Механический состав всех образцов Вильямс определял по методу Фадеева, который он впоследствии настолько усовершенствовал, что тот стал именоваться «методом Фадеева — Вильямса». Химический состав перегноя он определял сжиганием его образцов в струе кислорода. Как того требует научная методика, он проводил анализы по два раза, чтобы исключить всякую, даже случайную ошибку.
Нет, положительно он был создан для серьезной научной работы. Но этого Вильямсу было мало. Он рвался к великому, потрясающему открытию!
Однако повод для совершения такого открытия никак не подвертывался. Единственным итогом работ по исследованию образцов почв Мамадышского уезда явилось получение звания кандидата сельского хозяйства.
Вильямс мечтал о другом. Ему хотелось почерпнуть из своих анализов сведения о том, каким количеством питательных веществ располагает почва, что она может предложить произрастающему на ней растению в разные периоды его жизни. Ведь он хотел стать в ряды борцов за плодородие…
Ответа от изученной им с пристрастием горстки праха он не получил, а горечь разочарования скрыл в следующих строках своего кандидатского сочинения: «Вопрос этот слишком широк и сложен для того, чтобы я имел смелость поставить его задачей для моих исследований. Все, что я пока могу сделать в этом отношении, сводится к тому, чтобы по мере сил содействовать накоплению материала, необходимого для его разрешения».
И снова ему не повезло!
После Пастеровского института и прогулок по Франции он отправился в Германию и все четырнадцать месяцев своего пребывания в этой стране посвятил «накоплению материала», продолжая исследовать физические свойства почвы в лаборатории Вольни.
Русский практикант проявил отменную изобретательность, продолжая совершенствовать методы механического анализа, которыми здесь преимущественно занимались. Он конструировал различные приспособления, чтобы получить возможность с предельной точностью отделять частицы почвы одного размера от других. Ему приходилось преодолевать величайшие трудности. Особенно сложно было выделение частиц, диаметр которых не превышал тысячных долей миллиметра. Вильямс обнаружил, что в глине эти мельчайшие частицы обладают связностью. Но, к сожалению, отсюда не последовало ровно никаких выводов.
Опыты длились неделями. Образцы почвы взмучивались в воде, и начиналось терпеливое отделение — сначала самых крупных фракций, затем более мелких и, наконец, мельчайших. Он прокаливал почву на огне в больших фарфоровых тиглях, просеивал через сита разного диаметра, отделял крупные частицы: камни, хрящ, крупный песок. Потом начиналось отмучивание — разделение оставшейся почвы на пять групп: грубую и мелкую пыль, грубый, средний и мелкий ил. В высоких фарфоровых чашах взмученная почва кипятилась и отстаивалась по двенадцати часов. С помощью сифона собственной конструкции Вильямс осторожно сливал мутную воду и подвергал ее новому кипячению и отстаиванию. А полученный осадок мелкого ила выпаривал, высушивал и взвешивал. Взмученную почву надо было кипятить и отстаивать четыре-пять раз, пока не осядут все частицы и из сифона не польется совершенно прозрачная жидкость.
Эта работа шла совсем не так гладко, как можно заключить из ее чрезмерно краткого описания. То все оставшиеся частицы превращались в хлопья и одновременно оседали (Вильямс не знал, что это явление в физической химии называется «коагуляцией коллоидов»), то непонятное движение мельчайших частиц нарушало весь ход осаждения (ныне любой школьник в качестве первопричины этой помехи назовет броуновское движение). Но выдержка не изменяла Вильямсу. Он стоически преодолевал все помехи, снова и снова менял условия опыта — то повышал, то понижал температуру воды, то увеличивал, то уменьшал вес исследуемого образца почвы. Он менял размеры и форму тиглей и фарфоровых стаканов, переделывал конструкцию сифона и упорно продолжал свои опыты, несмотря ни на какие невзгоды.
Как видит читатель, нас никак нельзя упрекнуть, что мы без должного внимания отнеслись к исследованиям молодого ученого. Но у каждого, кто дал себе труд проследить за всеми этими нелегкими манипуляциями, давно уже готов сорваться, вопрос: да во имя чего же предпринимались все эти титанические усилия? Какие выводы удалось сделать из опытов, потребовавших такого прилежания, такой экспериментальной выдумки?
