Каждое тело можно разложить на его составные, далее неразложимые
части, - говорил Бойль. Они-то и есть элементы, Элементарны не свойства, а
вещества. Не потому золото - золото, что оно золотого цвета, тяжелое и
нерастворимое. А потому нерастворимо, потому тяжелое, потому золотого цвета,
что оно - золото. И все попытки получить золото, смешивая вещества такого же
цвета с веществами такой же тяжести, - бессмысленны.
Только эксперимент может удостоверить, какое вещество сложно, а какое
элементарно. Вот, например, вода. Разложить ее на какие-либо более простые
вещества не удается. Значит, вода - элемент.
Может показаться, что Роберт Бойль возвратился к Фалесу Милетскому. Но
на самом деле он ушел далеко вперед. Ведь для Фалеса такого понятия, как
проверка на опыте, вообще не существовало.
Почему же так правильно мысливший Роберт Бойль, восстановив в своих
правах вещество и опровергнув первоначальную, элементарную сущность свойств,
сам не смог назвать те элементарные вещества, которые к его времени уже были
выделены людьми - золото, серебро, медь, железо, ртуть, олово, свинец,
сурьму, цинк, мышьяк, углерод, серу, фосфор, висмут? Почему вместо них он
возвел в сан элемента сложное вещество - воду?
Потому, что у Роберта Бойля не было средства узнать, какое вещество на
самом деле простое, а какое состоит из других простых веществ.
"ЖИРНАЯ ЗЕМЛЯ" ИОГАННА БЕХЕРА
В 1673 году, через четыре года после того, как гамбургский купец
Геннинг Бранд вместо философского камня нежданно-негаданно изготовил
таинственный холодный огонь, магистрат голландского города Гааги получил
заманчивое предложение: изготовлять золото из песка. Не из золотоносного,
привезенного из Индии или Африки, а из самого обыкновенного, на котором
стоит чуть не вся Голландия.
Несмотря на то, что предложение поступило от Иоганна Иоахима Бехера -
человека весьма и весьма известного, успевшего к тому времени побывать и
профессором медицины в Майнце, и главным финансовым советником в Вене, -
гаагские бюргеры проявили осторожность и не торопились с ответом.
Бехер обиделся и поехал в Амстердам, где в это время находился король,
чтобы предложить ему свое изобретение. Но и король тоже проявил
осторожность.
Что поделаешь - время безрассудной веры прошло, пришло время скептиков.
Не обнаружив у голландцев энтузиазма, Бехер собрался уже было покинуть
Нидерландское королевство, когда его познакомили с гостившим в Амстердаме
немецким принцем Германом Баденским. Сильно порастратившийся за рубежом,
принц проявил к предложению Бехера самый пылкий интерес. И тут, как это
часто бывает, зашевелились и голландцы. Чем черт не шутит, а вдруг их родной
голландский песок и в самом деле превратится в баденское золото? Это было бы
чрезвычайно обидно! И амстердамские толстосумы выдали Бехеру изрядное
количество талеров на постройку фабрики.
Дело закипело. На одной из речек вблизи побережья, состоящего целиком
из отличного золотистого песка, начали строить водяную мельницу с огромным
водяным колесом.
Насчет таких дел Бехер был большой мастер: еще в Майнце он обещал
построить тамошнему курфюрсту вечный двигатель я, говорят, почти построил,
но, к сожалению, курфюрст за что-то разгневался на профессора, и Бехеру
пришлось покинуть город, не закончив своих трудов...
Каждый понимал, что делать золото из обыкновенного песка не так-то
просто. Поэтому Бехера не очень торопили. Все же на исходе пятого года
пребывания его в гостеприимном королевстве терпение и талеры хозяев стали
подходить к концу, и Бехеру пришлось показывать товар лицом.
