СОСТОЯНИЕ ХИМИИ И ПРЕДПОСЫЛКИ ЕЕ РАЗВИТИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XVII В

СОСТОЯНИЕ ХИМИИ И ПРЕДПОСЫЛКИ ЕЕ РАЗВИТИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XVII В

В то время как механика, физика и астрономия достигли к середине XVII в. определенных успехов, химия значительно отставала в своем развитии. Главным направлением деятельности химиков — в подавляющем большинстве врачей и аптекарей — по-прежнему оставалась иатрохимия, достигшая высшей точки развития в трудах Ван-Гельмонта, его учеников и последователей. Задачи, которые ставили перед собой иатрохимики, ограничивались усовершенствованием искусства изготовления лекарственны составов и, лишь попутно, некоторых химикалий и материалов (красок, пиротехнических составов) для практических целей. Накопленные химиками в течение ряда столетий фактические данные и результаты наблюдений пополнялись весьма медленно и не обобщались. Химики еще не владели методами анализа веществ и смесей и пользовались весами лишь в пробирном искусстве, а также для дозировок веществ при воспроизведении фармакопейных прописей.

Несмотря на то что в этот период занятия алхимией и поисками «первичной материи» и философского камня постепенно отходили на второй план, многие алхимические верования, в частности вера в возможность трансмутации металлов, еще жили в умах химиков. Уцелели и алхимические учения о трех началах тел и сохранились многие традиции, оставшиеся в наследство от прошлых периодов, например вера в существование «духов» (Архей Ван-Гельмонта), управляющих жизненными процессами и химическими превращениями в организме, признание существования и особой роли в химических процессах различных «тонких материй» (невесомые флюиды), погоня за тайными средствами в медицине и фармации и т. д. Словом, химия представляла собой лишь собрание рецептов изготовления всевозможных составов и смесей с описанием отдельных веществ, без всяких попыток научного объяснения явлений. При таком состоянии, естественно, химия не могла претендовать на право называться «наукой» и справедливо именовалась «искусством». Впрочем, в этот период подобное же положение в той или иной степени имело место и в других областях естествознания, прежде всего в физике. Несмотря на значительный фактический материал, накопленный за два столетия, несмотря на некоторые важные открытия, физикам явно недоставало данных для обобщения. Но они и не стремились делать обобщения. Большинство физиков видели свою задачу лишь в изучении отдельных явлений и не пытались сопоставлять эти явления друг с другом. Физика того времени, как и ее младшая сестра химия, в лучшем случае удовлетворялась чисто «механическими» объяснениями явлений, причем привлекались и старые метафизические представления о мистических силах, будто бы присущих материи или же существующих вне ее. Такого рода подход к объяснению явлений поддерживался даже крупнейшими учеными, в том числе Ньютоном. Широкое распространение получило учение о невесомых флюидах — особых невещественных жидкостях света, теплоты (огненная материя, или теплород) и электричества.

В течение XVII в. возникли новые учения и даже целые системы естественнонаучной материалистической философии, имевшие непосредственное отношение к химии. Из этих учений прежде всего следует назвать индуктивный метод научного исследования, предложенный Ф. Бэконом.

Фрэнсис Бэкон Веруламский (1561–1626) — английский философ и политический деятель. Он учился в Кэмбридже и получил юридическое образование. С 1584 г. началась его политическая карьера в качестве члена нижней палаты. Уже в 90-х годах XVI в. Бэкон получил известность благодаря своим философским трудам. Главные его сочинения вышли в начале XVII в., в частности «Новый органон (1620 г.) (2). В 1618 г. Бэкон стал лордом-канцлером и получил титул барона Веруламского. Через несколько лет он был обвинен парламентом во взяточничестве, однако после осуждения был помилован королем. В связи с этим он ушел от политической деятельности, посвятив последние годы жизни исключительно занятиям наукой.

