А Бутлеров уже в своей магистерской диссертации выражал уверенность в том, что настанет время, когда «химик, зная общие условия известных превращений, предскажет наперед без ошибки явление тех или других продуктов и заранее определит не только состав, но и свойства их», и в этом он был прав.

Наступил тот момент в историй органической химии, когда в области синтезирования как природных, так и не встречающихся в природе химических продуктов и в области классификации и систематизации органических соединений накоплен был огромный опыт. Для своего дальнейшего развития наука более всего нуждалась в том, чтобы проникнуть «во внутреннее нечувствительных частиц строение», а «унитарная» теория, подвергнутая Бутлеровым критическому разбору в свете накопленных наукою фактов, останавливалась на половине дороги.

Надо было итти дальше!

С этой мыслью Бутлеров и приступил к занятиям в университете осенью 1854 года, проведя остаток лета после возвращения из Петербурга, как всегда, в Бутлеровке.

Однако на этот раз и в деревне судьбы науки занимали его ум гораздо больше, чем ремонт старого дома, постройка флигеля и цветение выращиваемых им новых сортов каких-то необыкновенных роз и камелий.

В сентябре 1854 года профессора Э. А. Эверсман и П. И. Вагнер вошли в физико-математический факультет с представлением Бутлерова в экстраординарные профессора. Перечисляя труды Бутлерова в области органической химии, они указывали на его «постоянное стремление к совершенствованию себя на избранном поприще наук», на его «деятельность и быстрые успехи в области химии» и на его «глубокие познания, которые были приобретены им в химии как теоретически, так и практически». Но, кроме заслуг в химии, указывается в представлении, Бутлеров «доказал еще основательные сведения в сельском хозяйстве, по части садоводства, поместив в парижском «Revue horticole» дельную статью о культуре камелии и в записках Казанского экономического общества о персиковых шпалерах, и сверх того напечатал в «С.-Петербургских ведомостях» «Отрывки из дневника путешественника по киргизской орде», а в журнале Пражского общества «Лотос» «Об Индерском озере»; за последнюю статью А. М. был избран упомянутым обществом 21 января 1851 года своим членом-корреспондентом». «Ценя таковые ученые труды А. М. Бутлерова, — заключают Э. А. Эверсман и П. И. Вагнер, — его любовь к науке и постоянную заботливость об устройстве и обогащении лаборатории и химического кабинета, мы находим его совершенно достойным занять кафедру химии в качестве экстраординарного профессора».

Избрание состоялось в совете университета 25 сентября 1854 года 23 голосами против одного, а 27 октября того же года Бутлеров был утвержден в должности экстраординарного профессора.

Через два с небольшим года после утверждения в этой должности, именно 12 марта 1857 года, Александр Михайлович был избран советом университета в ординарные профессора. Однако утверждение его в этом звании состоялось лишь 11 апреля 1858 года, когда с уходом в Московский университет профессора технологии М. Я. Киттары открылась в физико-математическом факультете вакансия.

В эти годы оставалась еще скрытой от посторонних глаз работа Бутлерова над вопросами теории. Ей уделялись главным образом ночные часы, проходившие в упорном, неотступном труде над разрешением занимавшей его проблемы.

За эти годы Бутлеров опубликовал лишь ряд предварительных заметок. Если они и не являлись большим вкладом в науку, то для самого исследователя они были ступенями восхождения к цели.

К числу таких заметок принадлежит опубликованное в петербургских академических бюллетенях исследование эфирного масла из растений южных районов России. Из этого масла Бутлеров выделил вещество, которое оказалось изомером обычной камфоры. Описанию его свойств и многочисленных превращений посвящена работа Бутлерова.

Не выходя из ряда обычных для химии исследований, эта работа имеет особенное значение в творческой истории самого Бутлерова, так как она с новой силой направила его мысли к вопросам химического строения, за которым скрывалась тайна изомерии.

Проблема изомерии являлась решающей проблемой органической химии того времени. Факт существования веществ, имеющих совершенно одинаковый состав и одинаковый молекулярный вес частиц и тем не менее совершенно различных между собою по своим химическим и физическим свойствам, требовал объяснения.

Попыток объяснения изомерии было сделано много. Самое распространенное объяснение исходило из того, что «вещества не тождественны в силу различия их генераторов, или реакций, давших веществам начало». Считалось установленным, что вещества должны быть различны, если различны их «генераторы», и, вопреки очевидности, не признавались тождественными совершенно одинаковые вещества, если они были получены в результате разных реакций.

Объяснить же, каким образом, хотя бы и в результате различных реакций, получаются при одинаковом составе их вещества с различными свойствами, никто не умел.

Для того чтобы итти дальше в понимании изомерии, очевидно, надо было ответить на естественный вопрос: «А каковы генераторы самих генераторов?»

Став на путь такого рассуждения, Бутлеров должен был дойти до генераторов первоначальных, то-есть до атомов, взаимодействием которых только и могло быть объяснено явление изомерии.

Ни одна проблема органической химии не вела к необходимости проникнуть в «нечувствительных частиц строение» с такой последовательностью, как проблема изомерии.

И мысли казанского профессора все чаще и чаще, все упорнее и упорнее останавливаются на попытках ее разрешить в свете атомистических представлений.

Таким образом, уже в этот период своей деятельности Бутлеров был внутренне совершенно готов к тому, чтобы на основе современных ему теоретических представлений и фактического материала прийти к новым обобщениям своим собственным путем.

В 1857 году Александр Михайлович получил командировку за границу сроком на год и два месяца.

Бутлеров намеревался посетить Германию, Австрию, Италию, Францию, Швейцарию и Англию. В план этого путешествия включалось не только личное знакомство с известными химиками этих стран, но и осмотр главных химических лабораторий, изучение методов химических работ, методов преподавания, с тем чтобы «приложить на деле в Казанском университете то, что окажется полезным и соответствующим цели».

Из представленного Бутлеровым в совет университета отчета об этой поездке, напечатанного в третьем томе «Ученых записок Казанского университета» за 1859 год, можно видеть, что свой план Бутлерову удалось осуществить полностью.

Бутлеров отправился в Европу в 1857 году, в самом конце той «всемирноисторической эпохи», по характеристике В. И. Ленина, данной им в статье, посвященной памяти Герцена, «когда революционность буржуазной демократии уже умирала (в Европе), а революционность социалистического пролетариата еще не созрела»[2]

Последовавший за мрачными годами реакции 1857 год в Европе ознаменовался общеевропейским политическим и экономическим кризисом и началом нового подъема рабочего движения. Находившийся в Лондоне А. И. Герцен начал издавать в 1857 году «Колокол», сыгравший большую роль в истории революционно-демократической мысли. В России, с воцарением Александра II, стала распространяться легенда о либерализме нового царя. В подтверждение ее правительство дало молодым русским ученым возможность выезжать за границу, что было очень ограничено при Николае I, усиленно оберегавшем русскую интеллигенцию от «заразного дыхания» революционного Запада.

Бутлеров наравне с Менделеевым, Бородиным, Шишковым, Энгельгардтом, Сеченовым был одним из первых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться с европейской наукой на месте.

Прибыв в августе 1857 года в Берлин и оставаясь здесь около двух недель, Александр Михайлович осмотрел лаборатории профессора Митчерлиха и приват-доцента Зонненштейна. Здесь он познакомился с употреблением светильного газа и газовых горелок. Газа в казанской лаборатории не было, и применение его в лаборатории произвело на Бутлерова выгодное впечатление.