辛勤工作

劳动吧,在劳动中可以得到安宁,享乐是自私的,而为别人劳动,却会留下永恒愉快的痕迹。——门捷列夫

遭遇不公平事件

俄罗斯帝国第一流的科学家团体是俄罗斯科学院,而为俄罗斯的化学事业,甚至为整个世界的化学事业都做出了巨大贡献的门捷列夫竟然不是这个科学院的一员,你相信吗?

不了解当时社会背景的人,一定会说:“那怎么可能,如果门捷列夫不是科学院的院士,那么别人就更不可能拥有这个资格了。”

事实是残酷的,这个誉满全球的化学家门捷列夫,至死也没有得到这个荣誉。事情的始末还要从头讲起。

门捷列夫不仅是一位杰出的化学家,还是一位进步的教育家和社会活动家。受家庭环境的熏陶,导师的言传身教再加上门捷列夫善良、正直的天性,让他始终站在真理一边,并致力于传播民主与科学。作为一个老师,每当遇到反专制的学潮时,他总是站在学生一边。

对于沙皇政府的上层官僚来讲,门捷列夫不仅不是他们的同志和战友,而且是他们的眼中钉肉中刺,甚至怀疑他是隐蔽的革命者。沙皇政府之所以容忍门捷列夫,只因为他是一个大科学家。而且对他们来讲,门捷列夫不是贵族,没有世袭财产,属于“下等人”,最多是一平民知识分子,可以不必与之计较。

沙皇政府给门捷列夫的学术活动的最高评价是“某种手工活动”。但是,当他们需要解决某种科技或经济难题时,就把门捷列夫这个“有经验的工匠”招来,命令他完成各种工作。

门捷列夫总是以国家和民族的利益为重,从不消极地执行下达给他的研究命令。他总是把自己的最佳思路投入其中,详细地论证自己的改革措施和建议。

门捷列夫的“大度”,没有改变沙皇政府对他的看法,他们除了需要他的时候会想到他外,对他的一切都漠不关心。

1880年,俄罗斯科学院院士齐宁逝世。齐宁逝世后,按当时的官方文件“促进艺术和手工业发展的技术工艺和化学院士的宝座空出来了”。著名的化学家布特列洛夫·契比雪夫、奥甫相尼科夫和科克沙洛夫等院士推举门捷列夫为化学工业学院院士的候选人。布特列洛夫认为“门捷列夫有资格在俄国科学院中占有席位,这是任何人都不能否认的”。

布特列洛夫之所以这样说,不仅因为门捷列夫在化学、气体、溶体、石油及其他问题的广泛、卓越的研究,同时门捷列夫还与科学院有着千丝万缕的关系。

早在1859年,门捷列夫就在科学院专刊上发表了论文《论物质的物理性质与它们的化学反应能力的关系》,从那以后一发不可收拾,大量的论文在科学院的刊物上发表。1861年,门捷列夫还获得了科学院授予的全额“季米多夫”奖金。

1874年,一些院士就曾经向物理数学分院提出选门捷列夫为副院士。1876年,门捷列夫以17票赞成3票反对的绝对优势,当选了科学院院士。

门捷列夫当选科学院院士,这个在众多科学家和俄罗斯人民眼中毋庸置疑的事情,却因为他在沙皇眼里是“俄罗斯先进知识分子社会见解的代言人”,而在投票时发生了出人意料的变故——门捷列夫落选了。

门捷列夫落选的消息一传出,全国科学界怨声载道,愤慨之声不绝于耳。

布特列洛夫仗义执言,在《俄罗斯报》上发表了评论《是俄罗斯的科学院还是皇帝自己的科学院?》他的尖锐言论响彻了全俄。在这篇评论中,这位伟大的俄罗斯有机化学家以非凡的勇气,抗议不选门捷列夫。

布特列洛夫写道:“这样一来,俄国化学家就不能掌管科学院,而我却要受从‘遥远的地方’来发号施令的玻恩教授管辖。让他们告诉我,从此以后,我能不能和该不该缄默不言呢?”

基辅大学、哈尔科夫大学、新西伯利亚大学、华沙大学、喀山大学、外科医学院、彼得洛夫农业科学院、圣彼得堡大学、莫斯科大学、莫斯科技校、林业大学和其他许多学校的教授们联名给《声音》杂志写了一封公开信。

信的内容如下:“科学院物理数学分院1880年11月11日否决了门捷列夫接替已故齐宁院士职位的提议。候选人无可争议的功绩和他在国外的知名度使他的落选让人觉得不可理解。最优秀的俄罗斯科学家屡次落选物理数学分院的院士,我们认为社会应当对此予以关注。”

门捷列夫本人得到这个消息后也非常愤怒,他狂躁地在屋中走来走去。

门捷列夫的恋人波波娃,善解人意地说:“米嘉,不要这样!这是政府的伎俩,大家都知道你的才能,知道你是被黑哨踢出局的。”

“波波娃,正因为这样我才生气呢!我本来就没有指望入选科学院,它会让我不满意的,因为那里不需要我能给予的东西,而我却不想再改变自己。无论是海外的知名度、研究对象的一成不变,还是在科学殿堂中故做神圣,在我身上将来都不会有。”

“既然这样,你更应该把这件事情看得淡一些啊!”

“可这件事在我看来,不仅是对我院士资格的剥夺,更是对科学的漠视和亵渎,对科学的蹂躏和践踏!”

“我能够理解你的愤怒。你当初当这个院士只因为你想让科学院的根基变成新的、俄国的、自己的、对大家有用的,特别是对俄国科学发展有用的。”

“是啊,为此我时刻准备做一切事情,哪怕是自夸。我对自己没有当选院士并没有太大的怨言,可一想到如果自己的命运成为整个时代、整个社会悲剧的一个缩影时,我就不由得感到出奇的愤怒!”

“哦,米嘉,你看,整个俄罗斯的科学界在知道你受到了不公平待遇后,他们并没有坐视不管,而是走出来进行抗议。看到这些,你不感到欣慰吗?”

门捷列夫的怒火渐渐地熄灭了,他知道自己的愤怒于事无补。

没过几日,基辅大学和以基辅大学为榜样的其他大学纷纷选举门捷列夫为自己学校的名誉院士,向沙俄政府抗议,同时表示对门捷列夫的支持。

国际科学界也以他们特有的方式向门捷列夫表示敬意和声援。门捷列夫获得了牛津大学、剑桥大学等大学的学位,也被伦敦科学院、巴黎科学院、罗马科学院、柏林科学院和波士顿科学院等世界著名的科学院聘为名誉院士。

国际舆论也多抱不平,把俄罗斯科学院这一不光彩的举动以及俄罗斯科学家和进步团体的抗议,称作“门捷列夫事件”。

像门捷列夫这样,名字与伟大的发现紧密相连的人是很少的,而在科学上做出了如此巨大贡献,而名字又与一个这样的历史事件相连的,就更少了。

后来,一些进步院士多次重提,选门捷列夫为科学院院士的问题,但是都没能被提交表决。

1882年,英国皇家学会就授予门捷列夫以戴维金质奖章;1889年,英国化学会授予门捷列夫最高荣誉——法拉第奖章。而门捷列夫最应该拥有的一顶桂冠——俄罗斯科学院院士,却终生没能拥有。

但是俄罗斯人民,乃至世界人民都给予他的支持与认可,已经足以让门捷列夫感到欣慰了。

勇敢地冲破旧观念

门捷列夫在遭遇“门捷列夫事件”的时候,陪在他身边的是一个叫作安娜·依凡诺芙娜·波波娃的女孩。这个女孩聪明、温柔,具有艺术天赋。

门捷列夫和波波娃的相识是在1876年,在门捷列夫的另一个姐姐卜普斯金娜的家里。当时门捷列夫去探望在病中的姐姐,恰好自己外甥女的好友——安娜·依凡诺芙娜·波波娃也在场。

开始,门捷列夫并没有注意这个女孩,可后来一阵美妙的钢琴声吸引了他。原来是波波娃在演奏钢琴曲,而曲子的作者恰好是门捷列夫最喜爱的巴赫。

这是除了鲍罗廷以外的第二个人,在他面前弹奏巴赫的曲子,门捷列夫猛然间有了一种知音的感觉。

曲子弹罢,门捷列夫和波波娃便以巴赫开头交谈了起来,两个人从钢琴谈到了音乐,从音乐谈到了美术,从美术谈到了文学,从文学谈到了化学,从化学谈到了科学,从科学谈到了哲学……

不知不觉两个人从中午聊到了晚饭的时间,这才迫不得已打断了谈话。一种意犹未尽、相见恨晚的感觉在两个人的心中产生。

晚饭过后,门捷列夫自告奋勇地送波波娃回家。一路上两个人又开始了海阔天空的讨论。

到了波波娃的家门口,两个人的话题还没有进行完。波波娃提议自己送送门捷列夫,于是两个人又向门捷列夫家的方向慢慢走去。又是一路的畅谈。

快到门捷列夫家的时候,门捷列夫提议将波波娃送回家,两人相视一笑,朝来时的方向返回,一路上充满了两人的欢声笑语。

就这样两人往返在两家之间,不知不觉中天色已经蒙蒙亮了。

“米嘉,你看我们就这样走了一个晚上了。”

“是啊,可是我没有一点困意,相反,我感觉自己的精神非常饱满。”

“我也是,我竟然没有感觉到累。”

波波娃看了看眼前这个为了科学事业奔波劳碌,而显得有些苍老的男人,体贴地说:“我快到家了,您回去好好休息一下吧。认识您,我感觉非常地荣幸。”

门捷列夫恋恋不舍地说:“我也是,认识你,我感到非常高兴。能不能约你晚上共进晚餐呢?”

波波娃微笑着点点头。

门捷列夫像个年轻的小伙子,高兴地欢呼了起来:“太好了,波波娃,那我们晚上见。”

门捷列夫没有回家,直接去了实验室,他开始想先休息一下,可是一合上眼,就看见波波娃的笑脸,听见波波娃的声音。翻来覆去好半天,门捷列夫都没能够睡着。于是他起身,又开始进行工作。

原来门捷列夫以前总觉得自己的时间不够用,他总是怀疑是不是助手偷偷地将时间给他向前移了。可是今天,他总觉得时钟的指针坏了,半天也不走动一个格儿。

这时候隔壁的教授来门捷列夫的实验室借点东西,一进屋他就惊叫道:“门捷列夫,你怎么了?是不是发烧了啊?你的脸怎么这么红?”

门捷列夫用手摸了一下,发现自己的脸滚烫。“脸是有点热,可是我没有什么不舒服的感觉啊。”

“我建议你去看医生。”

“哦,好的。”

“太阳从西边升起来了吧?今天你怎么这么痛快就答应看医生了呢?平时,不是实在受不了了,你是不会去的。”

“我有些反常?”门捷列夫摸着胸口快速跳动的心,自言自语道。

门捷列夫听从劝告去了医院,他可不想因为生病而耽误了和波波娃的约会。到了医院,医生检查完告诉他,他的身体很健康,至于脸红,可能是因为情绪有些激动,导致神经兴奋引起的。

“哦,我这是怎么了?”门捷列夫不解地问自己。

这时候离晚上约会的时间还有几个小时,门捷列夫想了想,没有回实验室,而是直接去了理发店。

当他坐在椅子上,看着自己快一年没修剪的头发,一撮一撮地空中飘落下来的时候,他才惊觉:“天啊,我怎么来理发了呢?这不是我认为最浪费时间的事情吗?”

