День торжества российской науки

По мере развития горной промышленности необходимость тщательного химико-металлургического изучения руд становилась все очевиднее. Новый министр финансов, несмотря на все финансовые трудности, выделил в 1824 году крупные средства для организации в столице научного центра - Соединенной лаборатории Департамента горных дел и Горного кадетского корпуса, на которую возлагалось "испытание и разложение руд, солей и всяких минералов, открываемых в России", а также проведение опытов, касающихся "до усовершенствования проплавки и промывки руд, выварке солей и прочих металлургических операций".

Должность начальника этой лаборатории была высокой, и, естественно, ожидали, что займет ее чиновник высокого ранга, но министр делал ставку на людей способных. Назначен был Петр Григорьевич Соболевский, ни чина и ни ученого звания не имевший. Единственный сын профессора ботаники, он получил хорошее домашнее образование, рано обнаружил большие способности к наукам, живописи, музыке, но почему-то был определен в сухопутный кадетский корпус. Закончив его, он в гренадерском полку дослужился за шесть лет лишь до чина поручика и добился отставки.

Штатскую жизнь Соболевский начал в 23 года помощником переводчика в министерстве коммерции. Тогда очень актуальной была проблема освещения домов и улиц. Традиционные свечи и коптилки доставляли массу неудобства. Министерство коммерции безуспешно попыталось приобрести патент французского инженера Лебона на термоламп - осветительное и отопительное устройство, работающее на светильном газе, получаемом при сухой перегонке дерева.

Занимаясь переводом документов по этому вопросу, Соболевский придумал осветительную установку иной конструкции. Не встретив поддержки начальства, он решил ее построить своими силами, затратив на это небольшие средства, полученные в наследство после смерти отца в 1807 году.

Дело продвигалось медленно отчасти и потому, что круг интересов Соболевского не ограничивался техникой. Как и многие передовые люди, он сознавал необходимость реформ и принял участие в работе комиссии М. М. Сперанского, подготовлявшей проект государственных преобразований. Для этой цели он даже оставил свое спокойное место в министерстве и в 1809 году полностью перешел на службу в комиссию. И все же в 1811 году термолампом был ярко освещен столичный Монетный двор, а Соболевского в январе 1812 года наградили орденом св. Владимира 4-й степени "за попечение и труды, с коими произвел в действие устроение термолампа, доселе в России не существовавшего".

Царь утвердил проект освещения новым способом Адмиралтейского бульвара, и Соболевскому пообещали возместить затраты на изобретение, но началась война, и все это осталось невыполненным. На либеральных начинаниях был поставлен крест. Комиссию ликвидировали, Сперанского сослали, а Соболевский вовсе ушел с государственной службы и переехал на Урал. На Пожевском металлургическом заводе, принадлежавшем камергеру Всеволожскому, он создал химическую лабораторию, осуществил много важных усовершенствований; первым в России освоил получение чистого железа методом пудлингования, сконструировал для этого "самодувную" печь и "колбасные" прокатные станы. В 1817 году поплыл по Каме первый пароход, спроектированный и построенный Соболевским. Вслед за этим триумфом, "когда уже все было мною кончено и дело пошло к расчету, то он, г. Всеволожский, поступил со мной так неблагородно, что я, получив отказ даже в одной паре лошадей, принужден был с семейством своим вытти из завода его пешком и без копейки денег..." - эти строки взяты из жалобы Соболевского в суд.

Соболевский приобрел к этому времени на Урале такую высокую репутацию, что ему не пришлось бедствовать, ожидая конца тяжбы с камергером (которая так ничем и не кончилась). Его сразу же пригласили на казенный Боткинский завод, где обязались выплачивать "ежегодно четвертую часть той прибыли, которую доставит заводу каждое введение усовершенствования".

Семь лет проработал Соболевский на этом заводе и "многократно удостоился наград", как сказано в бумаге, с которой он вернулся в столицу в августе 1824 года.

Всего за полтора года под руководством Соболевского трехэтажная лаборатория была построена и хорошо оборудована (она и в наши дни действует в составе Ленинградского горного института).

Из ряда первоочередных задач решение самой трудной - платиновой - Соболевский взял на себя. В августе 1826 года, получив 20 фунтов руды, он принялся за дело со свойственной ему увлеченностью.

Результат стал известен 21 марта 1827 года. Министр финансов пригласил всех "призванных своим присутствием и благорасположением содействовать прогрессу науки" прибыть в актовый зал Горного корпуса, чтобы заслушать доклад г. Соболевского "О новом способе очищать сырую платину и приводить ее в ковкое состояние".

Было в этом приглашении нечто необычное.

Горный кадетский корпус (задолго до его переименования в институт) царским указом был приравнен к университету "как такое учебное заведение, которое по важности и обширности преподаваемых в нем наук и знаний есть одно из первейших в государстве".

Корпус заслужил такую оценку. Программа обучения, разработанная А. А. Мусиным-Пушкиным, была обширна и разнообразна, преподаватели умелы.

На набережной Невы по проекту А. Н. Воронихина было построено величественное здание в классическом стиле, с двенадцатью мощными дорическими колоннами. Специальное назначение этого здания было подчеркнуто сюжетом монументальных скульптур, установленных при входе: справа Геракл, сын бога, сражается с Антеем, сыном земли, слева владыка земных недр Плутон похищает Прозерпину, олицетворяющую силу земли.

С разработкой недр были тогда связаны столь большие надежды, что корпус приравняли не только к университету, но в некоторых отношениях и к лицею.

Поэтому особы придворные обязаны были присутствовать на выпускных экзаменах, выслушивать ответы будущих горных офицеров "из механики, металлургии, горного, маркшейдерского и пробирного искусства" и оценивать их успехи "по изящным искусствам, коим воспитанники обучались в корпусе, - музыке, пению, декламации, танцам и фехтованию". Полагалось присутствовать и на "торжественных прослушиваниях ученых докладов". Однако в весенние месяцы, когда шла напряженная подготовка к выпускным экзаменам, никакие отвлечения не разрешались, и в великолепных залах корпуса, украшенных уникумами - глыбами малахита и яшм, огромными кристаллами горного хрусталя, топаза, турмалина, - царила тишина.

Назначение министром доклада Соболевского на "мертвый период" нарушало традицию, подчеркивало важность события.

Казалось бы, узкоспециальная тема доклада интересов не сулит, но зал был полон: пришли не только обязанные присутствовать, но и те, кто составлял подлинный высший свет столицы, - ученые, писатели, студенты.

Текст доклада П. Г. Соболевского опубликован в "Горном журнале" (т. II, 1827). Приведем его с сокращениями, по возможностям сохраняя авторский стиль.

Соболевский напомнил уважаемым слушателям, что в естественном виде платина представляет собой зернистое смешение девяти и более металлов, с трудом растворимое лишь в царской водке. При добавлении нашатыря происходит отделение от примесей, осаждается тройная соль платины, соляной кислоты и аммиака. Последние улетучиваются при прокаливании и остается порошок - губчатая платина, не обладающая ни малейшей ковкостью. Все металлы приобретают ее после плавления, но расплавить губчатую платину не удалось никому. Поэтому ее обработка требует особых приемов. Снижение температуры плавления удается достигнуть, сплавляя губчатую платину с различными веществами. Вместе с товарищем моим Василием Любарским, сообщил Соболевский, мы повторили большую часть испытаний, произведенных над платиной в прежнее время другими химиками. Сплавляли губчатую платину со многими веществами. Ковкий металл был получен из сплава с фосфором после его выжигания, но потери металла при этом были чрезвычайно велики. Более перспективным выглядело сплавление со свинцом в четверном количестве по весу против платины. Полученный сплавок измельчали, смешивали с равным количеством серы и подвергали смесь расплавлению в тигле, нагретом наперед добела. При этом под шлаком образовывался блестящий металлический королек, состоящий из платины, свинца и серы. Его снова расплавляли и прибавлением нового количества свинца отделяли из сплавка серу, получали чистое соединение платины со свинцом. Раскалив оное добела и подвергнув действию горячего молота, нам удалось вытеснить свинец подобно шлаку и получить ковкую платину.