Критикуя в своих сочинениях схоластические учения и схоластический, основанный лишь на чувственном восприятии метод познания, Бэкон выдвинул в качестве основного научного метода изучение явлений посредством опыта. Конечно и до Бэкона опыт (эксперимент) применялся при решении отдельных вопросов. Так, алхимики, искавшие в течение многих столетий способы получения философского камня и трансмутации металлов, проделывали неисчислимое количество опытов с самыми различными веществами и смесями. Однако все это не носило систематического характера и по большей части представляло собой попытки воспроизвести туманные и зашифрованные рецепты из алхимических книг. Бэкон писал об этом следующее: «Если же кто-либо направит внимание на рассмотрение того, что более любопытно, чем здраво, и глубже рассмотрит работы Алхимиков и Магов, то он, пожалуй, придет в сомнение, чего эти работы более достойны — смеха или слез. Алхимик вечно питает надежду, и когда дело не удается, он это относит к своим собственным ошибкам. Он обвиняет себя, что недостаточно понял слова науки или писателей, и поэтому обращается к преданиям и нашептываниям. Или он думает, что ошибся в каких-то мелких подробностях своей работы, и поэтому до бесконечности повторяет опыт. Когда же в течение своих опытов он случайно приходит к чему-либо новому по внешности или заслуживающему внимания по своей пользе, он питает душу доказательствами этого рода и всячески превозносит и прославляет их, а в остальном хранит надежду. Не следует все же отрицать, что алхимики изобрели не мало и одарили людей полезными открытиями» (3).

Говоря о значении опыта как основного метода научного исследования, Бэкон имел в виду «методический опыт», т. е. систематическое, заранее обдуманное опытное исследование явлений. «Следует, однако, заботиться, — писал он, — не только о большом запасе опытов, но об опытах другого рода, чем те, кои совершены до сих пор. Должно ввести совсем другой метод в порядок и ход работы для продолжения и обогащения опыта. Ибо смутный и руководящийся лишь собой опыт… есть чистое движение на ощупь и скорее притупляет ум людей, чем осведомляет их. Но когда опыт пойдет вперед по определенному закону, последовательно и беспрерывно, то можно будет ожидать для наук чего-либо лучшего» (4). Таким образом, основная заслуга Бэкона состоит в провозглашении им в качестве основного метода исследования организованного и методически поставленного эксперимента. И хотя Бэкон отразил в своем учении те сдвиги в области метода научного исследования, которые происходили в то время в области физики (опытные исследования Галилея, Торричелли и др.), тем не менее он по праву считается основоположником экспериментального индуктивного метода. Недаром К. Маркс назвал Бэкона родоначальником «английского материализма и всей современной экспериментирующей науки» (5).

Философия Бэкона и его экспериментально-индуктивный принцип исследования получили признание прежде всего в Англии и отразились на деятельности большинства английских естествоиспытателей XVII в.

С другой стороны, весьма важное значение для дальнейшего развития химии и физики приобрели атомистические учения, развитые в XVII в. несколькими видными философами и естествоиспытателями. XVII век с полным правом можно назвать «эпохой Возрождения» и развития античной атомистики. Атомистические (корпускулярные) теории сделались важной составной частью философских и естественнонаучных систем XVII в. Впрочем, возникшие в этот период представления об атомах и корпускулах, составляющих тела, носили явно механистический и даже метафизический характер и к тому же фактически почти не привлекались для научного объяснения химических явлений. Тем не менее возрождение атомистики следует рассматривать как важную предпосылку для дальнейшего развития всего естествознания.

Известно, что в течение всего периода средневековья и первых столетий нового времени атомистическое учение находилось в «подполье», оно жестоко преследовалось христианским духовенством. Еще в IV в. один из виднейших идеологов только что возникшего христианства — блаженный Августин — ополчился против атомистики Левкиппа и Демокрита, объявив их учение языческим и несовместимым с догмами христианства. С утверждением римско-католической церкви преследования атомистов сделались особенно жестокими. Несмотря на это, в конце средних веков и в начале нового времени атомистические учения излагались в сочинениях некоторых смелых философов, иногда в завуалированной форме.

В средние века научным языком, на котором писались сочинения теологов, юристов и медиков и велись диспуты в монастырских школах и университетах, был латинский язык. Поэтому вся научная терминология была латинизирована[19]. Естественно, что греческое слово «атом» (нерассекаемый, неделимый) почти исчезло из обращения и обычно заменялось латинским словом «корпускула», т. е. частичка, или «тельце» (corpuscula — уменьшительное от слова corpus — «тело»). Как мы видели, у Лукреция атомы назывались corpora prima. Первичные, далее неделимые корпускулы назывались элементами, что связано с происхождением этого термина. Именно поэтому атомистическое учение в эпоху Возрождения и вплоть до конца XVIII в. обычно фигурировало под названием «корпускулярная теория».

Одним из представителей корпускулярной теории эпохи Возрождения был философ кардинал Николай Кузанский (1401–1464). В дальнейшем атомистические идеи высказывались многими философами. Среди них следует назвать философа-материалиста Джордано Бруно (1548–1600), развившего учение «минимальных» как субстанции всех вещей. В физике «минимальными» Бруно считал «монаду» (от греческого — «единичный»), в математике — точку. За свои убеждения и взгляды, признанные римско-католической инквизицией еретическими, Бруно 17 февраля 1600 г. был сожжен на костре в Риме.

