Том 4. Время реакции и конситуционные монархии. 1815-1847. Часть вторая - Эрнест Лависс

Роберт Майер (1814–1878), немецкий врач, находившийся на голландской службе, занимался на острове Яве исследованием изменений температуры человеческого тела и пришел к заключению, что движущая сила животных соответствует расходуемому ими теплу. Размышления над механизмом жизни привели его, таким образом, при отправной точке зрения, совершенно отличной от идеи Сади Карно, к оставшимся неопубликованными выводам этого последнего. Пользуясь, как и Карно, числами, общепринятыми в его время в физике для измерения тепловых свойств газа, он дал близкое к указанному результату число (365 килограммометров) для механического эквивалента теплоты.

Датский инженер Кольдинг, с своей стороны, пришел к аналогичным заключениям[71], а английский физик Джемс-Прескотт Джоуль (1818–1889), ученик Дальтона, занялся изучением законов развития теплоты в электрическом токе, т. е. от химического воздействия. Убедившись в пропорциональной зависимости между количеством теплоты и работой, он произвел для определения эквивалента ряд опытов прямого измерения различными методами, особенно же изучая теплоту, производимую трением (1843–1845). Таким путем он получил число 425 килограммометров, т. е. почти в точности цифру, принятую в настоящее время.

Синтез полученных с различных сторон выводов дал Гельм-гольц в знаменитом исследовании о сохранении силы (1847); приложив к физике принцип рациональной механики (эквивалентность изменения живых сил и работы сил в системе), он его распространил на всю область природы и показал роль его в самых разнообразных явлениях. Таким образом был сделан решительный и бесповоротный шаг к механическому объяснению мира.

Но, поднимаясь на головокружительную высоту теоретической мысли, наука вместе с тем укрепляла свой экспериментальный фундамент все более точными и строгими средствами. По разнообразию чисел, данных Джоулем и Майером для механического эквивалента теплоты, можно видеть, сколь многого оставляли еще желать наши сведения о свойствах газа. Возобновлением старых работ, неблагодарной задачей исправления их для точного определения постоянных, полезных для ученого или инженера, занялся в особенности француз Реньо (1810–1871). Необычайная добросовестность его работ, замечательное искусство, с которым он умел комбинировать новые приборы и устранять причины погрешностей, которыми до того времени пренебрегали, создали традицию в области эксперимента, до него неизвестную; ученые привыкли не обосновывать рискованных теорий приблизительными законами, и таким образом была расчищена почва для прочных завоеваний науки.

Неорганическая химия: Берцелиус. Итак, к середине века вся физика была обновлена сверху донизу как в своих основных концепциях, так и в технических традициях; обновление химии совершилось еще в предыдущем поколении, и ее прогресс в рассматриваемый период больше носит характер развития начал, установленных. Лавуазье, Дэви, Гей-Люссаком и Дальтоном, чем провозглашения новвгх доктрин.

Независимо от частных открытий, продолжаемых с неослабным усердием[72], чувствуется потребность в синтезе; здесь в качестве авторитетной фигуры в первую очередь выдвигается Берцелиус (1779–1848). Этот знаменитый швед не только является искуснейшим практиком; он, кроме того, из всех химиков своего времени обладал наибольшей склонностью к общим концепциям, и благодаря своему широкому кругозору как нельзя лучше умел быстро приспособляться к изменениям, которых требуют непрерывно надвигающиеся друг за другом открытия. Сначала он усваивает учение Гей-Люссака относительно объемного состава соединений; в 1818 году он сочетает его с учением Дальтона и изобретает свою систему множественных атомов (например, вода состоит из одного атома кислорода и двойного атома водорода); изучение разложения соединений путем электричества приводит его к теории дуализма; в сущности эта теория является возвратом к учению Лавуазье, в корне измененному, однако, на основании новых открытий. Теория Берцелиуса получила общее признание, долго господствовала в науке и даже после своего крушения оставила глубокие следы.

Берцелиус первый опубликовал вполне точную таблицу эквивалентов простых тел, приведенных к 100 весовым единицам кислорода; отношения между некоторыми из этих чисел могли явиться подтверждением знаменитой гипотезы, высказанной в 1815 году английским химиком Праутом (1786–1856) и горячо защищавшейся шотландцем Томасом Томсоном (1773–1852), а именно, что все атомные веса находятся в простых кратных отношениях к весу атома водорода. Но не все определения Берцелиуса соответствовали этой гипотезе, и после горячей полемики, имевшей место в 1830 году, она на некоторое время была забыта.

