ХИМИКИ — СОВРЕМЕННИКИ Р. БОЙЛЯ В АНГЛИИ И ДРУГИХ СТРАНАХ ЕВРОПЫ

ХИМИКИ — СОВРЕМЕННИКИ Р. БОЙЛЯ В АНГЛИИ И ДРУГИХ СТРАНАХ ЕВРОПЫ

Из химиков-современников Р. Бойля в Англии помимо Р. Гуна, Дж. Майова следует назвать Исаака Ньютона (1643–1727). Биография Ньютона и его классические труды по физике, математике, оптике и астрономии широко известны (48). Менее известно, что Ньютон почти всю жизнь занимался химией и алхимией. В кэмбриджский период жизни у него имелась собственная химическая лаборатория (1661–1692), уничтоженная пожаром, при котором сгорели некоторые незаконченные рукописи, в том числе большая работа по химии. Будучи смотрителем (с 1695 г.), а затем и директором Лондонского монетного двора, Ньютон много работал над сплавами металлов, методами пробирного анализа и другими вопросами химии металлов. Благодаря его деятельности монетное дело в Англии было приведено в порядок и поставлено на большую высоту. Помимо этого, Ньютону принадлежат некоторые рецепты легкоплавких сплавов для зеркал рефлекторов.

Теоретические воззрения Ньютона в области химии базировались на корпускулярной теории, которая, впрочем, уживалась у него с глубокими религиозными верованиями. О своих корпускулярных воззрениях Ньютон писал: «При размышлении о всех этих вещах мне кажется вероятным, что бог в начале дал материи форму твердых, массивных, непроницаемых подвижных частиц таких размеров и фигур и с такими свойствами и пропорциями в отношении к пространству, которые более всего подходили бы к той цели, для которой он создал их… Природа их должна быть постоянной, изменения телесных вещей должны проявляться только в различных разделениях и новых сочетаниях и движениях таких постоянных частиц…» (49)

Ньютон придавал большое значение взаимному притяжению частиц, объясняя этим химическое взаимодействие веществ. Для характеристики взглядов Ньютона в этом отношении приведем выдержку из изданной в 1710 г. (написанной же гораздо раньше) его небольшой книги, озаглавленной «О природе кислот»: «Частицы кислот больше частиц воды и потому менее летучи, но много меньше земельных частиц и поэтому значительно менее связаны. У них имеется большая притягательная сила, и в этом состоит их действенность… Природа их средняя между водой и телами, и они притягивают то и другое. Вследствие притягательной силы своей они собираются вокруг частиц тел как каменных, так и металлических… Посредством силы притяжения кислоты разрушают тела, двигают жидкость и возбуждают тепло, разделяя при сем некоторые частицы настолько, что они превращаются в воздух и создают пузырьки. В этом состоит основа растворения и брожения…» (50) Во взглядах Ньютона нашли отражение и некоторые алхимические идеи и верования. Из опубликованных материалов о химических занятиях Ньютона явствует, что его работы по металлическим сплавам были, по-видимому, лишь побочными по отношению к его занятиям алхимией. Весьма вероятно, что Ньютон занимался поисками путей трансмутации металлов. Придавая, так же как и Бойль, большое значение пористой структуре тел, Ньютон представлял себе возможность трансмутации металлов путем преодоления неким растворителем барьера весьма тонких пор металла, недоступных для обычных растворителей. «Золото, — писал он, — состоит из взаимно притягивающихся частиц, сумму их назовем первым соединением, а сумму этих сумм — вторым и т. д. Ртуть и царская водка могут проходить через поры между частицами последнего соединения, но не через иные. Если бы растворитель мог проходить через другие соединения, иначе, если бы можно было разделить частицы золота первого и второго соединений, то золото сделалось бы жидким и текучим. Если бы золото могло бродить, то оно могло бы быть превращено в какое-нибудь другое тело» (61). Деятельность Ньютона в области химии освещена до сих пор недостаточно. Рукописи и архивные материалы, оставшиеся после него, пока еще далеко не полностью опубликованы. По-видимому, Ньютон в результате своих многолетних химических и алхимических изысканий в восьмидесятых годах XVII в. написал большое сочинение по химии (или алхимии?). Рукопись сочинения, которое он очень ценил, и погибла во время пожара в его кабинете в 1691 г.