Несмотря на то что сторонники атомистических учений жестоко преследовались как римско-католическим духовенством, так и протестантами, их число быстро росло в течение всего XVII в. Об этом свидетельствует, в частности, постановление Парижского парламента от 4 сентября 1624 г., вызванное попыткой организовать в Парижском университете публичный диспут о корпускулярной теории. Этим постановлением запрещалось под страхом смертной казни «утверждать и преподавать положения, направленные против древних и признанных авторов и устраивать диспуты без одобрения докторов теологического факультета» (6). Запрещение это оказалось, однако, малодейственным, так как именно французские ученые достаточно широко разработали в середине XVII в. философские корпускулярные теории. Одним из виднейших ученых — авторов корпускулярной теории материи — был философ и математик Р е н э Декарт (1596–1650), известный также под латинизированным именем Картезий (Renatus Сartesius). С восьмилетнего возраста Декарт обучался в иезуитской школе, где усердно изучал математику. Юношей он прожил несколько лет в Париже, а в 1617 г. переселился в Голландию, где служил в армии и принял участие в Тридцатилетней войне. Объехав затем почти всю Европу, он с 1629 г. целиком посвятил себя занятиям философией и математикой. Декарт является основателем аналитической геометрии (декартовы координаты). В 1637 г. вышло первое сочинение Декарта «Рассуждение о методе, чтобы хорошо направлять свой разум и отыскивать истину в науках» (7). В дальнейшем были опубликованы и другие сочинения Декарта. Под конец жизни, в 1649 г., из-за преследований со стороны голландских протестантов Декарт был вынужден покинуть Голландию и по приглашению шведской королевы переселился в Стокгольм, где вскоре умер.

Корпускулярная теория Декарта, изложенная в ряде изданных им сочинений, противоречива. В приложении к книге «Рассуждение о методе», озаглавленном «О метеорах», Декарт в следующих словах высказывает свои представления:

«Прежде всего, я предполагаю, что вода, земля, воздух и все такого рода тела, которые нас окружают, состоят из многочисленных мелких частиц различной формы и размеров, которые никогда не бывают настолько правильно расположены и не настолько точно прилегают друг к другу, чтобы вокруг них не оставалось промежутков; что эти промежутки не пустые, а наполнены… весьма разреженной материей… Мелкие частицы, из которых состоит вода, длинны, гладки и скользки, наподобие маленьких угрей; хотя они соединяются и переплетаются друг с другом, но никогда не связываются и не сцепляются так, чтобы их нельзя было легко разъединить» (8).

Свои «маленькие частички» Декарт не считал «атомами», т. е. неделимыми, а, напротив, стоял на точке зрения бесконечной делимости материи и, как мы видели, отрицал существование пустоты. «… Знайте, — писал он, — что я не мыслю мелкие частицы земных тел в виде атомов, или неделимых частиц; напротив, считая их состоящими из одной и той же материи, я полагаю, что каждая из них может быть делима бесконечным множеством способов» (9).

Объясняя различные физические явления, Декарт приписывал основную роль форме и размерам частиц и в особенности их вихреобразным движениям. В дальнейшем, после продолжительной полемики с другим французским философом — П. Гассенди — Декарт несколько изменил свои представления о частицах, из которых составлены тела, и высказал идею о существовании трех видов первичных частиц, отличающихся друг от друга размером. Частицы всех этих видов, по его мнению, входят в различных пропорциях в состав любого тела. Они не обладают весом, но приобретают его в результате движения. Под воздействием различных факторов частицы могут менять свою форму. При этом острые частицы образуют соль, мягкие — серу, а тяжелые и круглые — ртуть, т. е. три принципа алхимиков (10).

Эти представления Декарта оказались объектом длительных дискуссий, особенно во второй половине XVII и в начале XVIII в., после появления сочинений Ньютона. Труды Декарта были еще при его жизни запрещены в Голландии и Франции (протестантами и католиками). В 1663 г. они были внесены в индекс книг, запрещенных Ватиканом.