晚上约会的时间终于快到了,门捷列夫坐在座位上焦急地等待着波波娃的到来。他听见秒针“滴答……滴答……”慢腾腾地走着,他一会儿起身,到门口张望一下,一会儿坐下来,看看手上的表。

波波娃的身影终于出现在了门口,门捷列夫觉得自己的心跳在加快,大脑一片空白。

“米嘉!”波波娃轻轻地呼唤门捷列夫。

“你终于来了。哦,我不是这个意思,我不是埋怨你迟到。不,你本来也没有迟到……”门捷列夫语无伦次地解释着。

“我这是怎么了?面对上百的学生,我也从来没有这么紧张过。我怎么会词不达意呢?我是不是真的有病了?”门捷列夫偷偷地问自己。

一顿晚餐,在愉快的气氛中结束了。马上又面临着告别,门捷列夫觉得万分地不舍,好像还有很多很多的话没有说……

门捷列夫将自己的反常和好友鲍罗廷叙述了一下,鲍罗廷听完哈哈大笑。

“不是吧!我难受得要死,你竟然笑得那么开心?”门捷列夫不满地说。

“我亲爱的米嘉,你恋爱了。你爱上了波波娃。”

“我恋爱了?”门捷列夫有些疑惑地重复着这句话,“不会的,我都已经结婚14年了,怎么会再恋爱呢?你一定是弄错了。”

“你那也叫婚姻?米嘉,别骗自己了,列谢娃不适合你。你聪明、博学、要求进步。她市侩、自私、不思进取。你爱好文学、绘画和音乐,她爱好喋喋不休地唠叨、歇斯底里地吼叫。这样的婚姻你竟然能够维持14年,我真的佩服你。”

听了这些话,门捷列夫不作声了,如果说鲍罗廷说的是列谢娃性格上的缺点,那么门捷列夫还勉强可以容忍,但是对他事业的不理解与不支持,却让他无法忍受。

开始的时候,列谢娃被门捷列夫的才学所吸引,以为这个大教授一定能够带给她荣誉和金钱,但事实上,门捷列夫的收入只不过能够养家糊口,离她的要求还相差很远。

面对如此“不争气”的丈夫,列谢娃的脾气暴涨,家不再是温馨的港湾,简直就是战争的现场。偶尔能和孩子们下下棋,打打扑克,就是门捷列夫所能得到的天伦之乐的全部。

“米嘉,作为好朋友,我是最有发言权的,这些年你受的痛苦实在是太多了。一个成功的男人后面是一个贤惠的妻子,可是你这个成功的男人后面却是怎样的不幸啊!”

鲍罗廷看门捷列夫仍不作声,接着说:“追求真爱,和追求真理是一样的。我相信一个幸福的家庭,能够对你的事业有更大的帮助。再说了,在这场婚姻里列谢娃也不快乐呀。为什么要让痛苦继续下去呢?想想波波娃吧,你会作出最正确的决定的。”

波波娃的音容笑貌又呈现在门捷列夫的面前,他一扫刚才的忧郁,说道:“鲍罗廷,谢谢你,我知道自己该怎么做了。”

在确定了波波娃也爱上了自己以后,门捷列夫向列谢娃提出了离婚。冲突发生了,这种冲突与其说是门捷列夫和列谢娃的私人关系所造成的,倒不如说是他与整个宗法环境的冲突所造成的。

列谢娃听到门捷列夫要和自己离婚,顿时跳了起来,说出了几百条不离婚的理由。

等列谢娃说完了,门捷列夫心平气和地说:“列谢娃,这么多年你总是大吵大嚷,这会影响你的思维的。你静下心来,好好想一想,咱们分手,可能对咱们俩都是一件好事。”

列谢娃平静了,她开始思考了。这个思考历时四年,在这期间里列谢娃吵过、闹过、威胁过,也哀求过。最终她明白勉强的婚姻不会幸福,放了门捷列夫一条生路,同时也是放了自己一条生路。

门捷列夫的第一次婚姻终于终结了。1880年,46岁的门捷列夫开始了他的第二次婚姻,他的真正的家庭生活开始了。

波波娃偎依在门捷列夫身边,轻轻地问道:“对于一个有名望的人来说,离婚,意味着会被世人唾弃,会被人们认为是不道德的行为,会有损在公众心目中的形象,你不怕吗?”

门捷列夫笑了笑,说:“人们总是同情弱者,以为有声望的人就一定是强者,所以不管孰对孰错,离婚都会降低那些人在人们心目中的声望。当初我也是怀着这种心理,怕被别人说自己不道德,从而造成了两个人的不幸。我那时太自私了。”

“那现在呢?”

“现在是因为爱,才和你在一起的,世俗的舆论已经压不倒我了。而且我相信,这次的选择不会错的,你带给我的将是无穷无尽的灵感和用之不竭的力量。现在的人们也许会有些片面的看法,但是我相信在后人的眼中,我的这次婚姻将是一个最明智的选择。”

夜深了,月亮看着门捷列夫操劳了半生,终于有了一个幸福的家,他欣慰地笑了。

忙里偷闲的聚会

门捷列夫虽然是一位自然科学家,却同时热爱文学艺术。他爱好莎士比亚、歌德的作品,尤其喜欢读普希金的诗篇。而波波娃善于绘画,他们的家里挂了许多有名的科学家的画像,都出于波波娃的手笔。

门捷列夫自从和波波娃结婚以后,他的艺术细胞又被激发了出来,他渴望和那些艺术家们进行交流沟通,而波波娃天生热情好客,于是门捷列夫的寓所一改以往沉闷的气氛,变得经常高朋满座。

每逢星期五,这里都会传出一阵阵发自内心的欢笑声,或者是阵阵善意的争论声。后来大家将聚会的时间改为星期三,因此也有人把它称为“星期三聚会”。

参加“星期三聚会”的人有克拉姆斯柯依、列宾、雅罗申柯、瓦斯涅佐夫、库因吉、苏里科夫,和其他接近“巡回展览画派”运动的艺术家、科学家们。

巡回展览画派是1870~1923年间由俄罗斯现实主义画家组成的集体,成立于圣彼得堡,发起人为伊万·尼古拉耶维奇·克拉姆斯柯依、瓦西里·格里高里耶维奇·彼罗夫、米亚索耶多夫等人。

协会的宗旨是“让俄罗斯了解俄罗斯艺术”。协会成员的基本创作倾向是民主主义、现实主义,其作品真实反映生活,批判沙皇专制制度、农奴制残余和资本主义。巡回画展协会的诞生带来民主主义、现实主义绘画艺术的空前繁荣。

这个画派以现实主义为创作目标,他们在创作思想上遵循车尔尼雪夫斯基的美学原则——“美是生活”、“艺术家的使命不在于追求那些不存在的美,也不在于去美化生活,而在于真实地再现生活”。

他们从民主的立场出发描绘俄罗斯民众的生活、历史和人的劳动美,表现民众要求解放的愿望,揭露和批判专制政治制度。

他们的作品定期在全国各地巡回展览,把艺术介绍给人民大众,从1871~1923年,在巡回展览派活动的50多年间,共举办过48次展览,受到广大人民的欢迎。

克拉姆斯柯依是“巡回展览画派”的创始人和领导人之一。出生在沃龙涅什省奥斯特罗戈日斯克的市民家庭,20岁时考入圣彼得堡美术学院,后因不满于学院教育的保守思想而离去。

克拉姆斯柯依不仅是画家,还是杰出的理论家和社会活动家。在他的创作中,非常注重艺术的民族风格、独创性和深刻的思想内容,他对俄国画坛和青年画家影响很大。主要作品有《手持马勒的农夫》、《无名女郎》、《无法慰藉的悲痛》等。

列宾,是19世纪后期伟大的俄罗斯批判现实主义绘画大师。出生在俄罗斯哈尔科夫省的楚古耶夫镇。1864年他考入圣彼得堡美术学院,后来到意大利、法国留学。

雅罗申柯是巡回展览画派画家,曾被选为协会的理事。出生于波尔塔瓦的一个军人家庭,1870年毕业于米哈依洛夫炮兵学校,退役后辞掉军衔,决意从事绘画。

列宁曾给予其很高的评价,称他是:“现实生活出色的心理学家。”他的绘画题材多以工人、革命者为题材,他是位民主主义画家。

瓦斯涅佐夫是在俄国绘画史上占有特殊地位的一位巡回展览画派画家。出生于维亚特,1876年毕业于皇家美术学院。

早期作品多表现小市民生活。迁居莫斯科后开始以传说、民间故事为题材创作油画。他的创作充满对祖国俄罗斯的热爱和英雄主义诗情,创造了人民大众喜闻乐见的艺术形式。他的作品有《十字路口的勇士》、《三勇士》、《伊凡雷帝》等。

库因吉是俄罗斯画家,巡回展览画派的成员。他是出生于克里木的希腊族人,曾在皇家美术学院旁听。《鞑靼山民的泥房》使他获得“名誉艺术家”称号。

他的代表作有《草原》、《乌克兰之夜》、《雷雨之后》、《第聂伯河上的月夜》等。

苏里科夫是巡回展览画派的代表之一。早年就学于圣彼得堡美术学院,曾游学意大利、法国、德国。

他的创作生涯主要善于取材于俄罗斯历史事件。成名作都取材于历史事件,表现人民在历史进程中的作用。其代表作《近卫军临刑的早晨》、《女贵族莫洛卓娃》、《公主访问女修道院》、《克拉斯诺亚尔斯克暴动》等。

门捷列夫在聚会上兴致勃勃,就像当初在海德堡的霍夫曼副教授家中一样,他感觉自己又年轻了,充满了活力。

有一次,他和大家说道:“在17世纪初,以约翰·威尔金斯为首的一批自然科学家经常聚会,讨论自然科学问题,并约定把神学与政治排除在讨论范围之外。这个自发的、非正式的科学团体,被化学家波义耳称为‘无形学院’。这些会员每周都要聚会交流一次。”

波波娃接着说:“我知道这个学会,它就是著名的‘英国皇家协会’的前身。”

门捷列夫赞许地点点头,接着说:“让我们再造就一个俄国的‘无形学会’吧,看我们的‘星期三聚会’能聚出一批怎样的人!”

大家听了这个建议,纷纷鼓掌称赞。

画家列宾说:“我猜会出一批诗人吧。歌德组织过一个‘星期三聚会’,有七对夫妇每两周聚会一次,后来歌德因此出了一本作品《宴歌集》。”

这时,画家库因吉拿出了自己的作品让大家鉴赏,这幅画的名字叫《第聂伯河上的月夜》。

只见皎洁的月光,照耀在第聂伯河上,河水泛起银色的涟漪。在这里,一切都宁静得如一首恬静的诗一样。

门捷列夫这时俨然变成了一位艺术家,后来他把自己对这幅画的见解写成了一篇评论文章《在库因吉的画前面》。

俄罗斯的艺术家们为了尊崇门捷列夫对绘画问题的浓厚兴趣和关怀,并重视他对艺术的赏识,1894年,推选门捷列夫为艺术院院士,以表敬意。

“星期三聚会”中充满了融洽的气氛、高尚的情绪和优雅的谈吐。在这里的人们虽然来自不同的阵营,有着不同的思想认识,但是由于有门捷列夫参加,大家相处得都非常和谐,即使出现意见分歧,这个殷勤的主人,也会用他的博学与诙谐将一切化解。

这里是艺术的殿堂,不仅可以听到各种最新的艺术新闻,甚至艺术品商店的老板会把艺术出版物拿到这里来审阅。有时艺术界中的创作家会把自己的新创作带来展览,甚至那些有才能而没有机会显露的年轻人,会跑到这里,寻找扬名的机会。

门捷列夫所创立的气氛到处呈现着高尚知识趣味,而没有低级的趣味和诽谤,使星期三变得格外有趣和愉快。

温馨和谐的家庭气氛,以及门捷列夫身上所表现出来的艺术家气质,使人们忘记了他是一个科学家。而他自己时刻谨记着这一点,他严格地遵守着自己制订的工作计划。

每天,从清晨开始工作一直至17时或18时进行“午餐”,然后一直工作至深夜。

而星期三,是他规定的“法定”休息日。这一天,除了聚会外他会和波波娃去郊游,去绘画,去阅读惊险小说、游记和诗歌等。

门捷列夫幼年丧父,少年丧母,又过了十多年没有爱的婚姻生活,可以说是不幸的,但是现在他拥有了贤淑的妻子、可爱的子女、和谐的家庭气氛,可以说是最幸福的。

进行升空的冒险

门捷列夫就像一本百科全书,里面的知识包罗万象:有化学的、有物理的、有农业的、有地质的、有气体的……

曾经,在化学元素周期律的研究告一段落之后,门捷列夫把目光投向了稀薄气体。他预言了两种新的元素,并且为它们命名。

他声称:“当我在1869年设计元素周期表时,曾经设想存在着比氢还要轻的元素,但当时没有来得及认真思考,现在要发展这一思想。”

以太是希腊语的译音,意思是“上天的空气”,在古希腊神话中,指天神呼吸的纯净空气,与凡人呼吸的下层混浊空气不同。

他预言Newtonium处在氢的上方,原子质量约为0.170,而Coronium则应该是能在日冕中找到的新元素,它的原子质量约为0.4。

门捷列夫是以太学说的执着拥护者,这次的推论就是建立在以太学说上的。他认为,一旦证实这两种元素的存在,人们便可以真正地深入认识“以太”的实质了。

柏拉图把四元素几何化,认为组成它们的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体。但是正多面体共有五种,还剩下的一种,柏拉图认为对应的是第五种元素,宇宙和天体即由这种最高元素构成。柏拉图的学生亚里士多德把这种元素称为“以太”。从此以太成了一个自然哲学的概念。

在亚里士多德的自然哲学体系中,水、气、火、土是构成地球的元素,它们是变化的,并做直线运动。而以太是充满太空和构成天体的元素,它是永恒不变的,并做完美的圆周运动。

中世纪西方哲学家基本上接受了亚里士多德的说法,只是作了一点小改动:以太的密度是会变化的,构成天体的以太密度要比充满太空的以太介质的密度要大一些。

牛顿力学的创立颠覆了传统观念,证明天体和地球一样由相同的物质构成,遵循相同的物理定律,例如万有引力定律。天体不再被认为是由以太组成的。但是太空中充满以太这个观念却不仅没有被抛弃,反而有了一定的科学依据,由哲学观念变成了科学假说。

万有引力定律告诉我们,两个物体不互相接触,也彼此存在吸引力,即使两者的距离非常遥远,这种力也依然存在。那么,这种超距离作用力是如何产生的呢?力可以不接触就传递出去,这是难以想象的,似乎应该有一种介质来传递引力。

牛顿和其他许多人都假定这种媒介就是以太。不过,牛顿在这个问题上的立场并不一致。在其他场合,他拒绝提出假说来解释引力的性质。而据牛顿的朋友说,牛顿后来干脆说引力直接遵循上帝的旨意。

当考虑到光的传播时,问题更大。第一个有关光的性质的科学假说是荷兰科学家惠更斯提出的。他认为光是一种波。光的衍射现象很容易让人想到光是一种波,就像水波的衍射一样。但是要用波动来解释光的直线传播、反射、折射等各种光学现象却不容易。

惠更斯提出了一个后来被称为“惠更斯原理”的学说阐明波面在媒体中的传播性质,在此基础上用作图法巧妙地解释了各种光学现象,让光的波动学说有了理论依据。

但是,光如果是一种波的话,根据当时的知识,这就意味着它需要借助某种介质来传播,就像声波以空气为介质、水波以水为介质传播一样。

然而,波义耳已证明在真空中声音不能传播,光线却可以传播——你可以透过真空看到东西。这表明在真空中有某种比空气还要细微的介质来传播光波。惠更斯认为这种光波介质就是以太。

如果光是一种通过以太介质传播的波,而我们能够看到星光,说明以太介质充满了太空。牛顿认为这将会阻碍天体的运行,但是既然所有的观察都表明天体的运行并没有受到什么介质的影响,没有证据能够证明这种介质的存在,就不应该认为光的传播需要介质,那么光就不是一种波。

牛顿提出了一个针锋相对的学说,认为光是一种极其细小的微粒,而且它们的运动遵循他发现的三大运动定律。光的微粒学说很容易解释光的直线传播和反射:光微粒的运动速度极快,所以光做直线传播;光线反射是由于光微粒碰撞反射引起的。

但是用微粒学说来解释光的折射和衍射却很困难。为了解释折射现象,牛顿不得不假定存在一种以太介质,它传递振动的速度比光要快,折射被认为是在不同地方的以太介质的密度和弹性不同引起的。至于这种以太介质究竟是什么东西,牛顿承认他不清楚。

进入19世纪后,英国物理学家托马斯·杨、法国物理学家菲涅耳用干涉实验证明了光是一种波。1850年,法国物理学家傅科用实验证明了光在水中的速度比在空气中慢,这一结果与微粒学说相冲突,而符合波动学说的预测,牛顿的学说被推翻了。

此后,英国物理学家麦克斯韦建立电磁学,他的电磁方程计算出电磁波在真空中的速度恰好等于真空中的光速,表明光就是一定频率范围内的电磁波。德国物理学家赫兹用实验证实了这个预见。波动学说取得了全面的胜利。

波动学说的胜利也是以太学说的胜利。当时的物理学家仍然认为,正如机械波的传播需要特定介质,包括光波在内的电磁波的传播也需要特定介质,这种介质必须充满所有的空间,惠更斯的以太说因此又复活了。

而且,麦克斯韦电磁方程要求所有的电磁波在真空中都以恒定的速度,即光速传播。在牛顿力学中,这要求有一个绝对的参照系,否则参照系发生变化,电磁波的相对速度也应该跟着变化。静止地充满宇宙的以太被认为就是麦克斯韦电磁方程所需要的绝对参照系。

地球在围绕太阳公转,相对于以太具有一个速度v,因此如果在地球上测量光速,在不同的方向上测得的数值应该是不同的,最大为c+v,最小为c-v,此时存在假设以太相对太阳参考系是静止的。但即使以太相对太阳参考系不是静止的,在不同的方向上测得的数值也应该是不同的。

但是,1881~1884年,阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克尔逊—莫雷实验,测量了不同方向上的光速。

然而实验结果显示,并不存在这个速度差异。这实际上证明了光速不变原理,即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值,与参照系的相对速度无关,以太其实并不存在。

后来又有许多实验支持了上面的结论。像门捷列夫一样坚持“以太学说”和“原子不可分的”“元素不能蜕变”观点的人越来越少。

门捷列夫不得不承认自己对两种新的气体元素的预言,是纯粹的思想产物,完全可能落空。

一些人,失败了就会放弃,可是门捷列夫却相反,在哪里失败了,就要在哪里爬起来。他说:“研究稀薄气体必须涉及大气上层气象学,目前对这个课题的研究还很薄弱。”

1887年,年过半百的门捷列夫仍是壮心不已,他想升上天空,实现人的夙愿,到天上研究气体,研究大气上层的气象学。

想法是好的,但是行动起来确是困难重重。首先是经费问题,靠政府拨款制作气球是不可能的。但是这点困难没有把他吓到,门捷列夫决定自筹资金。

从这时起,凡是门捷列夫出版的书籍都增加了一页,这一页上印着:“此书售后所得款项,作者规定用于制造一个大型气球并全面研究大气上层的气象学现象。”

门捷列夫一边筹集资金,一边对自己的气球进行设计。他的想法是在这个巨大的气球下面,挂一个密闭的吊篮,随气球升空的科学家携氧气瓶在吊篮中操纵气球并进行有关测量。

在那个年代,乘气球升空是一项了不起的冒险,稍有不测,就可能球毁人亡。但是,作为升空气球的实践者,门捷列夫有着超出凡人的勇气。

波波娃非常担心门捷列夫的身体,于是以一个人既操纵气球又测量数据,效率会打折扣为由,极力地要求他找一个航空专家陪他一同升空。

门捷列夫觉得波波娃的提议不无道理,于是就邀请航空家柯文科同他一起上天。

一切的准备都就绪了,可是制作气球的资金仍然不够,门捷列夫为此事愁得吃不香,睡不安。恰恰在这个时候,天文专家预测日食将要降临圣彼得堡。

得知这个消息,波波娃高兴地对门捷列夫说:“米嘉,别再发愁了,气球的事情有着落了!”

“真的吗?是谁?谁肯赞助我那么一大笔钱,我真的要好好地感谢他。”门捷列夫高兴地说。

“没人赞助,是我们向军事部门借。”波波娃神秘地说。

“那怎么可能,他们不会借给我的。”门捷列夫有点失望。

“如果你说你要研究稀薄气体,当然不会有人借给你了,但是你要是说你要观测日食,那就不一样了!”

“波波娃,你的主意太好了!我马上就行动。”门捷列夫说着就往门外走去。

波波娃看着门捷列夫的背影笑了,自言自语道:“都这么大的年纪了,怎么一说起科学,还像个孩子似的性急呢。”

1887年8月19日,这个升空的激动人心的时刻到了。在停放气球的空场上站满了人,其中有门捷列夫的朋友,也有一些素不相识的人。大家的心情都是一样的,既紧张又激动。

再看站在气球边的门捷列夫,虽然已年过50岁,但身上仍散发着青春的朝气。他身上穿着升空服装,和航空家柯文科一起在进行升空前的最后调试工作。

一切经检测没有问题后,门捷列夫和柯文科跨入吊篮,两个人微笑着,向大家挥挥手,随后进行启动。

当大家都聚精会神地盯着这吊篮,等着那升空的瞬间时,柯文科发现这个气球的动力只能够载一人升空。

柯文科当仁不让:“我是飞行专家,让我上吧!你一个人升空太危险了。”

大家也纷纷劝阻门捷列夫,劝他同意让柯文科先升空。

门捷列夫哪里肯听,他谢绝了所有的好意,对大家说:“你们别担心,气球也是一种特别的科学仪器。我今天第一次升空作业,绝不能失败。”

说罢,他看了看周围里三层外三层的人们,铿锵有力地说:“你们看看吧,这么多人和注视科学实验一样注视着飞行。作为一名科学家,我不能破坏他们对科学的信念。”

他转过头又对波波娃说:“如果我有什么意外,为进行实验结束生命也是一个科学家最好的结局了,到时候千万不要为我难过。”

波波娃的眼泪夺眶而出,但是她知道自己现在能够做的只有支持和祈祷,于是她擦了擦眼角的泪水,坚定地说:“你去吧,我相信你会成功的!”

门捷列夫头也不回得,跨进了吊篮,启动了升空装置。

气球升空了,门捷列夫在吊篮里专心致志地观察着日食,忽然,操纵绳被缠住了,气球不听使唤,在摇摇晃晃地下坠。地面上的人们张大了嘴巴,目睹着气球下坠而又无能为力。

这时,只见门捷列夫敏捷地爬出吊篮,顺着绳子向上爬,一步,两步……他硬是徒手解开了绕在一起的绳子,从而恢复了气球的飞行姿态。地面上的人们一片欢呼。

当门捷列夫顺利落地时,一大群人涌了上来,欢迎这位升空归来的英雄科学家。

当问及在那千钧一发的时刻他的感受的时候,门捷列夫说:“除了幸运,最重要的是对事情的镇静和自觉的态度。举一个例子,就美而言,它应该与目的性相一致,成功也应该和沉着、冷静的手段相一致。”

门捷列夫对稀薄气体的研究虽然没有取得什么辉煌的成果,但他在进行观测过程中表现出来的无比勇敢和对科学不懈追求的精神让人们钦佩不已。

为了表彰门捷列夫这次飞行,法国气象航空学院授予门捷列夫荣誉奖。然而,沙俄政府却无视门捷列夫的杰出功绩。在他们眼里航空被认为是卖艺,最多算是一项体育运动。

而门捷列夫的传统个人风格,就是要把科学与实用挂钩。他坚信航空可以造福于人类。

1890年,在门捷列夫再三坚持下,俄国技术协会航空部讨论了齐奥尔科夫斯基的全金属飞船的设计。门捷列夫和另一位大科学家茹可夫斯基坚决地支持了这一计划。

当时发明家莫扎依斯基设计了蒸气动力的飞机,虽然后来证明行不通,但门捷列夫还是认真地参加了审查工作,他的心愿就是早一天看到自己的国家拥有空间民用飞行器。

不幸的是,在沙皇时代,门捷列夫、齐奥尔科夫斯基、茹可夫斯基等空气动力学大师的成就没有得到应有的重视。但是,他们无疑是后来著名飞机设计师图波列夫、伊柳辛、安东诺夫等的先驱。

这就是门捷列夫,不愧为“人民科学家”称号的门捷列夫。当历史的长河流过了门捷列夫所生活的时代一百多年,逝去的岁月仍然掩不住他闪光的人格魅力。

关心民生事业

自从1863年访问了科罗列夫在巴库的油田以后,门捷列夫一直对石油工业的技术进步十分关心。他认为,石油不仅关系到国计民生,而且关系到俄罗斯的强盛和未来。只有实现技术进步,才能扩大石油开采和加工的规模,大大降低石油的主要产品煤油的价格。

从那以后,门捷列夫多次借出国的机会考察国外的石油事业,其中去的次数最多的国家是美国。他发现在某些俄罗斯落后的地方,美国人也一样。

1873年,门捷列夫曾经提议的废除石油开采的包租制,终于取消了。从这个建议的提出到执行,整整浪费了十年的时间。

1876年,门捷列夫带着自己的研究生格米里安参加在美国费城举行的工业展览会。在此期间,他访问了美国许多城市,详细了解了宾夕法尼亚州的石油开采和加工情况。

回国之后,他写了《关于北美宾夕法尼亚与高加索的石油工业》一书,总结了他在美国的所见、所闻、所感。

此次的石油之行,没有给门捷列夫带来关于石油方面的新技术、新想法,唯一的收获就是通过分析欧美市场上石油及石油产品价格和石油业主的利润情况,得出了一个对巴库的石油十分有利的结论:不能指望美国煤油降价,它只会涨价。