Из других химиков — современников Бойля в Англии назовем Томаса Виллиса (1621–1675). Он был профессором физики в Оксфорде (1660–1666), а затем переехал в Лондон, где занимался врачебной практикой. С историко-химической точки зрения представляют интерес взгляды Виллиса на основные составные части тела.

Мы видели, что схоласты-аристотелианцы судили об основных составных частях тел по свойствам сложных тел, спагирики же после Парацельса говорили о трех принципах тел. Ван-Гельмонт, по-видимому, впервые высказал мысль, что основными составными частями тел следует считать вещества, которые получаются при их разложении огнем. Бойль в своем определении понятия «элемент» указывал, что элементами должны быть признаны «первичные, вполне несмешанные вещества», на которые могут быть разложены смешанные тела. Идея об элементах, как о конечных продуктах разложения, таким образом, была широко распространена во второй половине XVII в.

В своем трактате «О ферментации, или о движении натуральных неорганических тел» (1659 г.), опубликованном за два года до появления «Химика-скептика» Бойля, Виллис (52) говорит об основных составных частях тела как о веществах, на которые тела могут быть разложены. Однако к вопросу о составных частях сложных тел Виллис подошел чисто эклектически. Он называет следующие составные части: дух (спирт, или соответственно элементам алхимиков ртуть), сера, соль, вода и земля (53). Три первых принципа являются активными по отношению к воде и земле. Он высказывает также мнение, что некоторые из этих составных частей тел могут образовываться при разложении тел огнем, причем до разложения эти части в разлагаемом теле могут и не существовать.

Подобные же эклектические представления об основных составных частях тел можно найти и у французских химиков второй половины XVII в. Так, в курсе химии Николя Лефевра [23] говорится о следующих составных частях сложных тел: флегма, или вода; дух, или ртуть; сера, или масло; соль; земля. Кроме этого, Лефевр принимает существование еще одной элементарной субстанции, которую называет «универсальным спиртом» («универсальным духом») (54). По существу, те же самые пять элементарных принципов фигурируют и в учебнике химии Н. Лемери, распространенном во всей Европе в конце XVII и начале XVIII в.

Николя Лемери (1645–1715)55 был по образованию врачом и фармацевтом. В молодости он преподавал химию в Монпелье. В 1672 г. он переехал в Париж, сделался владельцем аптеки и начал читать публично курс химии с огромным успехом. Его слушателями были представители всех классов тогдашнего общества. Лемери в увлекательной форме, вполне доступным языком излагал основы химии, сопровождая лекции демонстрациями (56).

Материал этих лекций Лемери обобщил в учебнике химии, вышедшем в 1675 г. под названием «Курс химии». Этот курс завоевал огромную популярность. При жизни Лемери вышло в свет 13 французских изданий курса, кроме того, он был переведен на многие европейские и латинский языки. Свои лекции Лемери читал почти 20 лет с неизменным успехом. Но в 1681 г., спасаясь от религиозных преследований, Лемери (он был протестантом) был вынужден бросить свою аптеку и бежал в Англию. Через три года он вернулся в Париж, но не мог найти здесь какого бы то ни было заработка, так как протестантам было воспрещено заниматься медицинской практикой и держать аптеки. Он жил вместе с семьей в крайней нужде до 1686 г., когда, наконец, решил поступиться своими убеждениями и перешел в католичество. Но и после этого ему не сразу было разрешено заниматься врачебной деятельностью. В девяностых годах Лемери вновь приобрел широкую известность как врач. В 1699 г. он стал членом Парижской академии наук.

«Курс химии» Лемери начинается с определения предмета химии: «Химия есть искусство, учащее, как разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах. Я понимаю под смешанными телами те. которые образуются в природе, а именно: минералы, растительные и животные тела» (57).

