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

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.

V. КРИЗИС ТЕОРИИ ФЛОГИСТОНА

ПРЕДМЕТ И ОБЩИЕ ЗАДАЧИ ИСТОРИИ ХИМИИ

В развитии химических наук и химической техники приняли участие многие тысячи ремесленников, химиков-практиков, врачей, технологов, изобретателей и ученых сотен поколений. Все они внесли тот или иной вклад в сокровищницу знаний. Но деятельность подавляющего большинства творцов химии обычно не находит отражения в трудах по истории химии. Это не означает, однако, что труды всех этих тружеников науки и техники были не нужны и бесполезны. Развитие науки, особенно в новейшие исторические эпохи, невозможно представить без участия целой армий рядовых исследователей. История химии, однако, может рассматривать лишь деятельность наиболее видных ученых, выдвигавших и решавших фундаментальные проблемы науки, которые определяли магистральные пути научного и технического прогресса.

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ И УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИИ В ПЕРИОД ТЕОРИИ ФЛОГИСТОНА

Развитие химии в период господства теории флогистона ознаменовалось значительными успехами, в частности, в накоплении нового экспериментального материала, на основе которого и были в дальнейшем пересмотрены старые представления о веществах и их превращениях. Было положено начало систематическим исследованиям состава веществ, главным образом минерального происхождения. Начиная с середины XVIII в. в химическую практику постепенно вошли методы и приемы качественного химического анализа, многие из которых стали классическими и легли в основу аналитической химии, получившей самостоятельное значение в качестве одной из химических наук уже в начале девятнадцатого столетия.

Во второй половине XVIII в. возникли и методы весового количественного анализа. На первых порах его задачей был не полный элементарный анализ сложных веществ, а лишь определение относительного содержания кислот и оснований в составе солей и минералов. В конце XVIII в. появились некоторые примитивные приемы объемного анализа (титрование).

В результате развития химико-аналитических исследований во второй половине XVIII в. были изучены многие соли, кислоты и основания, установлен химический состав ряда минералов и, наконец, было открыто несколько новых элементов. Для дальнейшего развития химических теорий особенно важным оказалось установление в конце периода господства флогистической теории стехиометрических отношений составных частей в сложных соединениях и, прежде всего, отношений количеств кислот и оснований в солях. Именно на основе многочисленных анализов солей и других веществ в дальнейшем были открыты основные законы химии.

Химико-аналитическое направление исследований в этот период получило настолько важное значение для прогресса химических знаний, что историки химии не без оснований называют вторую половину XVIII в. аналитическим периодом в развитии химии.

Исследование химических превращений, сопровождавшихся выделением газов, привело к возникновению специального интереса у химиков к этим веществам, в то время еще весьма мало изученным. В течение семидесятых и восьмидесятых годов XVIII в. были открыты многие новые газы как элементарной природы (кислород, водород, азот), так и сложного состава. Изучение свойств этих газов и их роли в химических и жизненных процессах привело к полному пересмотру взглядов на химическую сущность явлений горения и дыхания. Двадцатилетний период открытия и изучения газов во второй половине XVIII в. обычно называют периодом пневматической химии.

Одним из важных результатов флогистического периода было преодоление старых традиционных представлений, оставшихся, как уже было сказано, в наследство от алхимического и иатрохимического периодов, о составе веществ и химических явлениях. К концу XVIII в. химия полностью освободилась от алхимической идеи о возможности трансмутации металлов при помощи философского камня, идеи, которая владела умами даже выдающихся ученых конца семнадцатого столетия. Однако не все предрассудки, укоренившиеся в сознании ученых в XVI и XVII вв., были преодолены в течение рассматриваемого периода. Так, например, теория «невесомых флюидов», будто бы играющих особую роль в химических процессах, не только сохранилась, но и оказалась основой учения о флогистоне.

В XVIII в. лишь отдельные передовые ученые выступали с критикой этой господствующей теории. В середине столетия М. В. Ломоносов, на основе своих теоретических представлений, выступил против распространенных в науке представлений о теплороде, или «огненной материи». Опираясь на развитое им самим атомно-молекулярное учение, он разработал механическую теорию тепла, отчасти использовав идеи своих предшественников, и нашел новые аргументы в пользу принципа сохранения веса вещества и сохранения движения. На базе всего этого он сформулировал новые задачи химии как науки в противовес определениям своих современников, рассматривавших химию лишь как искусство.

Однако подавляющее большинство химиков XVIII в. продолжали упорно держаться старых представлений о главенствующей роли «невесомых флюидов» в химических процессах, особенно флогистона и теплорода. Предпринимавшиеся Ломоносовым и другими передовыми (начиная со Шталя) учеными попытки рассматривать флогистон как материальное вещество, естественно, не могли привести к положительным результатам. Дело в том, что изолировать флогистон и изучить его химическую природу не удавалось в течение всего XVIII в. Лишь в конце XVIII в. в свете новых фактов, добытых химиками-аналитиками и химиками-пневматиками, стало вполне очевидным, что никакого флогистона в природе не существует. Однако и после этого химики, в том числе и весьма авторитетные, еще долгое время придерживались теории невесомых флюидов.

Процесс развития химии в XVIII в. происходил в разных странах Европы по-разному. В Германии, например, — на родине флогистона — и главным образом в Пруссии основное внимание химиков было сосредоточено на решении отдельных проблем прикладной химии и химической технологии. В Англии и Швеции, решая те же проблемы, химики успешно вели исследования и в новой области — пневматической химии, изучали методы получения и свойства разнообразных газов. Французские химики, мало проявлявшие себя в серьезных исследованиях в середине XVIII в., к концу столетия добились весьма крупных успехов как в области экспериментальной, так и, в особенности, в области теоретической химии. Франция оказалась родиной «химической революции». С середины XVIII в. активное и плодотворное участие в разработке важнейших проблем химии стали принимать и русские ученые, начиная с М. В. Ломоносова. Такое «разделение труда» химиков разных стран Европы было связано с особенностями социально-экономической обстановки в каждой из этих стран.