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

Движущими силами крупнейших научных открытий и достижений эпохи Возрождения были глубокие преобразования в характере и масштабах производства. Уже в XV в. начался процесс перехода от ремесленных способов производства, характерных для эпохи феодализма, к мануфактуре. Этот процесс, ознаменовавший собой начало капиталистической системы производства, вызвал глубокие социально-экономические изменения в жизни общества.

Все новые экономические, политические и социальные явления эпохи Возрождения привели к формированию нового буржуазного мировоззрения, отвергавшего религиозную схоластику прошлых веков. Возникновение элементов нового мировоззрения оказало благотворное влияние на развитие естественных наук и, в частности, химии. Характеризуя этот важный в истории культуры и науки период, Ф. Энгельс писал, что это была эпоха, «которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености. Люди, основавшие современное господство буржуазии, были всем, чем угодно, но только не людьми буржуазно-ограниченными».

Одним из крупнейших представителей науки и искусства эпохи Возрождения был итальянец Леонардо да Винчи. Будучи замечательным механиком, математиком, инженером-конструктором, анатомом и художником, Леонардо да Винчи интересовался и некоторыми вопросами химии. Он сам, например, изобретал и готовил краски для своих картин. В его взглядах отразились новые веяния эпохи Возрождения. Вот что пишет Леонардо да Винчи о роли воздуха в процессе горения: «Огонь-стихия непрерывно уничтожает воздух, частично его питающий. И он оказался бы в соприкосновении с пустотой, если бы притекающий воздух не приходил на помощь, заполняя ее».

Подобные новаторские мысли, как будет видно, характерны для многих химиков эпохи Возрождения.

РАЗВИТИЕ МЕТАЛЛУРГИИ В XIV–XVI ВВ

В средние века техника производства металлов прогрессировала довольно медленно. В европейских и азиатских странах железо получали древним кричным методом в небольших горнах. Лишь к XIV в. относится появление первых небольших «домниц» с применением дутья.

О способах производства меди и других цветных металлов сохранилось мало сведений. Однако известно, что уже в X в. началась разработка медных рудников в восточной Германии (Саксония), Венгрии и Швеции, а также оловянных рудников в Англии. К XIII–XIV вв. относится введение в металлургию меди процесса цементации — выделения меди из рудничных вод, содержащих медный купорос, железом. О других способах производства меди в начале эпохи Возрождения можно судить лишь по позднейшим описаниям.

Серебро в XIII в. в Европе (Испания, Саксония и др.) получали из полиметаллических руд малоэффективным методом зейгерования, основанным на способности свинца извлекать из расплавов серебро. Помимо перечисленных металлов, в небольших количествах получали золото, свинец, олово, висмут, сурьму, мышьяк.

Широкое развитие получили приемы обработки металлов. Производство оружия, рыцарских доспехов, а с XIV в. литье пушек и изготовление легкого огнестрельного оружия, а также различных орудий труда, механизмов (часов) и ювелирное искусство получили в эпоху Возрождения широкое развитие во всех крупных городах Европы. В отличие от мастеров-ремесленников средневековья металлурги и мастера по обработке металлов стояли на более высокой ступени. Некоторые из них получили не только хорошую практическую подготовку на рудниках и в мастерских-мануфактурах, но и теоретическую в горных школах.

В результате развития в эпоху Возрождения горного дела, металлургии и приемов обработки металлов уже в XV и особенно в XVI в. появилось несколько сочинений, содержащих достаточно подробное описание технологических процессов.

Первым крупным технологом эпохи Возрождения был итальянец Ванноччо Бирингуччо (3) (1480–1539), оставивший большое сочинение под заглавием «Пиротехния» [14] («Руrоtechnia»), вышедшее в 1540 г. В молодости Бирингуччо объездил многие страны Европы, изучил металлургию и литейное дело и сделался известным мастером-литейщиком. В 1529 г. во Флоренции он отлил огромную пушку весом свыше 6 т и длиной 6,7 м. Бирингуччо приобрел известность и как архитектор. В последние годы жизни он был главным литейщиком Ватикана.

Сочинение Бирингуччо «Пиротехния» свидетельствует о его широкой образованности как техника-металлурга, специалиста по выплавке и обработке металлов. Весьма характерно, что, описывая различные металлургические процессы и операции, Бирингуччо привлекает химические данные, указывает на свойства и пути применения многих химикалий. Несомненно, что большинство приводимых им сведений заимствовано не у алхимиков, а у практиков-ремесленников.

«Пиротехния» состоит из 10 книг, или глав. В начале сочинения Бирингуччо излагает взгляды Аристотеля на образование в земле металлов и минералов, а также описывает различные металлы и их руды. Далее речь идет о добыче и свойствах руд, купоросов, серы, квасцов, окислов и сульфидов мышьяка, поваренной соли и других природных материалов. Здесь же описываются процессы обработки руд в специальных печах, производство стекла и т. д. Третья книга посвящена описанию приемов «распознавания и опробования» руд и литейному производству. В четвертой и пятой книгах описаны способы добычи золота, разделение золота и серебра и выделение золота из сплавов с другими металлами. В частности, здесь описывается техника амальгамирования — новый для того времени прием выделения золота из руд. Тут же излагается способ приготовления «крепкой водки» (азотной кислоты).

В своем сочинении Бирингуччо приводит множество практически важных сведений о технике обработки металлов, литейном деле, монетном деле, приемах пробирного анализа, об изготовлении металлических зеркал и т. д. В седьмой книге он описывает плавильные печи, разнообразные механизмы, приемы и операции, применяемые при изготовлении крупных отливок — пушек, колоколов и т. п. Здесь же описаны воздуходувные меха. Десятая книга посвящена собственно пиротехнике — приготовлению пороха и разнообразных пиротехнических составов.

Бирингуччо, живший в эпоху чрезвычайно широкого увлечения алхимическими идеями, уделяет им в своей книге определенное место (книга девятая). Однако в своих взглядах он прочно стоит на почве практики и отрицательно отзывается об алхимиках, называя их шарлатанами.

Бирингуччо был одним из первых, кто заметил увеличение веса металлов при их обжиге на воздухе (кальцинация, т. е. — превращение в «известь»). Однако наблюдаемое увлечение веса металлов он объясняет своеобразно. «Я не хочу обойти молчанием, — пишет он, — интересное и в высшей степени примечательное явление, происходящее при прокаливании свинца в пламени. Свинец действительно увеличивается в весе и становится на 8–10 % тяжелее, чем до прокаливания. Это кажется удивительным, если вспомнить свойство огня разрушать все тела с потерей вещества. Поэтому вес свинца должен был бы уменьшиться, тогда как в действительности он увеличивается. При продолжительном нахождении в огне должна была бы уничтожиться большая часть его, в то время как наступает обратное. Причину этого, может быть, следует искать в том, что природа элемента-огня соответствует тому основному положению, согласно которому все тяжелое стремится к середине, и что все тела тем тяжелее, чем они плотнее. Огонь, таким образом, вытесняет все водные и воздухоподобные части из смеси, образующей свинец, так как последний представляет собой плохо смешанный металл и закрывает поэтому все естественные его поры, где заключается воздух, который, вследствие своей природной силы, поддерживал свинец с известной легкостью в пространстве, а потому вся масса падает как мертвая и свинец от этого тяжелеет. Нечто подобное замечается у трупов животных, которые весят значительно больше, чем живые животные. Ведь когда улетучиваются «духи жизни», которые можно представить себе лишь в виде воздухоподобных веществ, тело теряет ту силу, которая влечет его к небу, и тем самым делает его более тяжелым, причем одновременно возрастает сила притяжения тяжелых составных частей к центру земли. Этим рассуждением можно разрешить эту загадку» (4).

Заметим, что правильное объяснение увеличения веса металлов при прокаливании на воздухе было дано лишь через 200 лет после того, как были написаны эти строки; в течение же этих двух столетий увеличение веса металлов при кальцинации объяснялось даже видными учеными не менее фантастически.

В сочинении Бирингуччо все описания разнообразных веществ и технологических процессов сделаны на основании его собственного практического опыта. В этом отношении «Пиротехния» показывает, каких успехов достигла техника и техническая химия в начале XVI в. по сравнению с алхимией.