Это определение отражает подчиненность химии медицине и фармации. Оно еще не содержит проблем теоретического исследования химических явлении и процессов, поэтому химия справедливо именуется Лемери «искусством», а не «наукой». Вслед за этим определением Лемери перечисляет «химические начала», т. е. основные составные части тел (простые вещества). Первым началом, по мнению Лемери, является «универсальный дух», который, будучи распространен повсюду, производит будто бы различные действия и разнообразные вещества. «Но это начало, — пишет Лемери, — несколько метафизично». Поэтому лучше говорить о тех началах, которые реально можно получить. Анализируя[24] (разлагая) различные смешанные тела, продолжает Лемери, химики обнаружили пять видов субстанций и пришли к выводу, что существуют пять основных начал веществ: спирт, масло, соль, вода и земля. Первые три — активные начала, а два последних — вода и земля — пассивные, так как ослабляют «живость» активных начал.

Описывая более подробно эти принципы, Лемери указывает, что «спирт» (дух), называемый иначе «ртутью» (меркурием), является первым и активным началом, обнаруживаемым при «анатомии» (разложении) смешанных тел. Это весьма легкое и тонкое вещество, которое всюду проникает. Оно содержится в больших количествах в растительных и животных организмах, содействует их росту, но при избытке становится причиной распада этих тел. В минеральных веществах мало «спирта» и поэтому они не подвергаются порче. При разложении смешанных тел спирт получается нечистым, в смеси с маслом, и в этом случае называется «летучим спиртом». В солях «спирт» нелетуч, поэтому называется «фиксированным спиртом».

«Масло», благодаря своей горючести, называется также «серой» и представляет собой жирное и мягкое вещество, выделяемое из смешанных тел после спирта. Наличием масла в смешанных телах обусловлены запахи и цвета тел; оно противодействует порче растительных и животных продуктов, происходящей от избытка влажности. Масло также извлекается из тел в нечистом виде: в смеси со спиртом оно плавает на поверхности воды, в смеси с солью — оседает на дно в виде осадка.

«Соль» — самое тяжелое из активных начал и выделяется из смешанных тел в последнюю очередь. Она предохраняет тела от гниения и обусловливает их вкус. Различают три рода солей: «соль постоянная», «соль летучая» и «соль существенная». Постоянная соль извлекается из продуктов прокаливания растворением в воде и последующей кристаллизацией. Летучие соли легко возгоняются. Существенная соль получается из соков растений. Из золы же растений получается «щелочная соль».

«Вода», иначе называемая «флегмой», — первый пассивный принцип смешанных тел. При дистилляции она извлекается в нечистом виде, так как содержит примеси активных начал. Поэтому действие такой воды сильнее, чем природной. «Земля», которую также называют «мертвой» или «проклятой землей», — последнее пассивное начало тел. Она также не может быть получена в чистом виде и особенно прочно удерживает спирты. Даже если она освобождается от них, на воздухе снова их поглощает (58).

Далее Лемери замечает, что название перечисленных субстанций «начала тел» нельзя признать вполне точным. Эти субстанции являются для нас началами лишь постольку, поскольку химики не смогли далее разложить эти тела. Очевидно, эти начала могут быть в свою очередь разделены на более простые, которые и было бы правильнее называть началами тел. Таким образом, то, что принимается в качестве начал, — это субстанции, полученные в результате разделения смешанных тел и отделенные лишь настолько, насколько позволяют это сделать слабые средства, которыми располагают химики (59).

В вводной части курса Лемери, где речь идет о химических началах, изложены также взгляды автора на горение тел и кальцинацию металлов. По мнению Лемери, процесс горения может происходить лишь при наличии в сжигаемых телах маслянистого, или сернистого, начала, которое при горении освобождается из сжигаемого тела. В большем числе тел, способных гореть, это начало содержится наряду с другими составными частями, которые при сгорании остаются. Это же маслянистое, или сернистое, начало содержится в качестве составной части и в металлах, и именно оно обусловливает те изменения, которые происходят с металлами при их прокаливании. При кальцинации металлов из них удаляются сернистые частицы, которые также можно удалить и мокрым путем при воздействии на металлы кислотами. Увеличение веса металлов при их кальцинации, несмотря на то что при этом улетучиваются сернистые частицы, Лемери объясняет присоединением к металлу «огненной материи». В этом отношении его взгляды вполне совпадают со взглядами Бойля. Впрочем, и в ряде других вопросов, например в вопросе о влиянии формы и движения частиц, составляющих тела, на химические отношения, Лемери находился под влиянием идей, высказанных Бойлем в его ранних сочинениях.

«Курс химии» Лемери состоит из трех частей. Первая, самая объемистая, часть посвящена описанию минералов и минеральных тел, вторая посвящена растительным веществам, а третья — животным. Введение к курсу помимо общих теоретических вопросов включает описание главных химических операций, а также приборов, в нем разъясняются некоторые химические термины и названия. В конце введения приложена таблица химических знаков (60).

Лемери довольно резко выступал против некоторых алхимических заблуждений. Так, характеризуя металлы, которые он считал сложными телами, Лемери указывал, что не все металлы содержат сернистое начало и поэтому не превращаются при прокаливании на воздухе в известь. По его мнению, нельзя согласиться с теми, кто утверждает, что все без исключения металлы составлены из трех начал — серы, соли и ртути.

Продолжая алхимические традиции, в частности, как мы видели, в объяснении состава сложных тел, Лемери вместе с тем декларировал отрицательное отношение к алхимии. Указывая на бесплодность идей и занятий ее адептов, он следующими словами характеризовал алхимическое искусство: «Это искусство без искусства: в начале — лгать, в середине — работать, в конце — нищенствовать» (61).

Коллегой Лемери по Парижской академии был Вильгельм Гомберг (1652–1715). Большая часть его жизни прошла крайне беспокойно, в постоянных переездах из одного города в другой. При этом он неоднократно менял свои занятия, а также изменил вероисповедание, приняв в 1682 г. католичество. Около 1680 г., будучи в Англии, Гомберг некоторое время работал в лаборатории Бойля и увлекся химией и алхимией. В 1691 г. он был приглашен Кольбером в Париж и стал членом Парижской академии наук. С 1704 г. и до самой смерти Гомберг состоял лейб-медиком и алхимиком при дворе герцога Орлеанского[25].

Теоретические взгляды Гомберга в области химии были отсталыми. Он слепо верил в возможность трансмутации металлов и даже опубликовал в 1709 г. в «Мемуарах Парижской академии наук» свои опыты по мнимому превращению серебра в золото. В качестве основных составных частей тел Гомберг принимал начала алхимиков — ртуть, серу и соль. Особое значение он придавал сере, признавая ее элементом, входящим в состав растений и органов животных, а также горючих минеральных веществ.

При всем этом Гомберг был хорошим экспериментатором и наблюдателем. Им сделано несколько открытий. Так, нагревая в колбе смесь кристаллов железного купороса и буры, он первым получил борную кислоту (sal sedativum Hombergi). Гомберг исследовал воспламенение эфирных масел смесью серной и азотной кислот (62). Он приготовил пирофор — самовоспламеняющийся на воздухе порошок, полученный нагреванием квасцов с продуктами обмена веществ в организме человека (63). Изучая в 1699 г. отношение кислот к щелочам, он определил, что одна унция поташа нейтрализуется 14 унциями лучшего уксуса, двумя унциями и тремя драхмами соляной кислоты, одной унцией, двумя драхмами и тридцатью шестью гранами азотной кислоты и пятью драхмами купоросного масла (64). Это было первой попыткой в истории химии установить весовые эквиваленты кислот, нейтрализующих определенные количества щелочей.

Кроме того, Гомберг работал над сплавами металлов, особенно над тройными легкоплавкими сплавами олова, свинца и висмута. Им разработаны рецептуры тушей, лаков, симпатических чернил, усовершенствованы методы пробирного анализа благородных металлов.

В Германии современниками Бойля были несколько алхимиков и иатрохимиков, занимавшихся отчасти вопросами технической и прикладной химии. Во второй половине XVII и в начале XVIII в. химия в Германии, по сравнению с Англией и даже Францией, находилась в упадочном состоянии (65). Тем не менее, как будет видно, именно в Германии зародилась теория флогистона, распространившаяся в начале XVIII в. по всей Европе.