И тогда Иоганн Иоахим Бехер в присутствии городских властей Амстердама
выплавил из песка немного золота! Обрадованные голландцы тут же выдали
изобретателю большую награду, а также новую порцию талеров на завершение
строительства фабрики. Но через несколько недель Бехер тайно покинул
Нидерландское королевство и бежал в Лондон...
История знает немало всяческих плутней, и если бы Иоганн Иоахим Бехер
ограничился в своей жизни только такими проделками, как та, о которой здесь
рассказано, то вряд ли он остался бы в человеческой памяти надолго.
Но Бехер этим не ограничился.
Он составил первый в мире международный язык и 10000 слов -
предшественник теперешнего эсперанто.
Он научил немецких крестьян выращивать диковинное американское
растение - картофель.
Он строил стекольные, бумажные, шелковые фабрики.
Он создал лучшую на континенте химическую лабораторию.
Но самое главное: он написал замечательную книгу "Физика субтерранеа" -
"Подземная физика".
Если Аристотель считал, что все может превращаться во все с помощью
квинтэссенции, если Джабир ибн-Хайян считал, что металлы могут превращаться
друг в друга с помощью философского камня, то Иоганн Иоахим Бехер заявил,
что превращение одних веществ в другие зависит от содержания в них "жирной
земли".
Все вещества он разделил на две группы. Одну группу составляли такие,
которые эту жирную землю содержали. Другую группу составляли вещества,
которые эту жирную землю потеряли.
Но как узнать, есть в том или ином веществе жирная земля или ее нет?
Очень просто! Бросьте вещество в огонь. Если горит - значит, еще есть. Если
не горят - значит, уже нет.
И приводил главный пример: сера, которая считалась одним из трех
химических начал, на самом деле сложное вещество - она состоит из жирной
земли и купоросного масла. Купоросным маслом называли тогда серную кислоту.
Итак, сера оказалась не химическим началом, не элементом. А вместо
философского камня появилась жирная земля...
Далеко не сразу разобрались читатели "Подземной физики", что означают
для науки эти внесенные Бехером перемены. Но через несколько десятилетий его
идеи были оценены в полной мере. Это произошло в 1667-1703 годах, когда
Георг Эрнест Шталь, ученик и последователь Бехера, создал и обнародовал
теорию невидимого вещества флогистона - от греческого слова "флогистес" -
"горящий".
И тогда впервые появилась возможность на основании опыта наглядно
показать, какое вещество - простое, какое - сложное.
СТРОЙНОСТЬ И КРАСОТА
Сам Аристотель, будь он жив, не мог бы нарадоваться на стройность и
красоту шталевской природы вещей, обнимавшей и объяснявшей с чрезвычайной
простотой чуть ли не все накопленные за всю человеческую историю факты
превращения одних тел в другие.
Все на свете Шталь объяснял только тем, что существует флогистон -
чрезвычайно тонкая материя, которая под действием огня может переходить,
переливаться из одного вещества в другое.
Вы взяли кусочек серы и сожгли. Что произошло? Извольте, Флогистон
покинул серу и растворился в воздухе. А оставшийся желтый дым это кислый
воздух, который можно соединить с водой и получить сложное вещество -
купоросное масло.
Почему нельзя сжечь полностью весь кусочек серы в запаянном сосуде?
Извольте. Потому что флогистон растворяется в воздухе. Но воздух,
находящийся в запаянном сосуде, способен растворить лишь ограниченное
количество флогистона. Поэтому остальной флогистон не имеет возможности уйти
из серы.
Вы взяли кусочек свинца, положили в реторту, носик ее заплавили и
принялись реторту нагревать. Часть свинца превратилась в красную землю. Что
произошло? Да в принципе то же самое, что и с серой. Часть флогистона,
бывшая в свинце, растворилась в воздухе. Почему только часть - вы уже
знаете.
