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

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.

Поэтому учение о четырех элементах-качествах Аристотеля в XVII в., в сущности, было вполне равноправным с учением алхимиков о tria prima, т. е. трех принципах, или началах. Противоречия, которые возникали при толковании различных явлений при помощи обоих учений о первоначальных составных частях тел, сглаживались тем, что в элементах Аристотеля многие видели принципы алхимиков, например соль сравнивали с землей, ртуть — с водой, серу — с огнем. Но некоторые химики не удовлетворялись такими сопоставлениями и пытались примирить оба учения другими путями. Ощущая недостаточность того или другого отдельно взятого учения об элементах, для характеристики состава всех без исключения тел они стремились эклектически слить оба учения воедино. В результате появились теории о пяти или шести элементах.

При обсуждении вопроса о том, какие же именно вещества следует считать элементами, в XVII в. получила распространение точка зрения, что в качестве элементов следует признать продукты разложения тел. В частности, Ван-Гельмонт на основе этого считал реальным элементом лишь воду, получаемую при разложении растений и животных материалов с помощью огня. Однако число средств разложения сложных тел было в то время весьма ограниченно.

Химические методы разложения (например, действием кислот) практически не применялись. Главным средством разложения считали «универсальный анализатор» — огонь. «Sine igne nihil operamur» (32), — говорили химики и, получая в результате прокаливания тел, в частности в результате кальцинации металлов, различные выделения и остатки, трактовали их как элементы. Реальными элементами считались и продукты других операций, производимых при помощи нагревания (дистилляции, сублимации и пр.). Кроме огня упоминался еще «универсальный растворитель», или универсальный анализатор — «алкагест», но он существовал лишь в воображении алхимиков.

В первой главе книги «Химик-скептик» Бойль сформулировал исходные предпосылки, которые он положил в основу обсуждения поставленных вопросов. В этих предпосылках-тезисах сформулированы основные положения корпускулярной теории, которой придерживался Бойль. Тезисы эти таковы:

«1. Не представляется абсурдным допущение, что при первом творении смешанных тел универсальная материя, из которой они составлены, так же как и все тела мира, может быть реально разделена на маленькие, различным образом движущиеся частицы, обладающие различной величиной и формой.

2. Также не невозможно, что некоторые из этих малых частичек, наиболее мелкие и смежные, могли бы соединяться в маленькие массы, или «кучки», и, благодаря таким соединениям, образовывать большое количество таких мелких первичных твердых телец, или масс, которые нелегко разъединить на частицы, из которых они составлены.

3. Я не хочу решительно оспаривать, что из большинства смешанных тел животного и растительного происхождения невозможно при помощи огня получить определенное число (будь то два, три, четыре или пять, или меньше, или больше) субстанций, которые таковы, что им можно присвоить различные названия.

4. Равным образом можно признать, что различные субстанции, которые можно получить из твердых тел, или из которых последние состоят, без очень большой натяжки можно назвать элементами или принципами» (33).

Принимая существование атомов и молекул (первичных частиц и корпускул), взаимодействием которых можно объяснить разнообразные химические явления, Бойль допускает существование в «смешанных» телах (т. е. в соединениях и смесях) промежутков, или пор, между корпускулами. Эти поры, по его мнению, заполнены испарениями из очень мелких частиц. Именно эти испарения, согласно Бойлю, и являются основной причиной химических взаимодействий. Испарения, содержащиеся в порах одних тел, активно взаимодействуют с испарениями других тел, в результате чего происходит либо химическое разложение, либо соединение. Вообще пористой структуре тел и особенно роли испарений Бойль придавал исключительно важное значение в своих объяснениях химических явлений.

На основе всех этих предпосылок Бойль подробно разбирает в своей книге вопрос об элементах. Критикуя представления сторонников учения Аристотеля и алхимическую теорию о трех принципах, он приходит к выводу, что концепция ограниченного числа «универсальных элементов», из которых будто бы состоят все без исключения тела, несостоятельна и что, таким образом, в действительности не существует ни аристотелевских, ни спагирических элементов как веществ, из которых составлены все тела и на которые эти тела могут быть разложены. Критика Бойля направлена против схоластических и метафизических учений, господствовавших в то время. Как сторонник экспериментального метода в химии Бойль приводит в качестве аргументов не только чисто логические доводы, но и полученный им самим экспериментальный материал. В частности, он приводит результаты своего опыта с выращиванием тыквы, поливавшейся только водой (ср. опыты Ван-Гельмонта с ивой).

В результате обстоятельного обсуждения поставленной проблемы Бойль приходит к следующему определению понятия «элемент»: «Я понимаю под элементами, в том смысле, как некоторые химики ясно говорят о принципах, определенные, первоначальные и простые, вполне несмешанные тела, которые не составлены друг из друга, но представляют собой те составные части, из которых составлены все так называемые смешанные тела и на которые последние в конце концов могут быть разложены» (34).

Это определение было весьма важным для того времени. Оно впервые поставило перед химиками реальную задачу: искать те последние, далее уже неразложимые составные части сложных тел (а не понимать их только философски, как это делали схоласты-перипатетики и спагирики), познание которых должно в конце концов решить стоявшую в течение многих веков задачу о природе сложных тел в связи с их свойствами. Признавая значение огня (нагревания) в качестве «анализатора» сложных тел и зная природу продуктов, получающихся при разложении тел, Бойль, в отличие от своих современников, не считает эти продукты элементами. Таким образом, «скептицизм» Бойля в оценке господствовавших в то время учений принес весьма важные плоды.

Бойль в следующих словах характеризует свое скептическое отношение к различным мнениям, в том числе и к господствующим среди ученых: «Я привык рассматривать мнения, как монеты. Когда мне в руки попадает монета, я обращаю гораздо меньше внимания на имеющуюся на ней надпись, чем на то, из какого металла она сделана. Мне совершенно безразлично, вычеканена ли она много лет или столетий тому назад, или она только вчера оставила монетный двор. Столь же мало я обращаю внимания на то, прошла ли она до меня через много или мало рук, если я только на своем пробирном камне убедился, настоящая ли она или фальшивая, достойна ли она быть в обращении или нет. Если после тщательного исследования я нахожу, что она хороша, то тот факт, что она долгое время и многими не принималась за настоящую, не заставит меня отвергнуть ее. Если же я нахожу, что она фальшивая, то ни изображение, ни подпись монарха, ни возраст ее, ни число рук, через которые она прошла, не заставят меня принять ее, и отрицательный результат от одной пробы, которой я сам подверг ее, будет иметь для меня гораздо больше значения, чем все те обманчивые вещи, которые я только что назвал, если бы они все доказывали, что она нефальшивая» (35).