Одним из видных немецких химиков (и алхимиков) второй половины XVII в. был Иоганн Кункель (1630, или 1638–1703 (66). В молодости он изучал аптечное дело и химию металлов и увлекся алхимией. Вся его дальнейшая деятельность протекала на службе при дворах герцогов и курфюрстов в качестве аптекаря, придворного алхимика и тайного камердинера. Не имея возможности удовлетворить своих хозяев, требовавших от него раскрытия мнимого секрета трансмутации металлов и производства искусственного золота. Кункель вынужден был часто менять места службы. Наконец, в 1688 г. он был приглашен в Швецию в качестве придворного алхимика к королю Карлу XI, который дал ему дворянство и титул «горного советника». Умер Кункель в Стокгольме.

В противоположность своим современникам — Бойлю, Лемери и другим, пытавшимся ставить перед химией некоторые новые задачи теоретического и экспериментального характера, Кункель стоял на весьма отсталых теоретических позициях. Он был твердо уверен в возможности трансмутации металлов и даже утверждал в одном из своих сочинений, что ему однажды удалось при помощи несколько «недоработанной» тинктуры превратить некоторое количество серебра в золото.

Кункель был сторонником теории Парацельса о трех началах — ртути, сере и соли. Все металлы и минеральные тела, по Кункелю, состоят из этих трех основных веществ. Сера, по его мнению, обусловливает цвет и запах металлов. Ртуть содержится в небольших количествах даже в растительных и животных организмах. Кункель также был поклонником алхимических и мистических учений Ван-Гельмонта.

Явления горения, в частности увеличение веса металлов при кальцинации, Кункель толковал еще более запутанно, чем Бойль. Кункель считал, что «огненная материя» не имеет веса и что увеличение веса металлов при прокаливании на воздухе связано с переходом плотного металла в пористую «известь». По его мнению, давление воздуха на металл и известь различно и значительно больше в случае пористой «извести», вес которой благодаря этому больше, чем вес исходного металла.

Будучи алхимиком, Кункель работал также над решением некоторых химико-технических вопросов, выдвигавшихся в то время практикой. Ранее уже говорилось об участии Кункеля в открытии фосфора. Им проведены также довольно обширные исследования по технологии производства стекол, особенно окрашенных в различные цвета. В частности, Кункелем составлен рецепт красного рубинового стекла. Кроме того, он установил тождественность растительных щелочей (поташа), полученных из различных растений и т. д.

Несмотря на то что Кункель был убежденным алхимиком, он беспощадно разоблачал жульничество и некоторые фантастические учения адептов алхимии. Он выступал, например, против учения об «алкагесте» как универсальном растворителе и универсальном лекарстве. Он бичевал продавцов поддельной «золотой тинктуры», изготовлявших это средство, считавшееся в то время чудодейственным, из спирта, подкрашенного жженым сахаром.

Видным немецким химиком был Иоганн Иоахим Бехер (1635–1682) (67). Детство и юность Бехера прошли в крайней нужде, и он должен был зарабатывать на пропитание семьи. Однако молодой Бехер упорно занимался самообразованием и, получив таким путем серьезные познания в различных областях науки, после многих усилий сделался врачом. Ему представился случай совершить большое путешествие по Швеции, Голландии и Италии, в результате которого он значительно расширил свои знания. В 1666 г. Бехер был назначен профессором медицины в Майнце и одновременно получил должность лейб-медика майнцского курфюрста. Однако вскоре он оставил это место и стал лейб-медиком баварскою курфюрста в Мюнхене. Неудовлетворившись, однако, и этим положением, он переселился в Вену и тоже поступил на придворную службу. В 1678 г. Бехер переехал в Голландию, а затем в Англию. Здесь он занимался горным делом и пытался внести некоторые усовершенствования в способы добычи руд. В разгаре этих занятий он и умер.

Бехер был беспокойным, неуживчивым человеком, чем и объясняются его постоянные переезды с места на место. Кроме того, Бехер имел склонность к фантастическим проектам, которые предлагал различным высокопоставленным лицам, чем нередко вызывал к себе неприязненное отношение. Так, в 1678 г. он предложил Генеральным штатам Голландии организовать в грандиозном масштабе переработку морского песка с целью извлечения из него золота, что, по его мнению, сулило огромные выгоды. Свой проект он подкрепил даже «удачными экспериментами». Однако эта затея осталась неосуществленной, так как Бехер был выслан из Голландии.

Бехер верил в трансмутацию металлов, хотя сам, по-видимому, не занимался практической алхимией. Он также верил в возможность «рождения» металлов в земле и даже доказывал опытным путем, что железо может «рождаться» из глины. Для этого он смешивал глину с маслом, смесь эту нагревал, а затем прокаливал. После измельчения полученного продукта ему удавалось при помощи магнита извлечь из него некоторое количество железа.

Теоретические взгляды Бехера следует признать в общем весьма отсталыми. Видный историк химии Г. Копп указывает на невозможность их точного и ясного изложения. Сочинения Бехера написаны весьма запутанным языком, мысли его не всегда ясны, мнения по одному и тому же вопросу разноречивы. Кроме этого, он употребляет одни и те же слова в совершенно различных значениях (68).

В своих ранних сочинениях Бехер выступает как последователь алхимического учения о трех первоначалах, составляющих все тела. В дальнейшем, особенно в сочинении, написанном в мюнхенский период жизни и вышедшем в 1667 г. под заглавием «Подземная физика» (69), он развивает некоторые оригинальные положения. Все тела, по мнению Бехера, имеют сложный состав и различаются по степени сложности. Основными составными частями минеральных тел землистой, каменистой и металлической природы служат земля и вода, которые представляют собой начала тел. Но Бехер употребляет слово «земля» (terra) по меньшей мере в трех значениях и полагает, что в состав всех минеральных (так же как растительных и животных) веществ входят три рода земли: «первая земля» — плавкая, или каменистая; «вторая земля» — жирная (terra pinguis) и «третья земля» — летучая.

Первую землю Бехер считает огнепостоянной и стеклующейся, вторая земля присоединена к первой, как душа к телу, она влажной и жирной природы и, кроме всего прочего, обусловливает горючесть тел. Третья земля придает металлам ковкость и обусловливает плавкость и летучесть тел. Хотя Бехер и не отрицает аналогии своих земель и начал алхимиков — серы, соли и ртути, он полагает, что эти последние начала неподходящи в качестве основных составных частей тел. Таким образом, земли Бехера представляют собой не что иное, как сочетание начал Парацельса с элементами Аристотеля, т. е., по существу, те же эклектические начала, что и у Лефевра, Лемери и других химиков XVII в.

Взгляды Бехера на горение тел в основных чертах отразили распространенные в его время точки зрения. Горение, согласно Бехеру, есть разложение горючих тел огнем, разделение этих тел на разнородные части. Горючесть тел связана с наличием в их составе «второй земли», жирной (terra pinguis). Однако Бехер одновременно указывает, что причиной горючести тел может быть и входящая в их состав сера.

Обыкновенную серу Бехер считает сложным телом, состоящим из двух субстанций — некой кислой материи и «второй земли». Однако для горения тел, утверждал Бехер, недостаточно содержания в них «второй земли», необходимо еще и наличие соляных частиц.

При воздействии огня на неблагородные металлы содержащиеся в них летучие части выгоняются. Однако указаний на то, что при этом из металла удаляется содержащаяся в них «вторая» земля, у Бехера нет. Увеличение веса металлов при прокаливании на воздухе и превращении в известь Бехер объясняет, в полном соответствии с воззрениями своего века, присоединением «огненной материи» (70).

Упомянем также о взглядах Бехера на состав солей и кислот. Бехер полагал, что соли и кислоты образуются в том случае, когда элементарные земли соединяются с водой. Основой всех кислот и солей служит «первоначальная», или «первобытная», кислота (acidum primigenium). Эта «первобытная» кислота, содержащаяся в различных количествах в продуктах сочетания земель с водой, и дает все разнообразие кислот и солей.

Бехер чрезвычайно гордился развитым им учением, которое он (совершенно необоснованно) считал оригинальным. Он писал: «Я был первым, кто в нашем веке развил новое учение о началах металлов в «Подземной физике»; конечно, начала металлов представляют собой земли… и земли же рассеивают эти металлические первоначала по всему свету» (71).

Деятельность Бехера в области экспериментальной и технической химии была малозначительной. Помимо сочинений по теоретической химии он оставил несколько книг по экономике, финансовым вопросам и истории.