Все это примеры разложения сложных веществ серы и свинца в простые
вещества - флогистон, кислый воздух, свинцовую землю. Если угодно, можете
назвать кислый воздух дефлогистированной серой, а свинцовую землю -
дефлогистированным свинцом.
Так же просто можно было объяснить и другие превращения: простых
веществ в вещества сложные.
Вы взяли уголь и свинцовую землю, смешали их и положили в реторту.
Теперь нагревайте. Уголь стал тлеть, а серый порошок превратился в блестящий
шарик свинца. Что произошло? Да только то, что флогистон из угля -
необычайно богатого флогистоном тела - перешел в свинцовую землю, и из двух
простых тел флогистона и свинцовой земли образовалось одно сложное - свинец.
Удивительно простой и изящной оказалась природа вещей!
К тому же теория флогистона, как и полагается хорошей теории, не только
объясняла известные факты, но и давала возможность предсказывать новые.
Вот заурядный для эпохи флогистона случай с русским химиком Товием
Егоровичем Ловицем. В 1785 году ему было поручено найти способ очистки
виннокаменной кислоты. Для красильного дела нужны были совершенно бесцветные
кристаллы, а из раствора выпадали кристаллы темные.
Ловиц рассуждал так: виннокаменная кислота способна гореть - значит, в
ней есть флогистон. Уж не он ли делает ее темной? Надо попытаться очистить
ее от флогистона.
Как? Нужно найти тело, которое было бы более жадным до флогистона, чем
виннокаменная кислота.
Какое именно?
Ловиц остановился на древесном угле. Ведь если его нагревать, то он
далеко не сразу отдает свой флогистон, значит, жаден до него.
Темные кристаллы виннокаменной кислоты растворили в воде и туда же
бросили толченого угля.
Прошло немного времени - и раствор стал прозрачным.
Так с помощью теории флогистона было открыто замечательное свойство
угля впитывать различные примеси. Свойство, которое было применено
впоследствии во многих пищевых и прочих химических производствах, а во время
первой мировой войны - в противогазах, спасших тысячи и тысячи человеческих
жизней...
Почему такая странная и неверная с нашей точки зрения идея, как
введение в научный обиход несуществующего вещества - флогистона,
продержалась целое столетие и помогало при этом совершать новые открытия?
Да потому же, почему продержалось две тысячи лет учение Аристотеля о
несуществующих четырех элементах.
В этих учениях в неверной форме были выражены некоторые совершенно
правильные вещи.
Аристотель верно подметил, что разные вещества имеют некоторые
одинаковые свойства и догадался, что они зависят от внутреннего строения, от
состава этих разных веществ.
А Бехер и Шталь верно подметили, что превращение одних веществ в другие
зависит от их взаимодействия друг с другом при нагревании. И еще - что
существуют два типа превращений: одни идут с выделением тепла (флогистон
уходит), а другие - с поглощением тепла (флогистон приходит). И еще - что
превращение металлов в земли сродни горению угля или серы. И еще - что при
превращении земель в металлы, к землям присоединяется нечто отнимаемое от
угля.
Но, может быть, самое притягательное в теории Бехера и Шталя
заключалось в следующем: флогистон прекрасно объяснял природу вещей, не
оставляя в ней места ни для Аристотелевых четырех элементов, ни для
алхимических трех начал, ни для квинтэссенции, ни для философского камня.
Только реальные вещества, с которыми человек имел дело, и одна-единственная
тонкая материя - вот и все, что составляло весь способный к взаимным
превращениям мир!
Теперь, чтобы остались одни лишь реальные вещества, нужно было
избавиться от одной-единственной подпорки, одного-единственного костыля -
флогистона. Но, разумеется, должно было пройти немало времени, пока наиболее
проницательные исследователи поставили перед собой такую задачу.
Глава вторая,
в которой Ломоносов оспаривает Бойля и Шталя
ФЛОГИСТОН И ТЕПЛОРОД
Первым ученым, отказавшимся от флогистона, был Михаил Васильевич
Ломоносов.
