ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ХИМИКОВ В НАЧАЛЕ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО ПЕРИОДА
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ХИМИКОВ В НАЧАЛЕ ФЛОРИСТИЧЕСКОГО ПЕРИОДА
Основанное Шталем флогистическое учение по духу и содержанию вполне соответствовало переходному периоду, который переживала химия во второй половине XVII и в начале XVIII в. Это учение не отвергало старых традиционных представлений об элементах-качествах, о сложном составе металлов и т. д. Вместе с тем оно выдвигало на первый план роль «невесомых флюидов» в химических явлениях и процессах. Но при всем этом теория флогистона фиксировала внимание химиков на проблемах горения и дыхания и стимулировала развитие исследований в этой области. В частности, следует отметить исследования продуктов разложения сложных тел (нагреванием, действием кислот и щелочей и т. д.) и, особенно, газообразных продуктов, получившие развитие в период теории флогистона.
Впрочем, независимо от теории флогистона, с начала XVIII в. в деятельности химиков все большее место стали занимать экспериментальные исследования, вначале посвященные главным образом проблемам практической и технической химии, а в дальнейшем — химико-аналитическим определениям состава минеральных веществ и растений. К середине XVIII в. экспериментальный метод исследования уже завоевал признание большинства химиков и постепенно оттеснил на второй план грубо эмпирические приемы работ иатрохимиков, составлявших композиции лекарственных средств и различных составов на ощупь, без всякого плана.
Не все химики сразу признали учение Шталя. Некоторые из них принимали его лишь частично, другие же совершенно отвергали, предпочитая оставаться на позициях иатрохимиков и алхимиков. Возникновение теории флогистона не вызвало революционных изменений в теоретических взглядах по основным вопросам химии. Объяснения флогистиками явлений горения и кальцинации металлов, казавшиеся новыми, прекрасно сочетались со старыми алхимическими верованиями и скорее закрепляли установившиеся в XVI и XVII вв. традиции, нежели разрушали их. Да и сама теория флогистона не получала какого-либо заметного развития, оставаясь в течение ряда десятилетий в том же самом виде, в каком была предложена Шталем. Все это следует объяснять крайней ограниченностью фактического материала, которым располагала химия в начале XVIII в. Положение изменилось лишь во второй половине XVIII в., когда на основе нового экспериментального материала стали возможными действительно революционные преобразования.
Рассмотрим вкратце деятельность нескольких виднейших химиков, современников Шталя, а также первых последователей флористического учения.
Коллегой Шталя по университету в Галле был Фридрих Гоффман (1660–1742). Он изучал медицину и химию в Иенском университете и с 1681 г. здесь же был преподавателем химии. При основании в 1693 г. университета в Галле он был приглашен в качестве первого ординарного профессора медицины (вторым профессором стал Шталь) и оставался в этой должности 48 лет.
Как врач Гоффман был последователем иатрохимической школы, однако он выступал против некоторых излишеств в методах лечения, применявшихся Сильвием и Тахением. Гофман считал, что все заболевания можно лечить, регулируя содержание кислот и щелочей в организме. Работая бок о бок со Шталем, Гоффман вначале полностью разделял его точку зрения о флогистоне и роли последнего в химических процессах. Однако вскоре он разошелся со Шталем в вопросе о толковании явления кальцинации металлов. Гоффман считал, что «известь» металла должна содержать, кроме металлического вещества, еще и «кислую соль» (sal acidum), которая удаляется при восстановлении извести в металл. Он не характеризовал подробно эту «кислую соль». Однако очевидно, что его точка зрения была более прогрессивной, чем объяснения флогистиков. Не трудно видеть, что Гоффман вскрывал противоречие в самой идее теории флогистона, рассматривавшей горение и кальцинацию металлов как явление разложения «сложных» веществ.
Гоффман был одним из первых медиков, химически исследовавших минеральные воды. Он предложил первую их классификацию по химическим свойствам, разделив их на щелочные, железистые, магнезиальные, соляные и пр.
Он разработал также улучшенные рецептуры изготовления «серного» (этилового) и «селитряного» (азотноэтилового) эфиров. Он ввел в медицинскую практику смесь серного эфира со спиртом, известную под названием «гоффманских капель».
Современником Шталя был также видный голландский химик (медик по образованию) Герман Бургаве (1668–1738) (87) — последователь скептической философии Б. Спинозы (1632–1677). С 1702 г. он был профессором медицины в Лейденском университете, а несколько позднее также и профессором химии и ботаники. Кроме того, он пользовался громкой славой во всей Европе как врач.
Бургаве приобрел широкую известность как химик, выпустив обширный двухтомный курс «Элементы химии» (88). Курс этот представляет собой систематическое изложение химии того времени. Том I содержит краткую историю химии, ее теорию, учение об огне, воздухе, воде и земле, о растворителях, а также описание лабораторной посуды и другого оборудования. В томе II подробно описаны химические работы с телами растительного, животного и минерального происхождения. Книга Бургаве служила учебником для нескольких поколений химиков и была переведена на многие языки. В частности, первые студенты Московского университета учились химии по учебнику Бургаве.
