Идея использования воздуха в качестве источника азота уже существовала, но как из свободного азота получить селитру? В первую очередь, требовалось отыскать способ каталитического соединения азота с водородом.
Начались всесторонние исследования. С одной стороны, необходимо было найти подходящие условия и катализатор для получения аммиака единственным и самым простым синтезом — из азота и водорода. С другой, нужно было исследовать возможность окисления аммиака в окись азота. Из окислов получить азотную кислоту и селитру несложно, поэтому задача сводилась к двум основным проблемам — получению аммиака и азотной кислоты.
Если исследования синтеза аммиака шли очень медленно, то проблему окисления аммиака до азотной кислоты удалось решить довольно успешно. Основные опыты проводил Гарри — доктор Эбергард Бауэр, который позже стал зятем Оствальда. Доктор Бауэр (для Оствальда он всегда был просто Гарри) успешно и в короткий срок закончил исследование окисления аммиака. Катализатор — платино-иридиевый сплав — был найден еще во время первых опытов. Впоследствии с помощью концерна «И. Г. Фарбениндустри» контактное окисление аммиака до окислов азота нашло промышленное применение. Германия получила собственную азотную кислоту. Что касается собственной селитры, то синтез аммиака пока не удавалось осуществить.
Тем не менее Оствальд твердо верил, что аммиак можно синтезировать непосредственно из азота и водорода. Это ясно следовало и из значений констант равновесия. Надо было только найти условия, подобрать подходящий катализатор. Некоторые результаты уже были получены. Сотрудники Оствальда пытались даже запатентовать два открытия, но работа с патентной службой не принесла им ничего, кроме неприятностей. Чиновники придирались к каждой мелочи, требовали мнения специалистов различных химических фирм и, наконец, после долгой, но безрезультатной переписки отказали в выдаче патента.
«Оставим миллионы при миллионах», — сказал тогда Оствальд. А тем временем условия синтеза аммиака разрабатывались профессором Фрицем Габером, а затем Карл Бош осуществил промышленное производство аммиака. В Леверкузене в высоких, толстостенных стальных башнях-реакторах проходил тот простой на первый взгляд процесс, который дал не только Германии, но и всему миру аммиак — связанный азот, носитель плодородия.
Однако эти успехи стали возможны лишь благодаря проводимым Оствальдом многосторонним исследованиям каталитических процессов. Явление катализа впервые было охарактеризовано еще Берцелиусом, но более полувека оно не привлекало внимания ученых, пока Оствальд не занялся этим интереснейшим явлением. Достижения Оствальда в этой области были высоко оценены мировой научной общественностью. За заслуги в области катализа в 1909 году ему была присуждена Нобелевская премия по химии.
Не только экспериментальные и теоретические работы Оствальда, но и его литературная деятельность многое дала химии. Она началась еще в Риге, когда он подготовил к печати «Учебник общей химии»[330]. Начав читать курс химии, Оствальд сразу же почувствовал необходимость в новом учебнике. По его мнению, учебник не должен ограничиваться основами науки, он призван быть синтезом всех достижений, а также должен давать направление будущего развития науки. Чтобы написать такой учебник, необходимо было прочитать множество научных журналов, познакомиться с проблемами, поставленными в отдельных научных статьях, и только потом привести в систему безбрежное море фактов и выводов.
Система и порядок… В них нуждается наука. Они должны быть основным началом в работе. И в своей жизни Оствальд следовал строгому распорядку. Утро начиналось с занятий в университете, потом он работал в лаборатории. Здесь обсуждались успехи и неудачи сотрудников, и эти обсуждения происходили публично. Успехи одного давали и другим импульс к работе, поэтому в лаборатории царил дух здорового соревнования. Вечером, если не было других дел, Оствальд работал в своем кабинете: просматривал научные журналы, читал наиболее интересные статьи. Здесь, среди книг, он оставался до поздней ночи.
Второй том «Учебника общей химии» вышел в 1887 году, когда Оствальд уже был профессором в Лейпциге. Потом одна за другой появились и другие его книги[331]: «Руководство и справочник по проведению физико-химических измерений»[332], «Научные основания аналитической химии»[333], «Электрохимия»[334], «Основы неорганической химии»[335], «Школа химии»[336] …
Оствальд основал «Журнал физической химии», который начал выходить в Лейпциге с февраля 1887 года[337]. Первый его номер был посвящен теории электролитической диссоциации. В нем были опубликованы статьи Оствальда, Аррениуса и Вант-Гоффа — троих «ионистов», публично выступивших против устаревших взглядов. Сколько битв выдержали они — журнал и его авторы! Но в конце концов победа нового над старым была одержана. Одни из противников признавали себя побежденными и стали сторонниками «ионистов», другие не смирились с поражением и продолжали оставаться врагами. Они чинили всевозможные препятствия Оствальду в университете, не гнушались иногда и сплетнями и вздорными слухами.
Оствальд досадливо помотал головой, отгоняя неприятные воспоминания. Это уже не касается химии. Он поднял голову и остановил взгляд на «Лесной даче». Его дело продолжит сын Вольфганг, его первые успехи радовали всю семью и больше всех — его, старого Вильгельма Оствальда. Вольфганг работал в новой отрасли химической науки — коллоидной химии.
…Оствальд двинулся дальше. Недалеко от места, где он остановился, в одном из романтических уголков парка, где каменный обрыв боролся с наступлением сорняков, его ожидала следующая табличка — «Философия».
Система и порядок, которые Оствальд внес в химию, часто приводили его к философским обобщениям. Интерес к философии начался еще в Дерпте, когда он работал у профессора Эттингена. Тогда энергия считалась только математическим понятием. Оствальд нередко думал: почему же энергию не считают реальностью? Ведь ее можно измерить, заставить работать, даже «украсть», хотя и нельзя увидеть. Это понимали даже Вольф и Гретхен, которые были тогда еще совсем маленькими. Они часто слышали от отца слово «энергия».
— Почему идут часы? — спрашивал он у детей, объясняя им понятие «энергия».
— Потому что каждую неделю мы их заводим, — отвечал Вольф. — У часов есть пружина, и она приводит в движение стрелки.
— Да, но когда пружина ослабевает, часы не идут, хотя у них по-прежнему есть пружина, — возразил Оствальд. — Значит, не пружина их приводит в движение, а что-то другое, спрятанное в пружине. Это другое и есть энергия. Каждую неделю я завожу часы, то есть снабжаю пружину энергией, которая потом приводит в движение шестеренки, а те в свою очередь — стрелки.
— Но разве может существовать «нечто», что мы не видим? — протестовала белокурая Гретхен.
— Оно не видно, но ощущается. Дай-ка свою руку, Грета. Вот, сейчас я ставлю на нее рейсшину. Ощущаешь что-нибудь? — Грета отрицательно покачала головой. Оствальд поднял рейсшину и легонько ударил ею по руке. — А теперь ощущаешь? Кто причинил тебе боль, рейсшина или я?
— Конечно, ты.
— Ну, не совсем я. Это энергия, которую я передал рейсшине.
Для Оствальда энергия была началом всех начал. И эти новые идеи составляли ту основу, на которой зиждились его философские взгляды[338]. В 1900 году Оствальд начал читать лекции по натурфилософии. Одновременно с этим он организовал издание нового научного журнала «Летописи натурфилософии».
