой мир, и похоже, что это мир элементарных частиц.
Понимание химии как науки о качественных изменениях, по мнению многих исследователей, в периодической системе проявляется наиболее отчётливо, а в самом начале системы просто ослепительно ярко. «Распространённейшие в природе простые тела имеют малый атомный вес, а все элементы с малым атомным весом характеризуются резкостью свойств. Они поэтому суть типические элементы», а по мере приближения к «нулевой точке» должны происходить просто фантастически «резкие» качественные скачки, что следует из её сингулярного характера, так как «…здесь не только край системы, но и типические элементы, а потому можно ждать своеобразия и особенностей».
Мы часто говорим о фундаментальности периодического закона, но кажется, что по-настоящему этого всё-таки не понимаем. Повторим Менделеева: «Сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы».
В заключение хочется привести слова Дмитрия Ивановича:
«Я и смотрю на свою далёкую от полноты попытку понять природу мирового эфира с реально химической стороны не более, как на выражение суммы накопившихся у меня впечатлений, вырывающихся исключительно лишь по той причине, что мне не хочется, чтобы мысли, навеваемые действительностью, пропадали. Вероятно, что подобные же мысли приходили многим, но, пока они не изложены, они легко и часто исчезают и не развиваются, не влекут за собой постепенного накопления достоверного, которое одно сохраняется. Если в них есть хоть часть природной правды, которую мы всё ищем, попытка моя не напрасна, её разработают, дополнят и поправят, а если моя мысль неверна в основаниях, её изложение, после того или иного вида опровержения, предохранит других от повторения. Другого пути для медленного, но прочного движения вперёд я не знаю».
***
ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ — в современном представлении основное состояние квантованных полей, своего рода среда, обладающая нулевыми электрическим зарядом, импульсом, угловым моментом и другими квантовыми числами. Поля имеют минимальную энергию, но подвержены флуктуациям с большой амплитудой. Возникновение квантовых идей привело к созданию универсальной картины единого строения материи. Вместо полей и частиц классической физики теперь рассматривают единые физические объекты — квантовые поля в четырёхмерном пространстве—времени, по одному на каждое «классическое» поле (электрическое, магнитное и пр.) и на каждый сорт частиц. Например, вакуум Дирака — это поле частиц со спином ½ (электронов, позитронов, мюонов, кварков и пр.). Каждое единичное взаимодействие частиц или полей — результат обмена квантами этих полей в точке пространства—времени. С некоторых точек зрения, физический вакуум проявляет свойства материальной среды, давая повод считать его «современным эфиром».
Источник: https://www.kramola.info
Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП об экологически безопасных технологиях, новой науке и научных открытиях вы можете найти там, где вам максимально удобно ВКонтакте или В Фейсбуке Если у вас неправильно отображается страница, не воспроизводится видео или нашли ошибку в тексте, пожалуйста, нажмите сюда.ecology.md