Впрочем, сначала Ломоносов занялся не флогистоном, а другой тонкой
материей.
Дело в том, что если у химиков, занимающихся превращением веществ,
остался в середине XVIII века только флогистон, то у физиков, изучающих
свойства и различные формы движения тел, разных тонких материй было более
чем достаточно. Самая живучая из них - эфир - дожила до XX века, ее проходил
в школе еще автор этой книги. Эфир считался такой невесомой "жидкостью", с
помощью которой очень удобно объяснялись удивительные свойства света, с
одной стороны, распространяющегося по прямой, а с другой, способного огибать
непрозрачные предметы, когда они очень малы.
Столь же удивительным, как свет, казалось в XVIII веке и тепло. Для
того чтобы объяснить, например, каким образом оно передается от нагретого
тела к более холодному, тот же Роберт Бойль прибегал к тонкой материи,
именуемой теплородом, или теплотвором, Это ведь очень удобно: в нагретом
теле больше теплорода в холодном меньше - вот он и переходит в холодное, как
вода перетекает из более высокого сосуда в тот, что расположен пониже.
В сущности, теплород был чем-то вроде движущей силы флегистона. Однако
если флогистон без теплорода существовать не мог, то теплород без флогистона
обходился легко и просто: переходя из печки в горшок с супом, он только
нагревал суп, но не превращал его ни во что иное...
ОПРОВЕРЖЕНИЕ РАССУЖДЕНИЕМ
Первая работа Ломоносова, посвященная этому предмету, датируется 1745
годом. Она так и называлась - "Размышления о причине теплоты и холода".
"В наше время, - указывал Ломоносов, - причина теплоты приписывается
особой материи, называемой большинством теплотворной... Это мнение в умах
многих пустило такие могучие побеги и настолько укоренилось, что можно
прочитать в физических сочинениях о внедрении в поры тела названной выше
теплотворной материи, как бы притягиваемой каким-то любовным напитком; и
наоборот - о бурном выходе ее из пор, как бы объятой ужасом. Поэтому мы
считаем нашей обязанностью подвергнуть эту гипотезу расследованию..."
Откуда берется тепло?
Опыт подсказывал:
"...Теплота возбуждается движением: от взаимного трения руки
согреваются, дерево загорается пламенем: при ударе кремня об огниво
появляются искры; железо накаляется докрасна от проковывания частыми и
сильными ударами..."
Все это Ломоносов видел не раз собственными глазами. Но как было
увидеть, что именно происходило при этом?
Увидеть было нельзя, но понять - можно. А первый намек на истину
содержался в замечательных словах Демокрита: "Обыкновенно мы говорим о
сладком и горьком, о теплом и холодном, о цвете и запахе, в действительности
же существуют атомы и пустое пространство".
Нельзя сказать, что учение Демокрита об атомах было забыто. Нет, об
атомах помнили. Только не знали, к какому делу их приставить. Потому что
было совершенно непонятно, как совместить наличие атомов, которых, как учил
Демокрит, неисчислимое множество сортов, с наличием четырех элементов
Аристотеля. Если весь мир состоит из нескольких элементов, то как он может
состоять из множества сортов атомов - тогда и сортов атомов должно быть
всего несколько?
Так порознь и существовали в умах ученых людей атомы и элементы.
Роберт Бойль, например, весьма скептически относясь к элементам
алхимиков, скептически относился и к идее о небольшом количестве изначальных
элементов вообще.
А в атомы он верил. Атомы жидких тел представлялись ему находящимися в
беспрестанном движении, атомы твердых тел - неподвижными. Промежутки же
между атомами, по мнению Бойля, были заполнены тонкой материей.
Но что, если никакой тонкой материи нет? - размышлял Ломоносов. - А
есть лишь атомы и пустота? И атомы эти - не только жидких, но и твердых
тел - могут двигаться?
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг