Касаясь экономических проблем, Дмитрий Иванович действовал твердо, но осмотрительно: изучил множество специальных работ, собрал большой статистический материал, объездил ряд экономическим важных регионов и, кроме того, активно использовал свои естественно-научные и технологические познания. Программным можно считать выступление Менделеева на съезде естествоиспытателей и врачей еще в декабре 1879 года. «Естествознание в России, — говорил он, — еще столь недавнее, мы видим, мужает. Юноше прилично помышлять только об интересах головы и сердца, а муж должен помнить и о живых возможных практических потребностях. А потому нам пора думать о том, чтобы послужить нуждам той страны, где мы живем и растем. Работая на пользу всемирной науки, мы, конечно, вносим свою дань родине. Но ведь у нее есть нужды личные, местные. К числу таких относятся те, которые восполнить и удовлетворить мы можем легче и удобнее, чем кто-либо другой, нам они виднее и доступнее. Будем же их сознавать, чтобы не сказали когда-нибудь: они собирались, обсуждали всемирные интересы науки, а близкого, знакомого, в чем могли оказать прямую пользу стране, — того не видели».
Частичный успех его советов, относившихся к «нефтяным делам», вдохновил Менделеева чрезвычайно. В 1888 году по предложению Министерства государственных имуществ он объездил Донецкий регион, практически исследуя возможности развития отечественной каменноугольной промышленности. Ведь в то время заводы и транспорт центральных областей работали на привозном, английском угле. А еще в 1882 году на Промышленном съезде, приуроченном к организации Всероссийской промышленной выставки, Менделеев высказал свои взгляды на ископаемые угли как на важнейший источник «для развития заводской деятельности» и охарактеризовал перспективные, по его мнению, залежи.
Донецкий бассейн он считал наиболее важным. Практически знакомясь с ним, Менделеев не только связался с геологами, не только изучал край, но исследовал всю его экономику, собирал, например, копии соглашений между крестьянами-добывателями и скупщиками угля на кустарных разработках в Зайцевской волости и пр. Свой пространный отчет он опубликовал под названием «Будущая сила, покоющаяся на берегах Донца». Ученый звал туда русских людей с такой же пламенной верой в перспективы угольного края, как некогда приглашал на нефтеносные земли Прикаспия.
Тогда же им начаты работы по пересмотру таможенного тарифа России, т. е. пошлин, которыми облагались ввозимые из-за границы товары. Друг Менделеева, профессор Петербургского технологического института И. А. Вышеградский, ставший министром финансов, поначалу предложил ему заняться таможенным тарифом по химическим продуктам. Однако Дмитрий Иванович этим не ограничился и, считая все отрасли промышленности тесно связанными между собою, изучил весь тариф в полном объеме, ознакомился с современным состоянием промышленности ив 1891 году издал почти тысячестраничный том плотной печати «Толковый тариф». В нем содержалось подробное истолкование статей обложения и объяснение, какие отрасли промышленности они призваны защищать, где русские предприниматели могут с наибольшим успехом приложить свои капиталы.
К моменту появления «Толкового тарифа» Менделеев уже прекратил свою более чем 30-летнюю педагогическую деятельность. Случилось это в марте 1890 года. Уже точно и не установить, по какому поводу университетские студенты устроили сходку. Такое в те времена происходило нередко. Но эта была настолько шумной и многолюдной, что привлекла внимание полиции. Можно было ожидать арестов и последующих исключений. Услышав шум в своей квартире, находившейся у главного входа в университет, Дмитрий Иванович пошел наверх на сходку, чтобы предупредить печальный исход. Он предложил студентам изложить свои претензии и пожелания письменно, сам взялся отвезти их петицию министру. На том и порешили, столкновение с полицией и всеми возможными последствиями было предупреждено.
Мемуаристы, вспоминающие этот эпизод, утверждают, что пожелания студентов были исключительно академического характера. Но в суть петиции тот, кому она предназначалась, и не вникал. Через несколько дней она вернулась к Менделееву со следующим препроводительным отношением: «По приказанию министра народного просвещения прилагаемая бумага возвращается Действительному Статскому Советнику профессору Менделееву, так как ни министр и никто из состоящих на службе Его Императорского Величества лиц не имеет права принимать подобные бумаги». Уильям Тильден, английский биограф Менделеева, оставил такой комментарий: «Бестактный ответ министра, последовавший вместо благодарности, — простая препроводительная надпись с отказом от рассмотрения петиции и возобновившиеся после этого беспорядки вынудили Дмитрия Ивановича подать прошение об отставке».
Ректор не хотел принимать у Менделеева прошение, но тот насильно, на глазах у студентов, сунул ему эту бумагу в карман. Ни министерство, ни лично министр граф И. Д. Делянов никаких шагов, чтобы удержать профессора, не предприняли. Последнюю лекцию Дмитрий Иванович посвятил разъяснению «духа университетского», заключающегося в стремлении постигнуть истину во что бы то ни стало — истину во всей ее чистоте и совершенстве. «Желаю вам достигнуть ее самым спокойным образом и покорнейше прошу не сопровождать мой уход аплодисментами по множеству различных причин», — с этими словами он сошел с кафедры и покинул аудиторию.
Менделеев поселился в новой квартире, которую снял на Васильевском острове и в несвойственном ему состоянии бездеятельности пребывал недолго. Помимо «Толкового тарифа» его занимало предложение Морского и Военного министерств по созданию отечественного бездымного пороха. Докладную записку военному министру П. С. Ванновскому со своими соображениями по этому вопросу Менделеев счел необходимым подписать с упоминанием множества титулов: «совещательный член Артиллерийского комитета и доктор и заслуженный профессор химии С.-Петербургского университета, почетный член Совета торговли и мануфактур, Югославянской, Копенгагенской, Дублинской академий, Русского физико-химического общества, Императорского Русского технического общества, Лондонского химического общества, доктор прав Эдинбургского королевского общества, доктор Геттингенского университета» и проч. и проч. Тут видно и самолюбие, и желание пустить в ход весь свой авторитет, чтобы убедить: «Снабжение русской армии бездымным порохом есть одно из крупнейших в мире промышленных предприятий».
Вместе со специалистом по взрывчатым веществам профессором минного офицерского класса в Кронштадте И. М. Чельцовым Менделеев командируется за границу, чтобы, по возможности, больше разузнать о производстве пороха во Франции и Англии. Миссию надо признать весьма деликатной. Ведь, по существу, речь шла о военных секретах, которые никто раскрывать иностранцам не собирался. Знаменитый французский химик Вертело хранил молчание. Образцы пороха удалось достать через сына квартирной хозяйки, отбывавшего воинскую повинность, и то ли из любезности, то ли за деньги приносившего патроны для Менделеева. Однако даже тщательный анализ содержавшегося в них пороха не позволял окончательно установить пропорции составных частей. Тогда Дмитрий Иванович взял за несколько лет отчеты (статистические таблицы) французского железнодорожного ведомства и учел все те грузы, которые поступали по ветке, ведущей к пороховому заводу. Откинув те, что явно не имели отношения к интересующему его вопросу, он определил не только составные элементы бездымного пороха, но и вычислил их соотношение. Когда он впоследствии рассказал об этом Вертело, тот только развел руками.
Портрет Д. И. Менделеева работы Анны Ивановны Менделеевой (карандаш)
В Англии заведующий Вульвинским арсеналом сэр Фредерик Абель сразу показал Менделееву извещение контрразведки о цели появления в стране русских ученых и сказал, что для такого химика задача вполне разрешима, как бы тому не препятствовали. Считая последнее недостойным их дружбы, он думает, что лучше сразу показать все производство. И показал.
У читателя может возникнуть впечатление, что Менделеев просто занимался военно-промышленным шпионажем, но это отнюдь не так. Целью было не изготовление в России пороха по французскому или английскому образцу, а создание с учетом полученной информации нового вида бездымного пороха. Менделеев решил исходить не из смеси, а из химического индивидуума — нитроклетчатки, растворимой в смеси спирта и выделяющей наибольшее количество газов на единицу веса. Он получил новую форму нитроклетчатки, названную им пироколлодием. Поездка за рубеж убедила Менделеева, что западноевропейские исследователи не ведут работ в каком-нибудь уже совершенно новом, не предусмотренном им направлении. Полезным оказалось и ознакомление с устройством специальных лабораторий по изучению порохов и взрывчатых веществ. Были сделаны заказы для оснащения аналогичной отечественной лаборатории в Морском министерстве.