同一年,门捷列夫在去意大利开会的时候,又研究了意大利的采硫技术,这项技术在当时是比较先进的。

门捷列夫回国以后,将他的研究成果运用到了实际的生产活动当中,结果俄罗斯的采硫技术很快有了大幅度的提高。

1880年,门捷列夫应财政部的邀请,又一次对巴库进行了考察。这次,他对石油加工业的配置、石油运输、石油废料的利用以及取消石油消费税等问题提出了自己的见解。

其中关于取消石油消费税的问题,得罪了以“石油大王”诺贝利为首的一批石油大业主。

因为消费税可以提高石油产品的成本,降低小业主们和大业主们的竞争力,从而那些大资本家就可以收买小油井,垄断石油业和石油买卖。

出于自身的考虑,这些大石油业主们联名要求,继续保持石油消费税,但当时的沙皇政府站在了门捷列夫这边,没有理会他们,坚决地取消了石油消费税。

这帮大石油业主们不甘心自己的利益受损,于是委托当时正在诺贝利那里工作的著名化学家利辛柯首先在媒体上向门捷列夫发起了攻击。

为了保护广大消费者和小业主的利益,门捷列夫勇敢地在《新时代报》上给予了回击。

自此,门捷列夫与这帮石油大户们结下了仇怨。对于石油的研究和那些石油大户的支持是离不开的,现在门捷列夫想要研究石油,进行实地考察成了一个首要的难题。

他现在面临着两种选择:一是放弃,一是向那些石油大户们低头。

门捷列夫两者都没有选。

1881年5月,门捷列夫从意大利和法国归来之后,想进行石油馏分实验,对巴库石油的成分进行分析。

这时候,阻挠出现了。以诺贝利为首的大石油业主们,以各种理由拒绝提供石油,而那些小的石油业主又没有能力提供门捷列夫所需要的高质量的石油。

整个俄罗斯的石油业都在等着看门捷列夫的笑话,诺贝利甚至扬言:“如果门捷列夫肯向我赔罪,我将无条件地提供他实验所需的所有材料以及经费。”诺贝利提出的条件真的挺诱惑人的,尤其诱惑这个对科学着迷的化学家。但是向他赔罪,就代表以前所做的努力全部白费,人们的利益又要受到他们的控制,门捷列夫毫不犹豫地拒绝了诺贝利的提议。

他选择了一个条件相比之下比较好的小的石油业主,到那里进行他的科研。这样一来困难大了很多,但是门捷列夫没有低头,他首先对石油成分进行提炼加工。

好人总会有好运的,不久门捷列夫得到了邀请,邀请他到拉果金的石油蒸馏厂进行研究。

门捷列夫用了三个月的时间,成功地利用蒸馏水做了大量的石油馏分实验,确定了所得分馏物的密度、沸点等主要性质。

1882年,门捷列夫作了演讲《灯的问题和重油原料》,指出依靠科学技术,俄罗斯的石油工业不会比美国差,产品成本也会降下来。

1885年,他又写了《论石油》。门捷列夫认为石油可以通过无机物生成。

可以毫不客气地说,俄罗斯石油事业的发展和门捷列夫兢兢业业的工作是分不开。在整个过程中,他一不求钱,二不为利,他首先考虑的是俄罗斯的民族利益,他是为了千千万万俄罗斯人民的共同利益而战的。

愤然辞职抗议

19世纪末的俄罗斯还是一个实行着愚昧而顽固的农奴制的国家,它在亚历山大三世的君主专制统治之下,对社会自由化浪潮加以遏制。

早在1881年8月,亚历山大三世继位之初,就颁布诏书规定了一系列强化社会治安、加强君主专制的措施,并明确宣布了全国进入紧急状态的几种情况。此外还加大了对罢工、游行等活动的惩罚。

鉴于教育机构,尤其是大学,是自由思想的策源地,亚历山大三世取消了亚历山大二世给予大学的自治地位。

1850年,他们怕哲学教授们在课堂上传播革命思想,竟然取消了大学里的哲学课,还把逻辑学和心理学转到神学系来上,因为这里的教学是受圣主教公会监督的,不可能有什么革命思想传播,他们大可以放心。

沙皇及其官僚对革命的恐惧有时达到非常可笑的地步,尼古拉一世就非常害怕西欧的革命思潮会通过自然科学教材和教授们的讲解传播开来。

有一次,他参观了积极地引进西方科学的哈尔科夫大学,他对教授们提倡西学非常不满,愤愤不平地表示:“要紧紧关闭通往西方的所有窗口”。

可笑的是,他一离开,哈尔科夫教育区的督学居然马上下令堵死校园内所有朝西的窗户,而且一堵就堵了将近70年!

由于俄罗斯上层统治集团推行的逆向改革措施,钳制了思想发展,因此,严重阻碍了教育普及,影响了国民素质的普遍提高。

为此大学生组织了多次的学潮,由于门捷列夫的正直、求实,不愿苟合,都使他在遇到反专制的学潮时,坚定地站在学生一边。当然,这些举动也使统治者感到极不舒服。

1879年,门捷列夫由于支持圣彼得堡的学生运动,被列入暗探局的黑名单,在一份暗探局呈交给沙皇的报告中写道:“如果学生方面再发生任何示威游行就将门捷列夫等人逐出圣彼得堡。”沙皇的批示是:“做得好!”

学生的激情是遏制不住的,由于莫斯科大学学生被捕,圣彼得堡大学的学生于1890年3月18日,又一次举行大规模的学潮。他们举行集会讨论向政府提出高等教育民主化要求和拟定请愿书的问题。

请愿书的要求很简单,只有下面几条:

第一,根据学校章程选举校长和教授,成立学校法庭和学生法庭,承认学生社团。

第二,所有中学毕业生,不论信仰和社会地位,不需要秘密鉴定,都可以自由进入大学。

第三,教授们有授课的自由。

第四,取消检察院的警察职能,禁止降低工资,恢复圣彼得堡大学的科技文献协会和学生阅览室。

一切准备就绪后,学生们邀请教授们参加了这个会议。学生们的爱国热情感染了门捷列夫,当学生们决定请他们所敬爱的门捷列夫老师把请愿书递交给教育部部长捷良诺夫伯爵时,门捷列夫二话没说就接受了这个任务。

门捷列夫心里十分明白,眼下是亚历山大三世统治的最黑暗的年代,是一切稍有生气的事业都受摧残和压迫的年代。担负这个递交请愿书的任务是不容易的。

望着学生们一张张充满期望的脸,门捷列夫心中又生出了追求真理,为真理而战的宁死不悔的决心,他郑重地保证说:“同学们,我首先是一个老公民,我一定把请愿书递给捷良诺夫部长。”

自从门捷列夫把请愿书交给捷良诺夫以后,大家都在翘首企盼,一天,过去了,没有音讯;两天,眼看就要过去了,就在黄昏时分,门捷列夫终于接到了一封由捷良诺夫寄来的信。

众人簇拥着门捷列夫,看着他非常严肃地缓缓拆开信封,大家屏住气,集中精神,紧张地注视着信封中的信件。

当门捷列夫打开那封信件,大家看见其中的内容时,都愤怒了。原来这是学生们用真情所写的请愿书,竟然被退了回来。

上面还用红笔批道:“国民教育部长命,请愿书退还给现任五等文官门捷列夫教授,因为部长以及为圣上效劳的任何人员都无权接受此项请愿书。致门捷列夫阁下。1890年3月16日。”

门捷列夫面对着这打着官腔的一纸批文,愤怒至极,毅然辞去圣彼得堡大学教授的职务以示抗议,并于夏季由大学迁往新寓所。

当捷良诺夫拒绝宣读请愿书和门捷列夫辞职的消息传出后,大学生运动的反专制情绪更加高涨。学校当局被警察带进了学校,进行了血腥的镇压,逮捕了许多人,抗议被镇压下去了。

物理数学系主任向圣彼得堡大学校委会提交由大学50位教授和全体老师签名的请愿书,强烈要求门捷列夫留下。这封信是写给门捷列夫的:

“尊敬的德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫,校委会得知您打算离开我们学校,这个消息不能不让您所有的同事大吃一惊,他们已经习惯于把您当作圣彼得堡大学的一个门面。我们认为您是我们圈子里的人。我们因此而骄傲。我们深信,失去您这样伟大的科学家对我们学校的实力不可能不造成重大影响。因此,校委会一致决定恳请您收回离开学校的打算。愿您不会对我们热忱的恳求无动于衷。”

看完这封感情真挚的来信,门捷列夫的心暖暖的,但是他离开学校的心意已决,他谢绝了大家的好意,在一片白色恐怖的气氛中,举行了离开圣彼得堡大学的最后一次讲演。

他望着台下那无数双热情真挚的眼睛,面对着成千上万热爱着他也被他热爱着的学生,他的眼睛湿润了。这里曾经是他的希望,是他最挚爱的一片热土,可是过了今天,他就要永远地离开这里了。

在这最后的讲演中,门捷列夫想的还是教育,还是他曾深深热爱着的学生们。

他说:“建立大学的目的不只是为获得文凭、学习课程,这仅仅是一个方面。大学唯一的真正的精神是对真理纯粹、完美的理解。”

带着太多的不舍,带着太多的遗憾,门捷列夫结束了他的讲演。在离开之前,他对大家说:“祝愿你们能够通过最平和的方式找到真理。由于众所周知的原因,我恳切地请求大学:在我退席的时候,不要鼓掌。”

在一片寂静的肃穆中,人们目送着门捷列夫的背影消失,大家觉得他的背因为长期地工作更驼了,他的头发因为日夜地操劳更白了,可是他的形象却因为人格的魅力,变得更加的高大了。

别了,亲爱的圣彼得堡;别了,可爱的同学们;别了,三尺讲台;别了,我心爱的实验室;别了,工作了33年的圣彼得堡大学。

在这里执教的33年当中,门捷列夫始终是精神饱满,热情百倍地辛勤工作着,然而却没有受到重视。相反一次次地遭到排挤。

门捷列夫的一切美好计划和希望都和这所大学分不开,当个人所遭受的不公正待遇成为整个社会悲剧的缩影时,这种悲切的感觉刻骨铭心。门捷列夫干脆一个人搬到了一个名叫华西里耶的小岛上,离群索居。

这件事情同样引起了社会的极大关注,有很多人推测,门捷列夫在受到这次打击后会就此消沉,甚至有的人说,门捷列夫会放弃俄罗斯,到别的国家去搞科研。

这些推测不是空穴来风,当初的门捷列夫确实是消沉了一段时间,但是这台开足了马力的机器,怎么能够彻底地闲下来呢?当初确实有很多国外的知名院校邀请门捷列夫前去讲学,进行实验研究等,但是爱国情怀如此深厚的人,怎会放弃自己的祖国呢?

研制先进的火药

1890年,在门捷列夫离开圣彼得堡大学,迁居到华西里耶小岛不久,他接到了海军部的请求,希望他研制一种供海军舰队121径枪炮使用的新型无烟火药。

门捷列夫兴冲冲地离开了那个与世无争的小岛,回到了他长期工作生活的城市——圣彼得堡。

对于他的归来,波波娃没有一点的惊奇,她甚至提前准备了门捷列夫最爱吃的小菜。

门捷列夫看见温馨的家,看见贤惠的妻子,想到自己在小岛上的苦闷,眼圈红了。

波波娃接过门捷列夫手中的行李,对他说:“早就知道你在那个小岛上待不久的,只是没想到你这么早就回来了,否则还要找几个朋友为你接风呢。”

“你怎么知道我要回来啊,当初我走的时候可是非常坚决的。”门捷列夫好奇地问。

“我是你的妻子,我还不了解你吗?你能够容忍贫穷落后,可是你却忍受不了无所事事的苦闷。否则,当初我怎么肯同意你一个人去那里呢?”

门捷列夫看见如此了解自己的妻子感到非常欣慰。

“米嘉,你今后有什么打算吗?”