Предмет химии Бургаве определяет следующим образом: «Химия есть искусство, каким образом производить надежные физические операции, посредством которых при помощи соответствующих инструментов можно открывать, или обнаруживать, чувствительные тела и собирать их в сосуды с тем, чтобы познать отдельные полученные продукты и причины действий, а также применение этих продуктов в различных искусствах» (89).
Несмотря на то, что это определение ограничивает задачи химии лишь практикой изготовления и исследования химических продуктов и производства соответствующих операций, Бургаве стремился в своем курсе представить химию как самостоятельную область знания и изъять ее из-под опеки медицины.
Интересна история появления курса Бургаве. Его содержательные лекции по химии в Лейдене записывались многими студентами, причем, как обычно, эти записи служили затем материалом при подготовке к экзаменам. По-видимому, один из слушателей Бургаве без согласия последнего издал в 1724 г. в Париже свои записки курса под заглавием «Основные положения и эксперименты химии», причем в качестве автора фигурировал Бургаве. Три года спустя, в 1727 г. появился английский перевод этой книги. Ознакомившись с содержанием обеих книг, Бургаве обнаружил в них множество недопустимых ошибок и грубых искажений своих взглядов. Это и заставило его написать и в 1732 г. выпустить курс «Элементы химии».
Бургаве активно выступал против алхимических заблуждений и разоблачал несостоятельность утверждений адептов, пользуясь аргументами, добытыми им самим экспериментальным путем. Так, он наглядно доказал беспочвенность утверждений алхимиков, что ртуть при длительном нагревании будто бы «фиксируется», т. е. затвердевает. Бургаве нагревал ртуть непрерывно в течение 15 лет и, естественно, не обнаружил никаких изменений в ее свойствах. Другое утверждение алхимиков, будто бы ртуть при многократной дистилляции может превратиться в весьма летучий продукт с особыми свойствами, Бургаве опроверг подобным же образом. Он 500 раз перегонял одну и ту же порцию ртути и также не обнаружил каких-либо изменений в ее свойствах.
Взглядами Шталя на процессы горения и кальцинации металлов Бургаве пренебрегал. Однако он считал, что сера представляет собой сложное тело и состоит из серной кислоты и некоего горючего вещества, которое он называл вместе с другими химиками своего времени «пищей огня» (pabulum ignis). Одновременно он возражал против мнения, что металлические вещества имеют землистую природу (т. е. состоят из земли), указывая, что в известях содержится металл. Зная, что для горения и кальцинации металлов необходим воздух, Бургаве объяснял увеличение веса металлов присоединением при прокаливании к ним соляных и серных частиц из воздуха. По его мнению, содержание этих соляных и серных частиц в воздухе разных стран различно; больше всего их содержится в воздухе над Бермудскими островами.
В заключение расскажем об одном опыте Бургаве, имеющем целью опровергнуть утверждения многих химиков, в том числе и Бойля, о весомости «огненной материи». Бургаве взвешивал большие куски металла в холодном и сильно раскаленном состоянии и не обнаружил разницы в весе. Отсюда он пришел к выводу, что «огненная материя» не имеет веса, так как несмотря на большое ее «содержание» в раскаленных металлах увеличения веса последних не наблюдается.
Современником Шталя во Франции был Этьен Франсуа Жоффруа (старший) (1672–1731). Профессор медицины и химии в Королевском ботаническом саду (Jardin des plantes) он прославился как основоположник учения о химическом сродстве. В 1718 г. Жоффруа представил в Парижскую академию наук свои «таблицы сродства». В основу этих таблиц легли результаты собственных опытов Жоффруа над взаимодействием кислот с основаниями и другими веществами. Нейтрализовав, например, едкую щелочь кислотой и получив соль, он действовал на эту соль другой кислотой. В том случае, если эта последняя кислота обладала большим сродством к основанию по сравнению с первой, она вытесняла из соли первую кислоту. Таким путем для каждого основания можно получить ряд кислот, расположенных по степени убывания их сродства к данному основанию. Из нескольких списков веществ, расположенных по степени убывания их сродства к основаниям и кислотам, Жоффруа составил сводную таблицу.
Жоффруа не был сторонником теории флогистона, но его взгляды были близки флогистическим. Он считал, например, что металлы состоят из земель и сернистого начала. Жоффруа выступал против алхимических заблуждений и разоблачал жульничество адептов.
Из ближайших учеников и последователей Шталя в Германии, деятельность которых относится к первым десятилетиям XVIII в., назовем лишь некоторых. В теоретическом отношении они, по существу, ничего нового не внесли в развитие представлений, высказанных Шталем. Некоторые из них были фанатичными поклонниками учения Шталя и придерживались его как догмы.