Здание Главной палаты мер и весов в годы работы в ней Д. И. Менделеева
В 1892 году (меньше чем через год после открытия такой лаборатории) была произведена первая артиллерийская стрельба пироколлоидным порохом Менделеева, в 1893 году — первые в мире опыты стрельбы из 12-дюймовых орудий. Инспектор морской артиллерии адмирал Макаров поздравил Дмитрия Ивановича с блестящим успехом. Сразу же после удачных опытов с бездымным порохом поступило предложение от дружественной в военном отношении Франции продать секрет его изготовления за миллион золотых франков. Французам, конечно, отказали. А Менделеев написал своим военным заказчикам: «Мне кажется особо печальной та возможность, что пироколлоидный порох будет держаться у нас в большом секрете, но не будет, отчасти в силу секретности, признан во всех своих достоинствах, а между тем так или иначе проникнет на Запад, и его ученые проведут этот совершеннейший порох в жизнь, прибавляя новую славу к своим именам, и заставят нас принять то, что делается теперь в самой России».
Как в воду глядел! Порох Менделеева не был принят Военным министерством. Для флота он готовился на небольшом морском заводе в ничтожных количествах. Победили те чиновники, чьи интересы тесно переплетались с интересами иностранных фирм. А во время Первой мировой войны Россия вынуждена была спешно заказывать в США несколько тысяч тонн бездымного пироколлоидного пороха. Американцы не скрывали, кому принадлежит изобретение пороха, который у них покупали русские. В американском официальном издании о пироколлоидном порохе говорилось как о «специальной форме нитроцеллюлозы, отвечающей содержанию азота 12,44 % и вполне разработанной в России знаменитым химиком проф. Д. Менделеевым».
А знаменитый химик в 1894 году вынужден был уйти из научно-морской лаборатории по причине, которую его ученик и соратник С. П. Викулов определил так: «Из-за несочувственного, я бы сказал, враждебного отношения к его идеям некоторых крупных деятелей морской артиллерии». Впрочем, к этому времени Менделеев уже занимает серьезную должность управляющего Главной палатой мер и весов (ГПМВ), и его интересы сосредоточились на метрологии.
Когда в ноябре 1892 года Дмитрию Ивановичу предложили эту должность, то вверенное ему учреждение с 50-летней историей еще именовалось Депо образцовых мер и весов, да и сама должность называлась по-другому: «ученый-хранитель». Депо было приспособлено главным образом к проверке торговых железных саженей, аршинов и различных чугунных гирь. Руководство такой конторой казалось местом тихим, спокойным. Но не с характером и темпераментом Менделеева заниматься рутинным делом. Деятельный и живой ум не позволял ему примириться со званием «хранителя мер и весов». Это навевало мысли о неподвижности, о неизменности хранимого. «Управляющий» — вот это другое дело! И управляющий не «Депо образцовых мер и весов», а «Главной палатой мер и весов». Дату 1 (13) июля 1893 года, когда было утверждено подготовленное Менделеевым «Положение о Главной палате мер и весов», русские метрологи считают началом новой эры в истории отечественной науки об измерениях — метрологии.
Менделеев начал свою работу в ГПМВ с воссоздания новых прототипов основных мер длины и веса и их точных копий и тщательной сверки с уже существовавшими европейскими эталонами. Всем на удивление изготовление прототипов мер веса продолжалось всего шесть лет, включая и принципиальную разработку вопросов, тогда как в метрологических институтах других стран такая работа занимала 15–20 лет. Между тем, чтобы вывести точный вес прототипа фунта и его подразделений и снять с этих прототипов копии, понадобилось провести 20 тысяч отдельных наблюдений. Масса эталона фунта была определена Менделеевым с точностью до 0,000072 грамма. Он добился в сто раз большей точности взвешивания против той, которой достигали его предшественники, и все еще не был удовлетворен. В написанной им речи к десятому съезду русских естествоиспытателей в Киеве в 1898 году (из-за болезни Менделеева лекцию прочитал его ученик профессор Д. П. Коновалов) говорилось: «Так как все естествознание внушает мысль искать истинные и важнейшие законы в мельчайших долях — от дифференциальных частей и атомов до микроорганизмов, весящих обыкновенно менее одной миллионной доли миллиграмма, — то впереди остается еще много для достижения желаемой точности, как во всем океане точных знаний».
Рабочий кабинет Д. И. Менделеева в Главной палате мер и весов (ныне музей Д. И. Менделеева). 1949 г.
Требовательность Менделеева-метролога породила выражение «менделеевская точность», ставшее синонимом наиболее тонких измерений. Он, например, учел то, что теплота, распространяемая наблюдателем, может действовать на весы даже на расстоянии 4 метра и влиять на точность взвешивания. Поэтому при особо ответственных работах в ГПМВ наблюдатель отделялся от прибора особой перегородкой, состоящей из деревянной доски толщиной 12 миллиметров, обитой с обеих сторон жестью и еще оклеенной станиолем.
Озабоченный обязательностью единства мер по всей необъятной империи, Менделеев расширяет сеть отделений ГПМВ в России (при нем открылось до 25 новых), готовит необходимые для них кадры, организует строгий контроль над упорядоченной им же поверкой применявшихся мер и измерительных приборов. Кстати, именно тогда — в 1894 году — была установлена эталонная крепость «менделеевской» водки (40 градусов), введены спиртометрические таблицы, позволяющие по удельному весу раствора спирта с водой определить его крепость. Аршин как мера длины полностью вытеснил прежнюю сажень, и размер его (71,12 см) был установлен с точностью, допускавшей отклонение не более 3,7 микрона. При этом Менделеев с первых дней своего пребывания на посту управляющего ГПМВ добивался от правительства решения о переходе России на метрическую систему мер (килограммы и метры). Она была введена как факультативная, т. е. необязательная, в 1899 году. И когда 14 сентября 1918 года метрическая система была закреплена декретом Совнаркома РСФСР, страна уже вполне была готова к тому, чтобы повсеместно ею пользоваться.
Воздушный шар «Русский», на котором 7 августа 1887 г. Д. И. Менделеев совершил полет для наблюдения солнечного затмения
Главной палатой мер и весов Менделеев управлял до конца своих дней, но, как и в более молодые годы, не мог не увлекаться идеями и проектами, прямого отношения к служебным обязанностям не имевшим. В 1899 году он совершает большое путешествие на Урал, чтобы «разыскать на месте, где должно искать коренные причины малой возможности уральской железной промышленности». По итогам поездки выпущена книга «Уральская железная промышленность в 1899 г.», которая и десятилетия спустя оценивалась специалистами как «обширная и строго научная энциклопедия по Уралу».
Сделав изрядный крюк, Дмитрий Иванович заехал в Тобольск — попрощаться с родными местами. Встречали знаменитого земляка именитые люди города во главе с городским головой и членами местной думы, свозили в село Аремзянка, где когда-то у Менделеевых был стеклянный завод. Вдохнув «дым отечества» и растрогавшись, Дмитрий Иванович, тем не менее, не мог закрыть глаза на то, что «старая столица Сибири» находится в весьма захудалом состоянии. «Великая Сибирская дорога пробудила всю Сибирь, но этого одного пути, очевидно, мало, необходимы и другие; и первым по очереди, конечно, будет путь на Тобольск, потому что тут исторически и самой природой скоплены судьбы всей Западной Сибири. Тогда только когда дойдет железная дорога от центра России до Тобольска, родной мне город будет иметь возможность показать свое превосходнейшее положение и настойчивую предприимчивость своих жителей, хранящих память о старой силе древней Сибири», — писал он в своей книге об уральской командировке.
В то время мысли Менделеева обращены не только к Уралу и Сибири, но и к Крайнему Северу. Он горячо поддержал инициативу адмирала С. О. Макарова построить первый в мире ледокол «Ермак», способный форсировать тяжелые льды, а потом загорелся идеей прорезать на нем Северный полюс и спуститься на Дальний Восток к Сахалину. Изложив в 1901 году министру финансов С. Ю. Витте, с которым тогда находился в хороших отношениях, проект и цели экспедиции, Менделеев пишет в докладной записке: «Завоевав себе научное имя, на старости лет я не страшусь его посрамить, пускаясь в страны Северного полюса, и если обращаюсь к Вам с откровенным выражением своих мыслей, то лишь в той уверенности, что Вы достаточно знаете меня как естествоиспытателя, чуждого мечтательности». В подтверждение того, как ему важны личные наблюдения, Менделеев вспоминает свой полет на воздушном шаре «Русский» вдень солнечного затмения 8 августа 1887 года. В Арктику, правда, отправиться не пришлось: помешали разногласия с Макаровым, считавшим, что к Сахалину нужно плыть не через полюс, а вдоль побережья. Однако с идеей освоения Северного Ледовитого океана Дмитрий Иванович не распрощался, считая, что «около тех льдов немало и золота и всякого иного добра, своя Америка». Сохранились черновики с вычислениями и проектами нового корабля для плавания в ледовых широтах. Менделеев предлагал особое ледорубильное устройство у носа судна, а для борьбы со льдами — применение оксиликвита (смеси жидкого кислорода с органическими поглотителями).