«Он добился своего, — отвечают на это его биографы. — Ему удалось достичь высшей степени точности при определении механического состава почвы». Он удостоился похвалы Н. М. Сибирцева, читавшего в середине девяностых годов почвоведение студентам Ново-Александрийского института сельского хозяйства и лесоводства, руководимого Докучаевым. Сам Докучаев также не забыл упомянуть об успешной работе молодого ученого в своем кратком докладе, опубликованном в 1895 году («Почвоведение в России, его прошлое и будущее»). «В лаборатории Петровской земледельческой академии, — писал Докучаев, — совершенствуются методы механического и химического почвенного анализа (профессора Густавсон, Вильямс и другие)».
Но что же дальше?
А дальше Вильямс снова испытал чувство еще более жгучего разочарования, что делало честь его самокритичности (ценному качеству, очень быстро, увы, им утраченному). Поплатившись достаточно дорогой ценой — ценой утраченных иллюзий и безвозвратно ушедшего времени, Вильямс на собственном горьком опыте убедился, что Вольни занимается не физикой почвы, а «физикой порошков, приготовленных из этой почвы». Впоследствии он сам иронически окрестил это бесплодное направление «порошковедением».
Ну что же, отрицательный результат — это тоже результат. Отказавшись от «порошковедения», отвергнув влияние Вольни и его школы, можно было идти вперед. Но куда?
Как будто бы на этот вопрос и должна была ответить магистерская диссертация Вильямса, в которой он суммировал итоги своих измерений.
«Я не раз говорил о трудности подобных исследований, о той страшной затрате силы, энергии, терпения и времени, которых требует изучение таких сложных веществ и запутанных явлений, — мы приводим отрывок из диссертационной речи Вильямса. — И невольно поэтому возникает скептический вопрос: нужна ли эта трата энергии и времени и какой может быть результат этой траты?
Оставляя в стороне интерес всякого изучения и то удовлетворение, которое оно приносит само по себе, на вопрос о том, нужны ли такие работы для дальнейшего развития земледелия как науки, здесь я, не колеблясь, отвечу — нужны.
Нужны ли физиологическая химия, анатомия и гистология для изучения и развития физиологии? Нужны! Никто в этом не сомневается. Нужны, чтобы расчленить, разобрать на части, изучить и проанализировать ряд более простых, более элементарных частей и явлений, из которых слагается явление жизни и развития сложного живого организма и сам живой организм.
А разве почва не такой же организм, разве можно назвать в строгом смысле мертвой эту сложную комбинацию минеральных и органических веществ, в которой никогда ни на минуту нет состояния покоя, которая насквозь проникнута жизнью и живыми существами, которая сама дает жизнь и в которой состояние покоя и неподвижности есть состояние смерти?»
Даже этот маленький отрывок в достаточной мере характеризует несомненный литературный дар Вильямса, которому он обязан значительной части своей популярности как лектора.
Но в данном случае нас интересует содержание, сами мысли, заключенные в столь изящную и непринужденную форму.
А по существу приведенный отрывок весьма многозначителен.
Первый вывод, который мы можем позволить себе из него сделать, — это то, что ученый в тот момент, когда он произносил с трибуны приведенные слова, явно находился на распутье, как витязь, вынужденный выбирать между нескольких дорог. Пользуясь по отношению к прошлому всеведением историка, нам нетрудно также найти в его рассуждениях главную и, по-видимому, роковую ошибку.
Вильямс уподобляет ту аналитическую работу, которую он проделывал, «разымая» на части почву — это «живое тело», согласно его новому на нее взгляду, — работе анатома, исследующего размещения различных костей и тканей, или работе гистолога, который изучает, в свою очередь, строение этих тканей. Вильямс упоминает еще физиологическую химию — биохимию, как мы сейчас называем эту область знания. Биохимия олицетворяла следующую — нисходящую — ступень изучения организма как целого. Исследуя выделения отдельных органов, биохимия на первых порах пыталась составить представление об их функциях.