Одним из идейных противников Декарта был французский философ и физик Пьер Гассенди (1592–1655) (11). Благодаря выдающимся способностям он уже в 16 лет был учителем риторики в г. Дин во Франции. Здесь же он принял духовный сан и стал аббатом. В 1646 г. Гассенди был приглашен в Париж в качестве профессора механики и астрономии, но из-за плохого здоровья вскоре был вынужден вернуться в родной город, где и умер. При жизни он успел опубликовать лишь некоторые из своих сочинений. Полное собрание его трудов в шести томах вышло в свет в 1658 г.

Атомистика Гассенди является, в сущности, пересказом атомистического учения Эпикура, которого Гассенди превозносил, одновременно критикуя современную ему науку, основанную на реакционной перипатетической схоластике. В отличие от Декарта Гассенди считал, что бог сотворил определенное число неделимых и непроницаемых атомов, из которых составлены все тела мира. Между атомами, по его мнению, имеется абсолютно пустое пространство. Форма атомов может быть совершенно различной, и, кроме того, атомы различаются по размерам и весу. Возникновение и уничтожение тел объясняется лишь соединениями атомов и распадом этих соединений на исходные атомы. Согласно Гассенди, не только материальные тела, но и «невесомые флюиды», в частности теплота, свет, также состоят из атомов. Атомы непрерывно движутся в пустоте и сталкиваются друг с другом. Тела состоят не из первичных атомов, а из их соединений, которые Гассенди называл «молекулами» (12) (от слова moles — «масса»).

Философия Гассенди (13), в частности его атомистическое учение, по существу представляло собой попытку примирить материалистические представления о веществе и пространстве с религией. Гассенди искал компромисс между допущением вечности пространства и атомов и существованием бога, который их сотворил. По словам К. Маркса, он старался «как-нибудь примирить свою католическую совесть со своим языческим знанием, Эпикура — с церковью, что было, конечно, напрасным трудом» (14).

Атомное учение Гассенди было в общем благожелательно принято естествоиспытателями XVII в. Многие из них, в том числе, как будет видно в дальнейшем, Р. Бойль, И. Ньютон, Р. Гук, основываясь на построениях Гассенди, излагали корпускулярные учения в своих трудах. Корпускулярные теории Декарта и Гассенди не получили в XVII в. дальнейшего развития. Их основные положения лишь повторялись с некоторыми малозначительными изменениями в сочинениях естествоиспытателей и философов.

Механистическая атомистика Декарта и Гассенди, представлявшая материю пассивной, вызвала появление различных точек зрения о причинах движения корпускул и тел. Упомянем здесь о появившемся в начале XVIII в. идеалистическом учении о «монадах» философа и математика Готфрида Вильгельма Лейбница (1646–1716) (15). Согласно Лейбницу основой материи являются одухотворенные монады — «элементы вещей». Они божественного происхождения («излучения божества»), причем само божество является первоначальной монадой, первоосновой всех вещей. Монады наделены «духом» и поэтому способны к самодвижению. Материя и представляет собой форму существования многообразных духовных монад и образуется в результате взаимодействия этих монад. Сама материя, в отличие от монад, неспособна к самодвижению. Однако она наделена силой и способна к действию и противодействию.

«Монадология» Лейбница была принята многими германскими учеными-естествоиспытателями и философами. Из них следует назвать Христиана Вольфа (1679–1754) — учителя М. В. Ломоносова в Марбурге.

Возрождение античной атомистики, появление разнообразных корпускулярных теорий, полемика по вопросам структуры вещества и природы первичных частиц — все это, естественно, отразилось на направлении мыслей химиков и физиков XVII и начала XVIII в. и в общем положительно сказалось на возникновении первых, хотя и туманных теоретических представлений о химических явлениях. Однако недостаток экспериментального материала и вместе с тем живучесть старых традиционных учений об элементах (Аристотеля и «трех началах» алхимиков) сильно препятствовали внедрению атомистики в физику и химию. Корпускулярные теории фактически не применялись при обсуждении и решении конкретных проблем науки, связанных со структурой вещества. Они не сделались еще органической основой естествознания и представляли собой лишь натурфилософские учения, носили чисто описательный характер и не находили экспериментальных подтверждений.

В начале XVIII в. интерес к корпускулярной теории в кругах естествоиспытателей вообще снизился, и вскоре она снова оказалась фактически забытой. Только в середине XVIII в. в трудах М. В. Ломоносова вновь появляется логически последовательное и отчетливое изложение корпускулярной (атомно-молекулярной) теории. Ломоносовым же были сделаны и первые серьезные попытки приложения представлений о корпускулярном строении материи для объяснения некоторых физических явлений. Однако понадобилось еще несколько десятилетий, для того чтобы атомистика сделалась основой химии и всего естествознания.