Профессор врачебных наук в Галле Иоганн Юнкер (1683–1759) выпустил в 1730 г. двухтомный «Конспект теоретической и практической химии, представленный в форме таблиц». Здесь, излагая основы учения Шталя, автор высказывает и некоторые собственные мысли. Так, трактуя вопрос о причинах увеличения веса металлов при их кальцинации, он говорит об «абсолютной легкости» флогистона, в том смысле, что будто бы последний обладает «отрицательным весом». Поэтому, вследствие улетучивания флогистона из обжигаемого металла, остаток делается более тяжелым по сравнению с исходным металлом. Такое представление, естественно, не только осложняло рациональное толкование процесса кальцинации, но вводило в теорию флогистона новое противоречие. Несмотря, однако, на всю нелепость таких представлений о свойствах флогистона, они вскоре были приняты многими химиками без всякой критики.
Другие взгляды Юнкера также отличались крайней отсталостью. Признавая в качестве составных частей тел три начала алхимиков, Юнкер, например, считал, что из металлов можно извлечь ртуть, предварительно удалив из них серу и соль. Но такая «искусственная» ртуть, по его мнению, должна обладать большей тяжестью по сравнению с обычной ртутью.
Учеником Шталя и пропагандистом его учения был профессор Медико-хирургической коллегии в Берлине Каспар Нейман (1683–1737). Он написал несколько химических сочинений, посвященных различным химико-техническим проблемам, в частности приложению химии к медицине.
Другой ученик Шталя и Гоффмана, преемник Неймана по кафедре в Медико-хирургической коллегии в Берлине, Иоганн Генрих Потт (1692–1777) за свою долгую жизнь провел множество химико-технических исследований. Ему, в частности, принадлежат работы в области производства фарфора. Потт провел много анализов различных веществ, особенно солей. Он первым объяснил причины красной окраски паров окислов азота. Работы Потта привлекли внимание химиков-техников разных стран Европы, а также России. Флогистон трактовался Поттом как некоторый род «сульфура», в остальном же воззрения этого ученого целиком основаны на учении Шталя.
Итак, эпоха возникновения теории флогистона должна быть оценена как переходная эпоха в развитии химии. Во второй половине XVII и в начале XVIII в. отдельные, вновь открываемые факты и обобщения, такие, например, как новое учение Бойля об элементах, новые представления о горении и дыхании Ж. Рея, Дж. Майова и другие, не получили признания химиков. Наоборот, представления, которые, по существу, явились развитием алхимических учений, оказались господствующими и почти на целое столетие были приняты химиками в качестве главной теоретической основы.
Причины такого положения можно отчасти видеть в том, что химия в эту эпоху почти полностью находилась в ведении врачей и не получила еще значения отдельной, самостоятельной научной области. Большинство химиков-врачей, естественно, смотрело на задачи химии «через медицинские очки» и интересовалось почти исключительно приложениями химии к нуждам медицины и фармации. Только в начале XVIII в. под влиянием потребностей производства исследования химиков-врачей были расширены и охватили многие химико-технические проблемы.
Однако основной причиной живучести старых традиционных представлений и верований, унаследованных от алхимического и иатрохимического периодов, следует считать крайнюю ограниченность фактического экспериментального материала, которым располагала химия к началу XVIII в. Круг фактических сведений и экспериментальных данных, на основе которых возникла теория флогистона, был, по существу, тем же самым, как и за 100 лет перед этим. При таком состоянии химии, естественно, невозможно было ожидать каких-либо новаторских обобщений и тем более революционных преобразований. Понятно, что теоретическая химия в этот период топталась на месте.
И все же флогистический период развития химии существенно отличается от алхимического и иатрохимического периодов. Деятельность алхимиков и спагириков была полностью оторвана от производства и мало связана с практическими потребностями общества. В таких условиях схоластические доктрины и фантастические верования могли господствовать безраздельно. К тому же еще не были известны самые тривиальные факты и причины явлений. В эпоху возникновения теории флогистона химия уже не могла отгораживаться от воздействия запросов производства и оставаться в иатрохимической скорлупе.
Вот почему теория флогистона при всей ошибочности и нелепости ее основных положений не могла воспрепятствовать дальнейшему, постепенно убыстряющемуся развитию химии. Можно сказать, даже наоборот, эта теория, охватив единой общей точкой зрения различные химические явления и, прежде всего, явления горения и кальцинации металлов, содействовала их изучению путем сопоставлений и сравнений.
Важной особенностью эпохи возникновения теории флогистона было довольно ярко выраженное стремление большинства химиков устранить из науки алхимические верования. Это стремление, как мы видели, проявилось в своеобразном скептицизме некоторых химиков по отношению к алхимическим учениям, а главное — в критике очевидных несообразностей в воззрениях алхимиков, в разоблачении жульничества адептов и т. д. Но время полного отказа от алхимического наследия еще не наступило. При ограниченности фактического материала химии одно только голое отрицание алхимических доктрин без замены их рациональными объяснениями и теориями оказалось невозможным.
Вот почему развитие химии в конце XVII и начале XVIII в. происходило так медленно и мучительно. Для создания новой, подлинно научной экспериментальной и теоретической основы химии понадобилось еще несколько десятилетий напряженной работы многих выдающихся химиков.