Эти и многие иные опыты показали, что при всех недостатках способ Жанетти, блестяще раскрытый и примененный господином Архиповым, является лучшим, а так как и он плох, то получение металлической платины из ее сплава перспектив не сулит и все сие совокупно заставило нас оставить неверный путь.

В поисках иного пути Соболевский обратил внимание на имеющиеся в литературе указания о том, что зерна губчатой платины, нагретые до белого каления, при сильном сдавливании слипаются и приобретают некоторую ковкость. Это отмечали Сикинген, Неккер, Делиль и другие исследователи, но никто из них не придал практического значения этому наблюдению, видимо полагая, что необходимость нагревать мельчайшие зерна до предельно достижимых температур и прессование их в таких условиях делает обработку крайне утомительной и ненадежной. В этом мы убедились со всей очевидностью, затратив значительное время на проведение опытов при различной температуре и силе сдавления. Старания наши не были тщетны, нам удалось подметить, что при сильном сдавливании слипание зерен губчатой платины происходит и при умеренном жаре.

И все же, откровенно признался Соболевский, не возникало мысли о том, что и в холодном виде твердые металлические зерна могут слипаться, как кусочки глины. Убедиться в этом помог случай.

Однажды из-за внезапного прекращения нагрева начали прессовать почти холодную губчатую платину, и это указало нам средство к достижению цели.

Опыты, произведенные согласно сему наблюдению, продолжал Соболевский, оправдали ожидания и представили нам самый простой и надежный способ. Очищенную платину в губчатом виде набиваем мы, холодную, весьма плотно в толстую железную кольцеобразную форму произвольной величины, сдавливаем ее сильным натиском винтового пресса и, вынув из формы, получаем плотный кружок, имеющий металлический блеск...

В зале был установлен винтовой пресс, и Соболевский с помощью мастера Василия Сысоева, который ранее работал с Архиповым, произвел прессование.

Соболевский пояснил, что в сем состоянии платиновый кружок не имеет еще ковкости, и сила сцепления частиц платины между собой не противостоит в ней сильным ударам, оный ломается и крошится. Для обращения таковых кружков в ковкую платину, надлежит их нагреть и подвергнуть давлению того же пресса. При этом от одного удара кружок платины вовсе изменяет свой вид; зернистое сложение его становится плотным, и оный делается совершенно ковким. Величина кружков не представляет в сем случае никакой разности: большой и малый кружок от одного удара делаются ровно ковки и тягучи. После такого обжатия кружки проковываются в полоски или прутки желаемого вида обыкновенным образом.

Таким способом обращение платины в ковкое состояние производится нами без большого труда и потерь в самое короткое время, малыми издержками.

В этом присутствующие убедились: на виду у всех мастер Василий Сысоев из сыпучего порошка изготовил слитки и полосы.

В заключение Соболевский продемонстрировал ювелирные изделия из платины, полученной новым способом, отметив, "что платина сия ни в чем не уступает обработанной во Франции".

Фраза эта сказана, вероятно, из скромности, вряд ли автор замечательного открытия не сознавал, что отныне роли переменились и Россия не только по запасам руды, но и по достижениям технологии вышла на первое место!

Доклад завершился необычайной для подобных заседаний восторженной овацией. Общее настроение ярко выразил первый профессор физики Петербургского университета Н. П. Щеглов, сказав, что наконец-то "наступил день торжества российской науки... Недаром говорит пословица, что великие открытия оканчиваются большей частью великой простотой. Все почти европейские знаменитые химики в течение семидесяти лет старались найти легкий способ отделять чистую платину и приводить в ковкое состояние, но доселе усилия их были безуспешны.

