Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.

Отчетливые и в основном правильные представления о горении и дыхании, высказанные Майовом более чем за 100 лет до появления теории горения и дыхания А. Л. Лавуазье, не были приняты его современниками, в том числе даже такими передовыми учеными, как Р. Бойль. Причину этого, по-видимому, следует искать в том, что, с одной стороны, идущие от глубокой древности традиционные взгляды на горение лишь как на процесс распада горючих тел, сопровождающийся удалением в виде тонкого «флюида» содержащихся в них горючих (сернистых) частиц, еще полностью владели умами ученых XVII в. С другой стороны, хотя Майов и стоял на грани открытия кислорода, его доводы о существовании воздушно-селитряного спирта не казались современникам убедительными, так как не были достаточно обоснованы. Возможно, что если бы Майов не умер слишком рано (в 38-летнем возрасте), он мог бы развить и доказать свою теорию.

Проблеме горения и кальцинации металлов были посвящены и исследования некоторых других ученых второй половины XVII в., о которых будет сказано в дальнейшем. Казалось бы, что передовые представления, развитые Ж. Реем, Р. Гуком и особенно Дж. Майовом, должны были привести к быстрому и полному выяснению истинного механизма горения. Однако недостаток экспериментальных данных и отсутствие общей руководящей теории, объясняющей химические явления, обусловили иной ход событий. Представление о горении лишь как о распаде горючих тел, осталось господствующим в науке, в результате чего химия пошла по ложному пути.

Понадобилось более 100 лет, чтобы ученые в конце концов убедились в неправильности этих традиционных представлений и вновь вернулись к идеям, высказанным Майовом. Но это произошло уже, когда были открыты многие новые явления и факты и была дана их количественная оценка.

Р. БОЙЛЬ И ЗАРОЖДЕНИЕ «НАУЧНОЙ ХИМИИ»

В развитии химии в XVII в. особенно значительная роль принадлежит английскому ученому Р. Бойлю. В многогранной научной и научно-общественной деятельности Бойля нашли яркое отражение новые веяния в науке и прежде всего борьба против схоластического аристотелизма и традиционных пережитков алхимического периода. Последователь и пропагандист индуктивной философии и экспериментального метода Ф. Бэкона, Бойль явился одним из первых и ярких представителей экспериментальной химии. Но он не был простым собирателем опытных данных. На основе экспериментального материала, полученного как им самим, так и его современниками, он сделал важные теоретические выводы и обобщения.

При всем этом некоторые его идеи и представления носят печать ограниченности знаний XVII в. Бойль не смог преодолеть силы традиций при объяснении некоторых химических явлений, в частности явлений горения и кальцинации металлов. На него, по-видимому, не произвели никакого впечатления передовые идеи Р. Гука — его бывшего ассистента и Дж. Майова, с работой которого Бойль был, несомненно, хорошо знаком. Вместе с тем в деятельности Бойля отразился и религиозный характер английской буржуазной революции, современником которой он был. Бойль наряду с научными исследованиями много занимался теологическими проблемами и комментированием «священного писания».

Роберт Бойль родился 25 января 1627 г. Он был четырнадцатым ребенком в семье ирландского аристократа, графа Корка. Бойль был болезненным и слабым и всю жизнь придерживался строгого режима «регулярного образа жизни» и соблюдал диэту. По обычаю, распространенному в то время среди ученых, Бойль не был женат. Общее образование он получил дома и в аристократическом колледже в Итоне. В 12-летнем возрасте Бойль был послан отцом для продолжения образования в Европу. В Женеве он в течение полутора лет изучал философию и юриспруденцию, одновременно занимаясь и математикой. Затем Бойль отправился в путешествие по Италии и другим странам Европы, а в 1646 г. вернулся на родину.

Не застав отца в живых, он поселился в одном из оставшихся ему в наследство имений (Стальбридже), где, по-видимому, впервые начал экспериментальные исследования. В 1654 г. он переехал в Оксфорд и вступил в кружок ученых, называвшийся невидимой коллегией (invisible college), который впоследствии стал основой для возникновения Лондонского королевского общества. В оксфордский период жизни Бойль провел несколько весьма важных исследований по физике и химии. В 1668 г. он переехал в Лондон и стал деятельным членом только что организовавшегося Королевского общества. В 1680 г. Бойль был избран его президентом, но отказался от этой должности. Умер Бойль 30 декабря 1691 г.

Бойль принадлежал к распространенному в Европе в течение XVII и XVIII вв. типу ученых-богачей. Он располагал собственными, хорошо оборудованными лабораториями и имел нескольких помощников-ассистентов и мастеров. Публикации научных исследований Бойля стали появляться с 1660 г. В то время ученый занимался исследованиями упругости воздуха. Основываясь на трудах Г. Галилея, давшего метод определения веса воздуха, Э. Торричелли, изобретшего барометр, и О. Герике, демонстрировавшего в 1654 г. «магдебургские полушария» и построившего первый воздушный насос, Бойль в своей первой опубликованной работе описывает сконструированный им воздушный насос, который в дальнейшем он использовал для опытов. Здесь же описаны опыты определения упругости воздуха при помощи неравноплечной U-образной трубки с одним запаянным концом. В результате этих опытов Бойль сформулировал свой известный закон об обратной пропорциональности объема и давления воздуха. Спустя 17 лет этот же закон, независимо от Бойля, был открыт Эдмом Мариоттом (1620–1684), причем Мариотт для получения опытных данных, в сущности, пользовался тем же прибором, что и Бойль.

В 1661 г. появилась (в первом издании анонимно) книга Бойля «Химик-скептик» («The Sceptical Chemist») (30). Книга эта представляет особый исторический интерес. Она посвящена анализу и критике теории перипатетиков (схоластических аристотелианцев) и спагириков (алхимиков, последователей Парацельса) о составных частях веществ. Бойль подробно обсуждает вопрос: можно ли признать «элементы» перипатетиков — огонь, воздух, воду и землю, — а также «принципы» спагириков — ртуть, серу и соль — в качестве истинных элементов тел. В книге «Химик-скептик» (31) Бойль поставил пять главных вопросов. Каждому из них он посвятил особую главу книги. Вопросы эти таковы:

1. Является ли огонь «универсальным анализатором» всех тел?

2. Являются ли продукты прокаливания (кальцинации) действительно элементами, или началами?

3. Может ли быть число веществ, которые принимаются в качестве элементов, или начал, действительно ограничено тремя, четырьмя или пятью?

4. Действительно ли существуют элемент «соль», элемент «сера» и элемент «ртуть», которые так называют?

5. Существуют ли вообще реальные элементы, или начала?»

В последней (шестой) главе книги Бойль излагает свою теорию и дает собственное определение понятия «элемент».

Чтобы выяснить значение поставленных Бойлем вопросов, отметим, что проблема элементов, или основных составных частей тел, в то время была в центре внимания физиков и химиков. Единой точки зрения по вопросу об элементах не было. Иатрохимики и их последователи в своей практической (врачебной и фармацевтической) деятельности в общем удовлетворялись аристотелевскими элементами-качествами. При назначении лекарств они продолжали руководствоваться аристотелевскими характеристиками их свойств (горячительные, охладительные, влажные и пр.) и применяли их в соответствии с симптомами болезни. Но это относилось главным образом к лекарствам растительного происхождения. Минеральные же (химические) лекарственные средства они расценивали с точки зрения спагирического учения об элементах. К тому же значительная часть химиков-врачей еще находилась во власти алхимических идей и веры в возможность трансмутации металлов. В литературе того времени нередко обсуждался вопрос, действительно ли металлы содержат все три принципа алхимиков или же состоят только из двух.