“哦,我应海军部的请求,准备研究一种新型的无烟火药。”门捷列夫一谈到工作,兴致又上来了。

“可是……为什么要替政府工作啊,难道他们对你的伤害还不够吗?”波波娃担心地说道。

“政府并不能代表俄罗斯啊,我研究无烟火药不是为了政府,而是为了整个俄罗斯。它们的性质是不一样的。我不能为了自己的私愤,而耽误了祖国的大事。”

“这究竟是何等的宽广胸怀啊,这究竟是多深的爱国情怀啊!”波波娃深深地以门捷列夫为荣。

波波娃好像想起来了什么,有些困惑地问:“无烟火药?海军让你制造火药是不是为了战争啊?你不是最讨厌战争的吗?”

“是啊,我希望世界充满和平,所以我才会答应海军部关于研制新型火药的要求。只有军事力量得到了提升,才能够结束战争。”

门捷列夫顿了一下,又说道:“其实这项研究在我的眼中只是纯粹的化学研究,我只是尽了一个科学家的义务。”

“那我就放心了。米嘉,加油啊!”

得到了家人的支持后,门捷列夫开始了无烟火药的研究工作。

最早的火药和炸药是有烟火药,直至19世纪才出现无烟火药。

无烟火药指爆炸时产生较少固体残留物的火药。无烟火药燃烧后没有残渣,不发生烟雾或只发生少量烟雾。使用无烟火药可以增加弹丸的射程,提高弹道平直性和射击精度。无烟火药的诞生为弹药的开发铺平了道路。

1845年的一天,瑞士化学家舍恩拜做试验时,不小心把盛满硝酸和硫酸的混合液瓶碰倒了。溶液流在桌上,一时未找到抹布,他赶紧出去,拿来了妻子的一条棉布围裙来抹桌子。

围裙浸了溶液,湿淋淋的,舍恩拜怕妻子看见后责怪,就到厨房去把围裙烘干。没料到靠近火炉时,只听得“扑”的一声,围裙被烧得干干净净,没有一点烟,也没有一点灰。

舍恩拜大吃一惊。事后,他仔细回忆了经过,顿时万分高兴。他意识到自己已经合成了可以用来做炸药的新的化合物。为此,他多次重复了实验,肯定了结果无误,遂将其命名为“火棉”,后人称之为硝化纤维。

但是,用舍恩拜发明的硝化纤维生成的火药很不稳定,多次发生火药库爆炸事故。

1884年,法国化学家、工程师维埃利将硝化纤维溶解在乙醚和乙醇里,在其中加入适量的稳定剂,成为胶状物,通过压成片状、切条、干燥硬化,制成了世界上第一种无烟火药。

要把无烟火药投入实战,就必然加快炮弹的初速,并相应地扩大枪炮的射程,这样必须设法降低炮筒、枪管内的最大压力。无烟炸药比原来使用的有烟炸药燃烧得慢,所以在这方面很有优势。

19世纪90年代初,欧洲国家的军用步枪弹基本上从大口径黑火药枪弹演变为较小口径无烟火药枪弹。重机枪也是因为使用了无烟火药才具有实用的价值。

大多数无烟火药的主要原料,是用硝酸和硫酸清洗纤维素的产物——火棉。一些国家已经制造出了性能比较优异的无烟火药,但是由于涉及保密,俄国的有关资料非常少。

门捷列夫对于火药的知识知道得甚少,现在的当务之急是要了解火药的生产原料、生产流程等。

当时的英国,在无烟火药方面处于领先的地位,于是门捷列夫和工作伙伴叶尔佐夫以及一名海军中校前去伦敦进行考察。

1890年6月初,门捷列夫他们一行三人乘船出发,来到了伦敦。由于门捷列夫以前曾多次代表俄罗斯到伦敦参加学术会议等,所以他在这里有很多的熟人和朋友。

门捷列夫的这些朋友大多是化学界的精英,他们或多或少地为门捷列夫提供了一些无烟火药的知识。其中爱迪生给他的帮助最大。

爱迪生的童年和青年时代都是在俄国度过的,他还在圣彼得堡一所中学读过书,因此他精通俄语。他是英国火药行业的高手,深受尊敬。当时他已是一家军械制造厂的厂长,手头掌握着所有有关无烟火药的资料。

门捷列夫在很久以前就认识了爱迪生,因此他希望后者能给他提供帮助。爱迪生总是热情地接待门捷列夫,给了他应有的帮助。

爱迪生告诉门捷列夫:1890年英、俄海军部门之间曾达成互换火棉火药样品的协议。他们交流了生产无烟火药的工艺,对样品进行了射击实验。但是,这种无烟火药还未达到完美的程度,射击后炮身前边还残留未燃烧的火药条。

门捷列夫还去了爱迪生的军械制造厂,参观了其火药的生产情况,他还访问了有关研究无烟火药的实验室,并阅读了大量的文献、记录,分析了一切对使用火药有用的东西。

随后,门捷列夫他们三人又从伦敦直接去了巴黎,在那里门捷列夫搞到了法国无烟火药的样品。

这次的出国考察的收获是极其丰富的,门捷列夫他们几乎得到了制作无烟火药所有必需的和可能了解到的信息。

门捷列夫了解了羰基镍并研究了它的基本属性,他还注意到了不同掺入物对炮药的影响,同时,他还指出,应该完善发射压缩空气和汽油混合物的大炮,使炮弹出膛的瞬间燃烧加剧。

回国之后,门捷列夫马上开始实验。在他出国之前,海军部长曾答应,建立一个专门的海军科技实验室,供他进行火药研究。但是,当门捷列夫回国后,这个实验室才刚刚开始建立。

门捷列夫的心情是急迫的,他已经等不及实验室的建成了。于是,他回到了早已习惯了的圣彼得堡大学实验室,以火棉为原料开始制造和试验无烟火药。

当时,世界上的火药主要分为两种,一种是火棉火药,另一种是火棉硝化甘油火药。这两者看上去没有什么区别。

1895年,门捷列夫发表论文《火棉火药》,详细地分析了上述两种火药。

火棉火药主要成分是火棉,即高度硝化的纤维素,内含12.7%~13.5%的氮和57%的氧。火棉不溶于酒精和醚的混合液,因此不能成凝胶状。

要用火棉制造火药,必须向它里面加一些可溶于酒精和醚混合液的较低级硝化的纤维素,使之凝成胶状,并把酒精和水蒸发后的剩余物加工成一定形状,因为未凝成胶状的火棉很容易爆炸。

火棉硝化甘油火药中除了含氮量为11%~13%的硝化甘纤维素,主要成分是硝化甘油,占总质量的40%~60%。

这两种火药的冲击力大致相同。但是,必须让火药的类型与武器的类型相适应。这是一项细致的工作,它不光要求火药的比例相当,还要求它的颗粒或条块大小适宜。

门捷列夫清楚地知道,要想解决这个问题,必须研究硝化过程的化学方面和准确确定硝化程度不同的纤维素的成分。因此,他从火药的主要材料硝化纤维素入手,开始研究。

结果,门捷列夫仅用了一年多的时间,在1891年就研究出了一种新的无烟火药。

他描写这种火药说:“这种火棉膠应该认为是一种新的、至今实验中还无人知道的硝化纤维,是含氮约13%的低氮硝化纤维素和含氮约11%的用以封闭小切口的药用火棉膠,中间的混合中性物质。”

所以门捷列夫把这一类型硝化纤维称作低氮硝化火棉膠。

1892年,海军科技实验室对火棉继续进行全面研究。他们确认,低氮硝化棉膠火药很容易做成任何尺寸的颗粒状和条状。只要在每一种情况下都使用相应大小的低氮硝化棉膠颗粒,它就可以成功地用于不同口径的枪炮。

在这一年的春天,海军部进行了口径相对较小的速射炮射击试验,结果很成功。门捷列夫所制造的火药能够均匀而迅速地燃烧,大大超过了国外应用的火药。

按理说俄罗斯有了这么先进的火药,在第一次世界大战的时候就不应该再向美国进口无烟火药了,但事实正好相反,“一战”的时候,俄罗斯向美国进口了数千吨无烟低氮硝化棉膠火药。

这是怎么回事呢?难道门捷列夫当初研制的无烟火药,有着这样那样的缺点,没有办法在实际应用中施展它的威力吗?

当然不是,1893年俄罗斯的军事专家对低氮硝化棉膠火药进行了必要的试验,然后进行了各种口径的大炮射击试验。射击的结果非常好,表明低氮硝化棉膠火药能够给炮弹提供非常一致的初速。

当时由于海军部门和陆军主管部门,都在秘密研制适合大口径枪炮的无烟火药,而这两个部门间却没有进行必要的沟通联系。不幸的门捷列夫成了这两个部门争功的牺牲品。

他向海军部长提交了《关于低氮硝化棉膠火药》的报告书,详细地描述了实验室研究结果和火药的试验情况后,这份报告被送到陆军部去鉴定,结果它落到奥赫金斯克工厂手里。

不久,奥赫金斯克工厂生产出一种“俄罗斯”火药,并称其性能比门捷列夫的低氮硝化棉膠火药还要好些。他们还宣称门捷列夫研制出的低氮硝化棉膠火药,是他们以前已经研究过的,抹杀了门捷列夫的新思路。

对于这些诽谤,门捷列夫立即作出了反应,他要求对低氮硝化棉膠火药和“俄罗斯”火药进行对比试验,不管谁好谁坏、谁先谁后,只要能够最终解决武器改造的根本问题就行。

但是,由于海军部和陆军部之间无休止的争吵,门捷列夫的提议到最后也没有能够得到执行,同时低氮硝化棉膠火药的生产也告一段落。

这次的事件比那次学潮带给门捷列夫的打击还要大,他愤然离开了海军部。

但是,低氮硝化棉膠火药毕竟是他的心血结晶,门捷列夫时刻关心着它的命运。门捷列夫最害怕的是这种火药渗透到国外,最后带给俄罗斯伤害。

事实不幸被门捷列夫言中了。出于利益的关系,这种火药的秘密被某高级官员卖到了美国。

第一次世界大战的时候,美国的杜邦公司利用这种低氮硝化棉膠火药,狠狠地赚了俄罗斯一大笔钱。

其实,除了军事上的用途以外,门捷列夫认为低氮硝化棉膠火药还有和平用途,如用于摄影、外科学、黏合和制作赛璐珞等。

他还发现,在生产人造丝的过程中也可以使用低氮硝化棉膠。把低氮硝化棉膠的凝胶块在水中挤压后,再进行多次硝化处理就可以得到很多细线。这种用途逐渐导致了后来高级纤维的普及。

促进度量衡发展

俄罗斯痛失了一个火药方面的专家,但是却多了一名富有改革精神的度量衡局长。

门捷列夫离开海军部后,深知门捷列夫才能的财政部长随即推荐了他。1893年,门捷列夫担任了俄罗斯“标准度量衡贮存库”的库长。

作为一名科学家,尤其是化学家,门捷列夫非常清楚在科研中确定准确数据的意义,所以他一直对测量各种大小和度量衡的实际问题有着浓厚的兴趣。

早在1868年,门捷列夫在自然科学家第一次代表大会上,作了《关于度量衡体系的声明》的报告。

他号召与会者在科研中、高等学校教学中,使用十进位度量衡制,号召在科学办公室和实验室配置十进位计量器材。他还说:“我们要让我们的学生相信必须使用这一体系。”

接任了标准度量衡贮存库的库长以后,门捷列夫对全国的度量衡制度进行了考察。他痛心地发现虽然全国的度量衡是统一的,但是各地市管局存在着大量的滥用职权和玩忽职守的行为。

他们授权给看门人,让他们随意在秤砣和尺子上打印。有的地方的标准样品干脆就是假的。很显然,必须得改善一下国内通行的整个度量衡体系。

不久,门捷列夫以统一度量衡能够起到团结各民族人民的作用为由,请求财政部将标准度量衡贮存库改为度量衡总局,这是一个专事科学调查研究的机构。同时他还提议在国内建立一整套的检查局网络系统,它们应当受总局全权管辖。

1893年,门捷列夫改组样品库的申请被批准,从7月1日起他被任命为度量衡总局的局长。

1894年,门捷列夫开始了俄国计量原器的重新打制工作,他还亲自去英国,督查在那里制造的半沙绳、俄尺、俄磅等衡器的制造情况,然后将所做样品与相应的英国及国际公制原器进行精确对比。

在门捷列夫的领导下,度量衡检定总局建立起了称量检验室、温度计检验室、电量检验室、光度计检验室、水量计检验室和气量计检验室。

建这些实验室的同时,门捷列夫开始推行度量衡标准和建立新的检查监督体系。1899年,俄罗斯推行了《度量衡条例》。

门捷列夫以他广博的知识和出色的组织才能,用6年时间使度量衡的精确度达到了先进国家需用15~20年才能达到的水平。

其中称量的精确度达六位小数,而当时欧洲和度量衡改革之前的俄国只有四位小数。此外,在1899年,门捷列夫开始在俄罗斯推行国际上通用的计量单位“米制”。

在担任度量衡总局局长期间,门捷列夫对海关税率产生了很大的兴趣,他认为海关的税率操作中随意性太大,这显然对俄罗斯的经济会造成不良的后果。

于是,门捷列夫在1889~1891年期间,写了《关税解说》一书。

这本书被当时的经济学家认为是纯经济类著作,给予了很高的评价。但门捷列夫自己不这么认为。

他在书的一开始就指出:本书的目的在于弄清楚俄罗斯工业发展和关税税率之间的关系,让人们熟悉商品的进口和出口,以及它们在俄罗斯和其他国家的生产和消费情况。

书的结尾则指出:这本书能够唤起100个俄罗斯人对国家总的需求的理解,我的使命也就完成了。

当时的俄罗斯,在经济方面推崇的是一种媚外的理论,他们认为:既然我们需要的一切工业品都可以从国外换回来,那我们发展工业还有什么用处呢?所以他们积极地拥护自由贸易,反对关税改革。

为此,门捷列夫不得不为保护关税制度而与他们进行交锋,甚至有人还指责门捷列夫是极左路线。

最激烈的一次,发生在1896年召开的全俄贸易工业代表大会上。

当时大会对进口俄国的农业机器和化肥的关税问题进行了讨论。当时在俄国农用机器和工具的生产刚刚出现。保护关税政策的反对者要求降低进口农机具的关税,因为他们认为进口农机具会促进农业发展,提高粮食和其他产品的产量。

门捷列夫给予了强有力的反击,他举例说,俄罗斯产白金,把白金卖给英国人,再从英国人那里买成品,经过这一倒手,英国人的利润就是产品出口价格的两至三倍;又如俄罗斯的锰矿,出口矿石的价格只有出口合金价格的1/5。

他反问那些反对者们:“为什么你们要把钱白白地让给那些外国人呢?为什么你们不能把本国的工业搞上去呢?”

门捷列夫接着又说:“自然界给予我们的资源是有限的,不错,我们的祖国地大物博,但是如果总是开采,那么也会有枯竭的那一天,请问,到时候你们拿什么出口?拿什么赚钱呢?”

门捷列夫的话问得那些反对者们哑口无言。

门捷列夫所做的这一切,只有一个出发点,那就是爱国。如果那些所谓的上层们,能像门捷列夫一样热爱自己的国家,那么俄罗斯的经济要比现在先进10年、20年,甚至100年。

把科学视为生命

门捷列夫虽然由于种种原因不能进行科学研究了,但是他没有放弃对科学的热爱,他密切地关注着各国的科学家在物理、化学王国里收获的一个个激动人心的硕果。

在门捷列夫研制成元素周期表的最初,曾经有这样那样的问题困惑着他,如为什么元素性质会随着原子量的递增而做周期性的变化?为什么原子量上一些很小的变动会引起元素性质上的极大变动?

当时门捷列夫认为努力揭示出决定元素所有性质的质量的本质是什么,便能引导科学直接走向目标,为此,他一直致力于研究质量和引力的本质。

同时,门捷列夫觉得弄清原子的复杂结构和元素相互转化的规律,似乎也能解释上述的问题,但是他没有为此进行深入的研究。

19世纪末,X射线、放射性、电子等一系列新发现,重新把原子的复杂结构和可转化性的问题提到议事日程上来时。

先是,德国物理学家伦琴发现了“X”射线。

然后,法国物理学家贝可勒尔,发现了物质的放射现象。

接着,英国物理学家汤姆逊测定了电荷和质量的比值,并把这种粒子称为电子,在此基础上又提出了原子结构的假说。这种假说是对“原子是物质可分的最小微粒”学说的强烈挑战。

再然后,居里夫妇发现了一种能自发地射出很强的射线元素——“镭”。

接着,英国物理学家卢瑟福又发现镭的射线分成三部分,并分别命名为α、β、γ射线。

这所有的一切都让门捷列夫目瞪口呆:“不,这不可能,原子是物质可分的最小微粒,它不能够再向下分解了,元素之间怎么能够转换呢?这简直是天方夜谭。”

门捷列夫也把这些学说视为异端。他说:“只有去利用周期律这有力的武器,而不必去求对它的内在实质的解释,就像不知万有引力的原因,仍可利用万有引力定律一样。”

他还建议化学家们:“最好还是把自己的研究限制在不变元素的研究里。”

这位60多岁的老人,曾经多年来一直笃信牛顿定律的权威性,一直致力于把物理和化学结合起来,即把元素的化学性质和它的物理性质联合起来。这种想法促成了他对元素周期律所做的贡献。

然而,科学上的任何理论都是一步步地向真理逼近,而不是真理本身。

科学真的不会为任何人停下它的脚步,当年站在科学前沿的门捷列夫居然也像他的老师对他一样,对现在的后生晚辈的研究予以否定。难道他真的老了吗?

门捷列夫引以为荣的元素周期表,在这个时候也受到了很大的冲击。

1894年,英国物理学家雷利用两种不同的方法制取氮气,测定出来的氮气密度并不相同,两者相差0.0064克/升。雷利在百思不得其解的情况下,只好在1892年9月29日的《自然》周刊上,公开征求答案。

化学家拉姆塞欣然与雷利合作,他们除去了空气中的氧气、氮气、二氧化碳和水蒸气,最后残留的未知气体的体积为原来空气体积的1/80。通过对未知气体进行光谱分析,确认它是一种新元素。这种新元素后来被命名为氩。

后来,拉姆塞和雷利得到了克鲁克斯英和欧尔任斯基波的帮助,获得了一定量的液态空气,他们利用液态空气产生的低温将氩气液化,测得氩气是单原子分子,分子量为40。

法国科学家布瓦博德朗听到氩被发现的消息以后,不久即预言这种新元素应隶属于稀有气体的元素族,他认为族中各种元素在当时虽尚未被发现,但是这些元素的原子量应为:20.0945、36.40±0.08、84.01±0.20、132.71±0.15,并预言其中第一和第二两个元素应较其他各元素的存在量丰富。

实际上早在1868年,有一位法国天文学家严森法去印度观测日食的时候,就首先在太阳色球中观察到一条黄线D3,这和早已知道的钠光谱的D1和D2两条线不相同。

同时,英国的天文学家洛克耶也观测到太阳全食时的这条线,严森法和洛克耶都知道了这条黄颜色的线D3。当时就有天文学家认为这条线只有太阳才有,并且还认为是一种金属元素。所以就把这个元素取名为helium。

前后经过了二十多年,人们才知道这种元素地球上也有,并且是非金属。中文译成氦的时候,已经是20世纪了。

从1895年4月起,拉姆塞跟特拉弗斯合作,证实了氦元素也是一种稀有气体。

拉姆塞在发现了氩和氦后,研究了它们的性质,测定了它们的原子量。接着他考虑它们在元素周期表中的位置。

按照原子量的大小,氦应当排在氢和锂之间,但是应当把它归在哪一类呢?在当时除了氩以外,它跟以前发现的任何一种别的元素都不相似。

拉姆塞在给雷利的信中写道:“你可曾想到,在周期表第一行最末的地方,还有空位留给气体元素这一件事吗?”他建议在化学元素周期表中列入一类新的化学元素,暂时让氦和氩做这一类元素的代表。后来就称为零族元素。

拉姆塞和特拉弗斯把大部分液态空气沸腾离去后所遗留的残余物贮存起来,就用红热的铜和镁将残留的氧气和氮气除去,他们检查留下的气体,观察它的光谱。

只见一条黄色明线,略带绿色,还有一条光辉的绿线,这线也绝不和氩、氦、汞或氢等气体的谱线位置相重合。

他们俩人在1898年5月30日发现了这个新气体,命名为氪,含有“隐藏”之意。这新气体在周期表上的位置恰居溴和铷两元素之间。

在周期表上,氪虽然是零族中的新元素,但并非他们所希望的那个元素。他们所渴望寻得的,应该是出现于氩中的挥发性更强的那部分。

于是,他们继续寻找这较轻的气体,用减压下沸腾的液态空气围绕氩,使氩液化,然后再使其凝固,又使氩挥发掉,再收集其最先逸出的部分。

这一部分气体有复杂的光谱,拉姆塞在笔记本上这样写道:“这是最轻的一部分。它具有极壮丽的光谱,带着许多条红线,许多淡绿线,还有几条紫线。黄线非常鲜明,在高度真空下,依旧显著,而且呈现着磷光。”

特拉弗斯说过,他们在真空管中检验气体挥发性最强的一部分时,早已深信,他们已发现了另一种新气体,所以他说:

“由管中发出的深红色强光,已叙述了它自己的身世,凡看过这种景象的人,是永远不会忘记的。过去两年的努力以及在全部研究完成以前所必须克服的一切困难,都算不了什么了。这个未经前人发现的新气体,是以戏剧般的姿态出现的。至于这种气体的实际光谱如何,目前尚无关紧要,因为就我们所看到的,世界上还没有别的东西能比它发出更强烈的光来。”

这就是1898年6月所发现的气体,也是现在大家知道的“霓虹”——氖。

1898年7月,由于获得了新式空气液化机的帮助,拉姆塞和特拉弗斯制备了大量氪和氖,把氪反复地分次萃取,从其中又分出一种新的气体,取名氙,含有“陌生人”的意思。若是把它封藏在空管里,通电后即显示出美丽的蓝色强光。

再接着谈一下氡。氡是一种具有天然放射性的稀有气体。它是镭、钍和锕这些放射性元素在蜕变过程中的产物。因此,它只是在这些元素发现后才有可能被发现。

早在1900年,居里夫妇在研究镭化合物的时候,就曾发现镭的化合物放置在空气中后,空气本身也变成具有放射性了。截至1903年,德国的纪塞尔和德比尔纳又从锕中发现一种射气,于是,它们就分别被称为钍射气、镭射气和锕射气。

1903年,拉姆塞对钍射气、镭射气和锕射气进行了初步探索。1908年,经过拉姆塞等人辛勤而努力的劳动,确定镭射气本身是一种新元素。他们把它称为niton,原意是“发光”的意思,因为它在黑暗中能够发光,并且能使某些锌盐也发光。两年后,拉姆塞又和格雷合作,共同测定了它的原子量为222,确定了它在元素周期表中所处的位置,是零族的最后一种气体。

1923年国际化学会议上决定,由放射性蜕变所产生的气体物质以“-on”为字尾而命名,即镭射气称为radon;钍射气称为toron;锕射气称为actinon。由于镭射气是这些同位素中最稳定的,因而它成为这一元素的名称。radon就代替了拉姆塞的niton,我国音译成氡。它的元素符号是Rn。

氦、氖、氩、氪、氙、氡这六个元素自成一列,被称为零族元素。这一发现又一次证明了周期律的正确,也使它更加完善。

被门捷列夫认为完美无缺的元素周期表,被后人进行了进一步的完善。门捷列夫既喜又悲,喜的是自己最宠爱的孩子,能够更加健全;悲的是,他坚持的“化学研究应当以周期律为依据,而不应该研究那些能够变来变去的元素”理论,被彻底推翻。

同时他还有着深深的遗憾,作为元素周期律最初的发现者,却只能目睹周期律完善的全过程,而不是参与其中。

每当门捷列夫情绪不稳定的时候,他总是喜欢去涅瓦河边进行倾诉,这次也不例外。

他望着那奔腾前进的河水,理了理那满头的白发,不禁问自己:“米嘉,你是不是真的老了?你的思想跟不上时代的潮流,你的脚步追不上前进的车轮,你是不是该退休了?”