Слава и честь господину Соболевскому (и его помощникам), они нашли, наконец, такой способ, при котором, кроме горна, винтового пресса и ничтожного количества углей, ничего не нужно и которым в час получается большой кусок платины, совершенно готовой на изделия и совершенно чистой, тогда как очищаемая иностранцами всегда содержит остаток мышьяку. Многие, может быть, скажут, что это слишком просто, но я опять повторяю, что знаменитые химики Европы семьдесят лет искали простоты сей безуспешно!"

Новый способ обработки платины скрывать не стали, возможно, потому, что не боялись конкурентов, ведь платиновой руды, помимо России, почти не осталось.

Ликующие сообщения появились во многих газетах и журналах, даже в тех, какие обычно места науке не уделяли. Необычно большое внимание, какое привлекло в различных слоях русского общества открытие Соболевского, вряд ли можно объяснить только его практическим значением. В те трудные годы, когда достоинство народа было унижено казнями декабристов, свирепым террором, всякое событие, свидетельствующее о духовной силе русских людей, воспринималось особенно остро.

Соболевский получил большую известность. Ему был установлен двойной оклад "доколе на службе пребывает", позднее его избрали членом-корреспондентом Академии наук, а после того как он выступил с докладом и продемонстрировал свой метод в Обществе германских естествоиспытателей, его глава Александр Гумбольдт назвал Соболевского одним из величайших инженеров Европы.

Метод Соболевского до начала 60-х годов прошлого века оставался единственным и незаменимым для получения платины. В дальнейшем достижения техники сделали осуществимой и выгодной непосредственную плавку губчатой платины (при температуре свыше 1770° С), и метод Соболевского постепенно был забыт. Возрождение его началось на рубеже нашего века с изготовления из порошка тугоплавких металлов нитей накаливания для электрических лампочек. Вслед за этим широкое распространение получило формование изделий из порошков очень тугоплавких металлов и металлоподобных соединений без расплавления основного компонента, путем прессования и спекания при температурах, значительно ниже точки его плавления. Особенно велико теперь значение порошковой металлургии для получения композиций из веществ, не смешивающихся между собой в расплавленном виде (вольфрам - медь, железо - пластмасса; железо - висмут; медь - графит и т. д.).

Методы порошковой металлургии позволяют вырабатывать пористые подшипники и фильтры, бронзо-графитовые щетки электрических машин, магнетодиэлектрики, постоянные магниты, твердые сплавы и многие другие изделия. Удалось и выяснить причины явления, впервые выявленного Соболевским: при прессовании увеличивается поверхность контактов между частицами, изменяется их форма, переходит из сферической в многогранную, возрастает прочность конгломерата.

После смерти Волластона в 1829 году стало известно, что он получал металл почти таким же способом, как и Соболевский, но менее совершенным - прессование платины производилось в горячем виде, что очень осложняло работу. Поэтому и хронологически и по достигнутым результатам приоритет Соболевского был признан, и его по праву называют отцом порошковой металлургии.

На основе своего открытия Соболевский очень быстро организовал на Монетном дворе цех по переработке платиновой руды. Добыча ее на Урале возрастала ошеломляющим темпом. Добыли (по официальным данным) в 1826 году 220 килограммов, в 1827 - 400 килограммов, а в следующем году - 1500 килограммов. Было ясно: это далеко не предел. Всю руду успевали переработать, и на Монетном дворе начал накапливаться металл. Дело в том, что спрос на платину внутри страны и за рубежом явно отставал от предложения. Чтобы форсировать сбыт, объявили, что платина продается всем по льготной цене: сырая - 3 р., губчатая - 4 р., очищенная - 5 р. за золотник. Но и это не очень помогло. Платина лежала мертвым грузом, ее даже начали использовать не только там, где это было необходимо. Например, для столовой Горного корпуса изготовили посуду из медно-платинового сплава.

Возникла проблема: как же быть? Еще понизить цену или сократить добычу, искусственно затормозить так хорошо начатое дело? А может быть, продолжать работы, копить металл до лучших времен? Но где взять средства для оплаты работ?

Состояние финансов не предвещало лучших времен. Медлить было нельзя. Поэтому министр Канкрин решился на смелый шаг.