Однако этой идее, столь соблазнительной, ибо в сущности она есть не что иное, как мысль о единстве материи, суждено было возродиться в разнообразных формах. В 1840 году ее вызвал к жизни Жан-Батист Дюма, выставив положение, что объяснения различных свойств химических и в частности органических соединений следует искать в расположении простых атомов, в структуре типа, а не в материальном различии самих элементов. Анализы самого Дюма, правда, показали, что во всяком случае, если даже различные химические атомы состоят из одного и того же первоначального вещества, наиболее простой формой сгущения его следует признать форму, предложенную гипотезой Праута. Но вопрос все-таки остался открытым.

На развитие идей Дюма, повидимому, повлияло установление основных фактов изомерии, указанных сперва Фарадеем, но в особенности освещенных Бернелиусом в 1831 году на примере виннокаменной и виноградной кислот. Тождество химического состава двух тел, обладающих совершенно различными свойствами, опрокидывало вверх дном все привычные воззрения и могло получить объяснение только в том случае, если ввести в науку соображения относительно способа группировки атомов.

Открытие изоморфизма (1819) Митчерлихом (1794–1863) имело не меньшую важность. Открытие, что тела, обладающие совершенно или почти одинаковой кристаллической формой, могут соединяться во всевозможных пропорциях при совместной кристаллизации, открывало совершенно новый взгляд на роль молекулярных группировок в химии; в то же лнземя оно явилось доказательством необходимости культивировать минералогию как науку, не зависящую от химических анализов.

Органическая химия: Шеврёль, Либих, Вёлер, Дюма. Так как предыдущее столетие исчерпало почти все важнейшие открытия, предстоявшие в области минеральной химии, то труды ученых по преимуществу направлены были на исследование органических тел. Правила элементарного анализа уже были известны, но различие ближайших химических принципов требовало новых методов.

Образец такого рода был дан классическими исследованиями Шеврёля (1786–1889) над процессом омыления жиров.

В 1835 году Дюма и Пелиго открыли метиловый (древесный) спирт, изучили его свойства и доказали тесное родство его с обыкновенным спиртом. Идея химического ряда, функции, была найдена. Дюма дал ей развитие, оформил ее й пришел таким образом к учению о типах, продолжателем и завершителем которого явился Жерар (1816–1856).

Тем временем лаборатория в Гиссене, которой с 1825 по 1850 год руководил Либих (1803–1871), приобретала громкую известность, и в нее со всех концов Европы стекаяись люди послушать учителя, слава которого росла с каждым днем. В своих теориях он в особенности подчеркивает факты замещения в органической молекуле одного тела другими, эквивалентными ему, без существенного изменения природы соединения. Он показал, что для простого тела эквивалент может быть даже сложным радикалом, изолированное существование которого не всегда притом будет устойчиво. Этим учением о сложных радикалах он внес порядок в хаотические группы органических тел.

Либих был учеником Гей-Люссака, Вёлер же (1800–1882), как и Митчерлих, принадлежал к школе Берцелиуса; будучи профессором в Гёттингене, он с 1825 года поддерживал с Ли-бихом столь тесные отношения, что они обменивались интеллектуальными подарками; некоторые работы одного печатались за подписью другого. Вёлер особенно выдвинулся открытием алюминия (1827) и синтезом мочевины (1829), который долго оставался единственным примером получения органического тела из неорганических веществ лабораторным методом. Так немецкие университеты, в предыдущем столетии казавшиеся созданными только для литературных занятий, в течение рассматриваемого нами периода стали научными центрами, полными жизни, мало-помалу освободившимися из-под влияния французской науки; в математике, как и в физике, французские авторы сохраняют еще значение классиков благодаря превосходству своих методов изложения, которым немцы мало старались подражать; оригинальные мысли их собственных ученых с трудом завоевывают в преподавании место, по справедливости им принадлежащее. Зато Либих в области органической химии поднимается на такую же высоту, как Берцелиус в изучении неорганической природы; в науках биологических Германия выказала полную самостоятельность; именно ей человечество будет обязано величайшими успехами в этой области, как только она освободится от туманных умозрений натурфилософов.