一种悲哀的情绪在门捷列夫的心里蔓延开来,这时河对岸的一对年轻父子映入了他的眼帘。那孩子的童真,父亲的朝气,让他仿佛又看见了当初的自己。

“米嘉,这种悲观不是你的性格,你也曾经年轻过,你也曾经辉煌过,现在的你只是因为一时的偏执。想当初齐宁老师,也不是和你一样错了吗?但这又何妨,改过来,继续在正确的道路上前进,你还会有所成就的。”

经过自己打气,门捷列夫又树立了信心,他决定继续自己念念不忘的理想,继续科学真理的追求。

无论是谁都不能保证永远是正确的,所以我们也不能苛刻这位化学天才。虽然在这个方面他是有些陈旧了,但是在他目前所从事的事业上,他依然是佼佼者。而这一点,并不是每个人都能做到的。

辛勤地工作到最后

1899年,已经65岁的门捷列夫不顾身体的不适,长途跋涉到乌拉尔,研究乌拉尔冶铁工业。

这次去的主要目的是调查那里的钢铁工业为什么发展迟缓。和门捷列夫同去的还有大学里的矿物学家、海军科技实验室主任的助手及度量衡总局的工作人员等。

门捷列夫发现,虽然沙皇于1861年已经废除了农奴制度,但是在这个重要的工业区内,农奴制关系的严重残余还可以在各处都感觉得到。而这,直接导致了钢铁工业发展的迟缓。

门捷列夫完成自己的工作后,顺便回了趟家乡托博尔斯克镇。

当门捷列夫的脚步踏上这块熟悉的土地时,他的眼泪止不住地流了下来。从他和母亲玛利姬及姐姐丽莎离开这里去莫斯科求学,到现在已经整整50年了。

人人都说叶落归根,年纪大了思乡之情就会更加浓郁,门捷列夫也不例外。随着年龄的增长,故乡的一草一木总是在他的眼前晃动,如今他终于回来了,他大声高呼:“亲爱的故乡,您的儿子米嘉回来了!”

门捷列夫先去了自己曾经居住过的房屋,那里为政府改造,早就面目全非了。但是站在那里,门捷列夫仿佛还能看见那个眼睛不太好使的父亲伊万,在帮他温习功课;仿佛还能看见哥哥、姐姐们在那里做作业,而自己乖乖地坐在旁边。

门捷列夫又来到了他中学时候的母校托博尔斯克中学,他在这里转了一遍,惊喜地发现自己幼年的一张照片,竟然被摆在橱窗里,而且上面写着:“从这里走出去的俄罗斯最伟大的化学家——德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫。”

“天啊,我竟然成了这里的榜样了!如果爸爸妈妈还活在人世,他们肯定会笑得合不拢嘴的。”门捷列夫想着想着,不知不觉地笑了。

门捷列夫想起了中学时代的生活,想起了自己所敬爱的数学、物理教师鲁米里,历史教师多伯罗霍托夫还有俄语老师叶尔绍夫。“不知道他们怎么样了?是不是还都健在啊?”想着这些问题,门捷列夫来到了校长室。

当校长看见自己学校的骄傲——德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫竟然回到了这里,激动得语无伦次。他连忙邀请门捷列夫给全校师生进行一次讲演。

门捷列夫要进行讲演的消息一传出,整个托博尔斯克镇都轰动了,不仅是托博尔斯克中学的师生都来了,而且附近的人们也都蜂拥而至。

看着这些既陌生又熟悉的面孔,门捷列夫的心情也非常激动。他简要地叙说了一下自己的经历,然后把重点放在了教育上面。

听讲演的人都沸腾了,掌声、欢呼声连绵不断。

第二天,门捷列夫去拜访了唯一健在的叶尔绍夫老师。

当叶尔绍夫打开房门时,门捷列夫怀着激动的心情,深情地喊了一声:“老师,您好!”

此时的叶尔绍夫已经80岁了,眼睛有些昏花,他看了半天,才认出眼前这个头发花白的老人,竟然是自己50多年前最钟爱的学生门捷列夫。

叶尔绍夫高兴得双手直颤抖,连忙把门捷列夫让进了屋里。

这师生俩人,共同回忆起门捷列夫上学时候的趣事时,他们笑声不断。谈起原来相识的老师一个个地都已经逝去了,他们又黯然神伤……

在叶尔绍夫老师家,门捷列夫整整逗留了一天,直至天色已经黑了,才恋恋不舍地离开。

第三天,门捷列夫去了原来母亲开的那个小玻璃厂的旧址,虽然一切都已经是面目全非,但是他还是在那里徘徊了很久。

那个小小的玻璃厂,曾经是他全家的经济来源;那个小小的玻璃厂,曾经是他化学的启蒙地;那个小小的玻璃厂,曾经是他苦难少年的见证。

由于考察的时间紧迫,门捷列夫在托博尔斯克只待了三天就匆匆地回去了。踏上故乡这片土地的时候,门捷列夫的心情是兴奋的,离开这片土地的时候,他的心里充满了惆怅。

“再见了,生我养我的故乡!米嘉走了,但是我会时刻地想念你。你放心,我会尽我最大的努力,让你变得繁荣与富强!”

考察结束后,门捷列夫一行人回到了圣彼得堡。门捷列夫先去了母亲的墓地,将自己的家乡之行向母亲汇报了一遍。然后就开始动手编写一部大型的著作《1899年乌拉尔冶铁工业》。

这部书是围绕整个乌拉尔之行编写的,里面描述了有意义的经济核算和统计资料及他们一行人访问工厂和矿山时所收集的材料、感受等。在第十七章,门捷列夫还特地讲述了故乡之行的经历。

除了编写《1899年乌拉尔冶铁工业》以外,门捷列夫还向沙皇政府提出必须消灭农奴制残余,只有这样俄罗斯的经济才能够得到快速的发展。

但是他的提议遭到了激烈的反对。这个其实早就能够预见的结局,让门捷列夫终于认清了沙皇政权的本质,这是一个“不相信俄罗斯,也不爱俄罗斯”的政权。

当门捷列夫明白“用影响政府的方法来影响俄罗斯的经济”,这一愿望纯属徒劳无益时,他决定辞去在国家机关中的一切职务,从而把注意力集中到准备出版自己的一系列著作这一工作上来。

门捷列夫老了。他再也不是那个稚气未脱四处求学的少年,也不是目光炯炯、留着一头披肩长发的西伯利亚青年。

现在的门捷列夫一头白发,由于用脑过度,就连这白发也日渐稀疏。他的视力严重减退,他一生所挚爱的书籍,常常需要借助别人的双眼才能够看到。

除此以外,他还经常咳嗽,双手不停地颤抖,严重的时候连笔都握不住。这时,门捷列夫想起了父亲的伟大之处,一个双目失明的人能够活得那样乐观向上,需要多么宽广的胸怀啊!

现在,门捷列夫也学会了用心灵眺望,因为父亲说过:心灵可以使眼睛在夜里看得很远。

门捷列夫这个众所周知的大化学家,他化学的专著只有40种,仅占他所发表著作和论文总数的10%。其余的,物理化学是106种,物理学是99种,工业技术是99种,经济与社会是58种,其他29种。

这个外表如此普通的老人,他是如何做到的呢?门捷列夫解释说这全靠他的格言:

劳动吧,在劳动中可以得到安宁,而在其他地方是找不到的!享乐是自私的,它迟早会消失。只有为别人而劳动,才会留下永恒愉快的回忆。

在门捷列夫的众多著作中,最值得骄傲的无疑是元素周期律。为了拥有它的优先权,门捷列夫曾经进行过“保卫战”。

原来由于元素周期律的成功和胜利,某些科学界人士挑起了争夺它优先权的“战斗”。德国人举出了迈尔的周期表,英国人拿出了纽兰兹的八音律,法国人抬出了尚古多的螺旋图。

门捷列夫绝不否认他以前的和同时的科学家在探索元素规律方面所做的工作。

他说过:“周期律是由19世纪60年代末期已有的各种比较和验证过的资料中直接得出的,它也是由这些资料综合成的比较完整的表述。”

但是,既然发生了争论,门捷列夫也就不能再保持缄默,这并非为了个人,而是为了科学。他申明自己早在1869年3月就分发过周期表的单页,此后又发表过许多篇论文。

门捷列夫说:“定律的确证只能借助于由定律而引申出来的推论,这种推论,如果没有这一定律便不可能得到和不可能想到,其次才是用实验来检验这些推论。因此我在发现了周期律之后,就多方面引出如此合乎逻辑的推论,这些推论就能证明这一定律的是否正确,其中包括未知元素的特性和修改许多元素的原子量。没有这种实验方法就不能确证自然界的定律。”

“无论是尚古多、纽兰兹或迈尔,都没有敢预测某些未知元素的性质,也未敢改变当时的‘通用原子量’;总之,他们没有像我这样从最初1869年就认为周期律是一个崭新的、能够包括一切事实而又经得起检验的自然规律。”

他的话铿锵有力,打得德国人、英国人和法国人都无话可说。现在,门捷列夫发现元素周期律的优先权,早已为全世界的科学家所公认。在元素周期律的探索者中,门捷列夫的确是站得最高、想得最深、看得最远的出类拔萃的杰出人物。

元素周期律给门捷列夫带来许多荣誉,但令人遗憾的是并没有为他带来诺贝尔化学奖。

诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金支票。在遗嘱中他提出,将部分遗产作为基金,以其利息分设物理、化学、生理或医学、文学及和平五种奖金,授予世界各国在这些领域对人类做出重大贡献的学者。

1905年和1906年,门捷列夫都获得了诺贝尔奖提名,但最终都未获奖。

1905年时,因为评审委员会中的一名委员认为,门捷列夫的贡献太过陈旧,而且已经众所周知。这与诺贝尔的遗嘱:“诺贝尔奖每年发给那些在过去的一年里,在物理、化学、医学、文学及和平事业方面为人类做出最大贡献者”不符,所以不应给门捷列夫颁奖。

1906年,法国化学家莫瓦桑由于在制备元素氟方面所做的杰出贡献,而以比门捷列夫多一票的优势,获得了诺贝尔化学奖。但在此之前,门捷列夫就预言了这些元素将被发现。

莫瓦桑的研究成果是从氢氟酸中分离出单质氟。由于氟有剧毒,所以在征服氟元素的过程中,有很多科学家为此献出了身体的健康甚至生命。

莫瓦桑在身体健康多次受到威胁的情况下,仍然执着地坚持了下来,并取得了成功。这一成功不仅仅是研究的成功,更是生与死较量的成功,所以说莫瓦桑获奖也不值得大惊小怪。

至于门捷列夫与诺贝尔化学奖失之交臂,那只能说是科学史上的一大憾事了。

然而,又有谁会想到,这位诺贝尔的得主莫瓦桑合成的人造金刚石,竟然是假的。原来他的助手,对科学研究缺乏毅力和信心,在无休无止的、繁重的重复实验中,感到厌倦和烦恼,竟不顾科学的严谨和求实,把过去实验剩下来的一颗天然金刚石颗粒混入实验材料之中。当然这是后来人们才发现的。

助手的这种卑劣的行径侮辱了莫瓦桑的盛名,如果这个真相早些时日被人们知晓,那么门捷列夫得到诺贝尔化学奖奖章将是毫无疑问的事情。造化弄人,这个巨大的荣誉,就这样在门捷列夫身边划过了。

随着年龄的增长,门捷列夫觉得时间越来越不够用,他多么渴望时间的指针能够停顿下来,让他能够完成自己的一个个设想,但是时间老人没有听见他的祈求,门捷列夫只能抓着岁月的尾巴,努力地和时间赛跑。

尽管他的双手颤抖,眼睛也不行了,但门捷列夫仍然口授由助手笔录编写自传,整理自己的著作。甚至在临终前三个星期,他还参加讨论了乘飞艇到北极探险的计划。

1907年1月,门捷列夫以前的学生们到他的寓所前来看望他,发现以前那个神采飞扬的老师,脸色苍白,浑身无力地躺在床上。

大家心里感到很难受:“我们敬爱的门捷列夫老师,您怎么啦,生病了吗?”

“没什么,可能是前些天着了凉。看到你们我真的非常高兴,看你们都已经长成大小伙子了。”门捷列夫欣慰地说。

“还大小伙子呢,我们都不小了,已经成家立业了。您也该休息一下了,您这辈子工作得够多了,您已经70多岁了,别再像以前那样拼命了。”

“你们真的长大了,知道心疼人了,谢谢你们的好意,是该休息了。不过对我来说,最好的休息就是工作。”

然后,他还请同学们给他念《北极游记》听,一边听一边思考着。过了一会儿,他觉得稍微好了点,又挣扎着起来,伏在写字台上,孜孜不倦地忙碌了起来。

此时,门捷列夫正在写《对认识俄国的补充》一书。这本书主要讨论的是英国、德国、法国、美国、俄国、中国的人口问题,他就俄罗斯与这些国家的未来的发展关系、国防关系、经济贸易关系,发表了许多自己的不同看法。

1907年2月2日凌晨5时,俄罗斯伟大的科学家、教育家、爱国主义者门捷列夫与世长辞,享年73岁。

人们发现他临死时手里握着一支笔,书桌上还摆放着那本未写完的《对认识俄国的补充》。

这位孜孜不倦的劳动者,矢志不渝地劳动至生命的最后一分钟。在门捷列夫的书房里的挂钟,像是个精灵,它奇妙地停止了摆动,像是怕惊醒了这位劳累了一生的伟大的科学家。

“睡吧,我敬爱的主人,您是该好好休息一下了,您的一生已经为化学界、为科学界、为俄罗斯、为整个世界做得太多太多。”

永远活在人们心中

当门捷列夫逝世的消息传来,整个俄罗斯的人民都陷入了悲痛当中。

为了纪念他,人们在度量衡总局大楼的墙壁上,画上了门捷列夫的化学元素周期表。

许多报纸在报道门捷列夫逝世的消息时,把门捷列夫的遗像跟那张画着化学元素符号的表格登在一起。

有的杂志出版了纪念门捷列夫的专辑,封面上印着门捷列夫的遗像,封底印着元素周期表。

甚至连俄罗斯的沙皇也发来了唁电:“俄罗斯丧失了一个最优秀的儿子。”

人们对沙皇的唁电十分冷淡,只是耸了耸肩膀说:“你瞧,连沙皇也不得不承认自己错了!”

前总理大臣威特伯爵悲叹地说:“俄国失掉了一位值得夸耀的、博学多才的学者、一位忠诚的爱国者。”

1907年2月9日,俄罗斯人民自发为门捷列夫举行了隆重的葬礼。

黑漆漆的云层布满了圣彼得堡的上空,凄厉的北风在低声地呼啸,遍地的积雪反射着青色的光,整个世界都笼罩在一片悲痛之中。一列长长的送殡队伍,默默地向前走着。

在队伍的最前面,是由几名大学生抬着的一个巨幅化学元素周期表,紧随其后的是门捷列夫的灵柩,再往后,是一张张悲痛的脸庞,其中有科学家、有教授、有艺术家、有学生。

这个队伍越走,人员越多,一些素不相识的人听说这是为门捷列夫送行的,都自发地加入进来。一些实在是有事,不能参加进来的,都默默地站在路边,目送着灵柩,进行深深地哀悼。

人们将门捷列夫安葬在沃尔柯夫基墓地,他母亲玛利姬·德米特利·耶芙娜的身边,这也是他的遗愿。在这里和他相伴的还有杜勃罗留波夫、屠格涅夫等。

在灵柩下葬前,牧师念道:“牛顿和开普勒,达尔文和马克思,以及与他们并列的门捷列夫,在理论性的结论方面,都是全体有思维的人类的财富。他们的发现奠定了我们每个人世界观的基础,同时也奠定了我们后代世界观的基础。”

时间一天天过去了,竖立在沃尔柯夫基墓地的那幅巨大的周期表不久就消失了,可门捷列夫为人类探索科学所做出的丰功伟绩和他高尚的人格魅力却永远留在了世界人民的心里。

随着科学的发展,元素周期律不仅没有被淘汰,反而越发地显示出它的重要性。同时,经过一代代的科学家的努力研究,人们从更深层次上揭示了周期律的含义,更加清楚地证明了它的正确。

1911年,卢瑟福发现了原子核,并提出了电子模型。

1913年,丹麦物理学家玻尔根据普朗克的量子论提出了新的原子结构学说。

同年,卢瑟福的学生莫塞莱通过光谱分析,得出重要结论:门捷列夫元素周期表中元素所处的位置,不是由原子量决定,而是由原子序数或原子的电子数所决定的。

1925年,在把鲍立的不相容原理与玻尔的原子论结合后,物理学家证实四个本身必须以不连续阶段变化的量子变数,迫使电子在连续的原子“壳层”内累积。

例如,氦的两个电子形成自给自足的壳层,使它具备化学惰性。不过锂的第三个电子未能填满下一壳层,因此活性大。随着原子数的增加,电子按照2、8、18、32的数量填满壳层。量子规律将元素一一置入门捷列夫55年前成功发现的排列中。

至此,元素周期律中门捷列夫用当时的科学无法解决的矛盾,得到了完满的解决。而此时,元素周期表上也只有43、61、85和87号元素还没有被找到。

1934年,法国科学家居里和居里夫人找到进行原子“加法”的办法。

当时,他们用氦作为“炮弹”,去向金属铝板“开火”。结果,铝竟然变成了磷!

铝怎么会变成磷呢?用“加法”一算,事情就很明白:

铝是13号元素,它的原子核中含有13个质子。当氦原子核以极高的速度向它冲来时,它就吸收了氦原子核。氦核中含有两个质子。13+2=15,于是,形成了一个含有15个质子的新原子核,而15号就是磷!

不久,美国物理学家劳伦斯发明了“原子大炮”,即回旋加速器。在这种加速器中,可以把某些原子核加速,像“炮弹”似的以极高的速度向别的原子核进行轰击。

这样一来,就为人工制造新元素创造了更加有利的条件,劳伦斯因此而获得了诺贝尔物理学奖金。

1937年,劳伦斯在回旋加速器中,用含有一个质子的氘原子核去“轰击”42号元素——钼,结果制得了43号新元素“锝”,希腊文的原意是“人工制造的”。锝,成了第一个人造的元素!

后来,人们进一步发现:锝并没有真正地从地球上失踪。其实,在大自然中,也存在着极微量的锝。1949年,美籍中国女物理学家吴健雄以及她的同事从铀的裂变产物中,发现了锝。据测定,一克铀全部裂变以后,大约可提取26毫克锝。

1939年,法国女化学家佩雷在提纯锕时,在剩下的残渣中发现了另一种具有放射性的物质,即87号元素“钫”。

1940年,意大利化学家西格雷与美国科学家科森、麦肯齐共同合作,用“原子大炮”回旋加速器加速了氦原子核,轰击金属铋,制得了85号元素。

由于当时发生第二次世界大战,不得不中断了工作。直至1947年他们才发表了关于发现85号元素的论文。西格雷把这一新元素命名为“砹”,希腊文的原意是“不稳定的”意思。

1945年,美国科学家马林斯基、格伦德宁和科里宁从原子能反应堆中,铀的裂变产物中,分离出61号元素——“钷”。直至1949年,国际化学协会才正式承认了马林斯基等的发现。

61号元素钷的发现,将元素周期表上的空白全部填满了。此时在地下的门捷列夫是否应该欣慰地笑了呢?

但是更多的科学家觉得不满足。他们想,虽然从1号元素氢至92号元素铀,已经全部被发现了,可是,难道铀会是最末一个元素?谁能担保,在铀以后,不会有93号、94号、95号、96号……

其实早在1940年,美国加利福尼亚大学的麦克米伦教授和物理化学家艾贝尔森在铀裂变后的产物中,就已经发现了93号新元素“镎”。

镎的发现,有力地说明了铀并不是周期表上的终点,说明化学元素大家庭的成员不是只有92个,由此他们还推出镎本身也并不是周期表上的终点,在镎之后还有许多化学元素。

没隔多久,美国化学家西博格、沃尔和肯尼迪又在铀矿石中,发现了94号元素“钚”。

钚的发现和广泛应用,一下子就使人们对化学元素的认识,进入一个新阶段:原来,世界上还有许多很重要的未被发现的新元素哩!

人们继续进击,寻找94号以后的“超钚元素”。

在1944年年底,美国化学家西博格和加利福尼亚大学教授乔索合作,用质子轰击钚原子核,先是制得了96号元素“锔”,紧接着又制得了95号元素“镅”。

西博格和乔索继续努力,在1949年制得了97号元素“锫”;在1950年制得了98号元素“锎”。

1952年11月,美国在太平洋上空爆炸了第一颗氢弹。当时,美国科学家在观测这次爆炸产生的原子“碎片”中,发现竟夹杂着两种新元素99号和100号元素。

在1955年,美国加利福尼亚大学在实验室中制得了这两种新元素。为了纪念在制成这两种新元素前几个月逝世的著名物理学家爱因斯坦和意大利科学家费米,把99号元素命名为“锿”,把100号元素命名为“镄”。

1955年,美国加利福尼亚大学的科学家们用氦核去轰击锿,使锿原子核中增加两个质子,变成了101号元素。他们把101号元素命名为“钔”,纪念化学元素周期律的创始人门捷列夫。

1958年,加利福尼亚大学与瑞典的诺贝尔研究所合作,用碳离子轰击锔,使锔这个本来只有96个质子的原子核一下子增了6个质子,制得了极少量的102号元素“锘”。

1961年,美国加利福尼亚大学的科学家们用原子核中含有5个质子的硼,去轰击原子核中含有98个质子的锎,制得了103号元素“铹”。

其后,科学家们又制成了104号至107号的元素。但由于最先的发现权争论不休,而到目前为止没有明确的命名。

到目前为止,得到世界各国科学家公认的化学元素,总共是107种。然而,世界上到底有多少种化学元素?人们会不会无休止地把化学元素逐个制造出来?这个问题引起了激烈的争论。

有人认为,从100号元素镄以后,人们虽然合成了许多新元素,但是这些新元素的寿命越来越短。像107号元素,只能活一毫秒。

照此推理下去,108号、109号、110号……这些元素的寿命更短,因此人工合成新元素的希望将会越来越渺茫。他们预言,即使今后人们还可能再制成几种新元素,但是已经为数不多了。

可是,很多科学家认真研究了元素周期表,推算出在108号元素以后,可能会出现几种“长命”的新元素!

这些科学家经过推算,认为当元素的原子核中质子数为2、8、20、28、50、82,或者中子数为2、8、20、28、50、82、126时,原子核就比较稳定,寿命比较长。

根据这一理论,他们预言114号元素,将是一种很稳定的元素,寿命可达一亿年!也就是说,人们如果发现了114号元素,这元素将像金、银、铜、铁一样“长寿”,可以在工农业生产中得到广泛应用。

科学家们甚至根据元素周期表,预言了114号元素的一些特征:它的性质类似于金属铅,目前可称它为“类铅”。它是一种金属,密度为每立方厘米16克,沸点为147℃,熔点为67℃,它可以用来制造核武器。这种核武器体积很小,一颗用114号制成的小型核弹,甚至可放在手提包中随身携带!

另外,科学家们还推算出,110号和164号元素也将是一种长命的元素,可以活一千万年以上。

化学在前进,化学在发展,作为发现化学元素周期律这一自然界基本和恒定的规律的开拓者,门捷列夫曾经说过:“看来,周期律将来不致遭到破坏,而只会提高和发展。”他的预言又一次得到了验证,在九泉之下,他也该心满意足了。

回想门捷列夫一生走过的道路,不论是那个在玻璃厂里的好奇男孩,还是在实验室里的那个忘我的中学生;不论是在讲台上那个知识渊博的教授,还是在沙皇面前不肯低头的科学家;不论是那个兢兢业业的度量衡局局长,还是那个进行口授的暮年老人,门捷列夫所走过的每一步无不贯穿着他自己的辛勤努力,也无不得到了亲人、朋友、老师的关爱,可以说门捷列夫的一生是幸福的一生。

门捷列夫是最优秀的、最全能的科学家,他的研究包罗万象,他的学术活动是理论和实践相结合的突出典范。

在科学上,门捷列夫奠定了爱国主义传统,这一传统以及他为科学和工业的发展和繁荣而忘我工作的热情深深感染了他的同事和后来人,使他们不知不觉地继承和发展了他的传统和思想。

19世纪末,化学在俄罗斯得到了显著的发展,这样的成就在很大程度上归功于科学家们在研究中发展了门捷列夫的学术思想和爱国主义传统。

当我们翻开中学课本,看到化学元素周期表的时候,首先想到的是什么?是门捷列夫在学术上做出的极大的贡献吗?不是,因为不是每个人都能够成为科学家的,更不是每个人都能成为像他那样卓越的科学家的。

但是他的人格魅力,却是每一个普通人都能够学习、借鉴的。他在漫长的科研、教学甚至行政工作中,数十年如一日的勤奋、认真、治学严谨、一丝不苟的工作精神和面对挫折不屈不挠、奋斗到底的精神会比元素周期律走得更远、走得更深。