ЭПОХА ТЕОРИИ ФЛОГИСТОНА
УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XVII в.
Во второй половине XVII в. мануфактура как форма зарождающегося капиталистического производства получила в Европе широкое развитие. Переход от ремесленного производства к мануфактуре ознаменовался появлением различных механических (устройств (вододействующие машины, подъемные устройства и т. д.), вытеснявших тяжелый ручной труд. Значительно расширилась и торговля. Эти изменения привели к ломке старых феодальных крепостнических производственных отношений в европейских странах.
Одновременно происходили и крупные перемены в области идеологии. В ряде стран Европы еще в XVI в. возникло движение против власти Ватикана и высшего католического духовенства. Наступила эпоха реформации в церковном управлении. В Германии, Англии и Швейцарии возникли самостоятельные, независимые от Ватикана церковные организации (лютеранство, кальвинизм, англиканская церковь) и многочисленные религиозные секты. Движение реформизма сопровождалось длительными религиозными войнами и социальными потрясениями.
Эти явления и события привели к крушению господствовавшего в Европе в течение многих веков религиозно-схоластического мировоззрения и к возникновению буржуазного мировоззрения, носившего черты механического материализма. В XVII в. в практику исследований прочно вошел экспериментальный метод, который привел к ряду крупных открытий.
Большие успехи были достигнуты в области механики, математики, астрономии и физики. Г. Галилей (1564—1642) основал механику. Его ученик Э. Торричелли (1608—1647) открыл существование атмосферного давления. Б. Паскаль (1623—1662) продолжил исследования Э. Торричелли. Хр. Гюйгенс (1629— 1695) создал волновую теорию света. Крупнейший вклад в механику и астрономию внес И. Ньютон (1643—1727). Он опубликовал в 1687 г. свою знаменитую работу «Математические начала натуральной философии». В конце XVII в. Г. В. Лейбниц (1647— 1716) и И. Ньютон открыли дифференциальное исчисление. Все эти и другие открытия ознаменовали наступление эпохи первой научной революции.
Быстрому развитию химии способствовало возникновение научных обществ и академий наук. В начале XVII в. в Риме возникла Академия зорких (Accademia del lincei), просуществовавшая, однако, недолго. В Германии в 1652 г. была основана
кадемия естествоиспытателей, получившая название Леополь-дина. Эта академия существует и теперь. В 1657 г. во Флоренции начала свою деятельность Академия опыта (Accademia del Cimento). В 1662 г. в Лондоне было основано Королевское общество (Royal Society), т. е. Английская академия наук. Наконец, в 1666 г. возникла Парижская академия наук. Несколько позднее академии наук и многочисленные научные общества были учреждены и в других странах Европы. Многие из них стали выпускать научные журналы.
К XVII в. относится появление крупных философских произведений, оказавших влияние на развитие естествознания. Так, английский философ Фрэнсис Бэкон Веруламский (1561—1626) в своих сочинениях предложил вместо старого, основанного на религиозной схоластике дедуктивного метода исследования индуктивный метод, поставив перед естествоиспытателями задачу опытного исследования. Основным методом научного исследования Ф. Бэкон провозгласил организованный и планируемый эксперимент. Индуктивная философия Ф. Бэкона получила широкое признание в Англии, а затем в других странах.
В XVII в. возродилась античная атомистика. Как и вся наука того времени, она носила механический характер (корпускулярная теория)1.
Известный основатель аналитической геометрии, философ Рене Декарт (1596—1650) считал, что все тела состоят из многочисленных мелких частиц различной формы и размеров, между которыми содержится «весьма разреженная материя». Форма частиц характерна для различных веществ. Так, вода, по Декарту, состоит из длинных, гладких и скользких частиц, наподобие маленьких угрей. В то же время Р. Декарт полагал, что корпускулы делимы и состоят из единой материи. Корпускулы первоначал алхимиков обладают, по Декарту, различной формой: острые частицы образуют соль, мягкие — серу, тяжелые и круглые — ртуть.
Более близки к античным представлениям корпускулярные идеи П. Гассенди (1592—1655). Пересказывая атомистику Эпикура, он явно стремился примирить Эпикура с религиозными догматами. Однако П. Гассенди признавав существование атомов и пустоты. Группы атомов, образующие соединения, П. Гассенди называл молекулами (от лат. moles — масса, кучка). Корпускулярные представления П. Гассенди были приняты многими естествоиспытателями, но не получили дальнейшего развития.
Упомянем здесь о динамической корпускулярной теории Г. В. Лейбница. Принимая существование первичных частиц материи, называемых монадами2, Г. Лейбниц считал, что эти
элементы вещей одухотворены. Монады, по Лейбницу, божественного происхождения, причем само божество является начальной монадой — первоосновой всех вещей. Материя, по Лейбницу, представляет собой форму существования одухотворенных монад, способных к самодвижению. В отличие от монад материя к самодвижению не способна. Монадология Лейбница была воспринята некоторыми немецкими учеными, в том числе известным философом и физиком X. Вольфом —■ учителем М. В. Ломоносова.
Все эти корпускулярные теории не оказали непосредственного влияния на развитие химии. Хотя и не отвергали химики существование корпускул, но фактически они не применяли при объяснении структуры тел и химических процессов. В первой половине XVIII в. интерес к корпускулярным представлениям даже снизился.
НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГОРЕНИИ И ДЫХАНИИ
Несмотря на наступление научной революции, развитие химии в XVII в. шло значительно медленнее по сравнению с физико-математическими науками. В химии еще в полной мере господствовали традиции иатрохимической школы с ее отсталыми представлениями. Большинство химиков, вербовавшихся из среды врачей и аптекарей, видели главную задачу в разработке и совершенствовании рецептур лекарственных средств и игнорировали другие области химии. В таких условиях теоретические вопросы химии разрабатывались вслепую, идеи, высказывавшиеся натурфилософами, воспринимались химиками, но не применялись при объяснении химических явлений. Многие продолжали еще верить в возможность трансмутации металлов и занимались алхимией.
Одной из проблем, возникших в XVII в. в связи с развитием мануфактур, была проблема горения. Новые производства, особенно металлургические, требовали много топлива. Леса в Европе были уже почти вырублены, и во весь рост встала задача поисков новых видов топлива и рационального использования природных ресурсов. С другой стороны, металлурги настоятельно требовали изучения и объяснения процессов восстановления металлов из руд и окисления металлов.
С давних пор считалось, что при обжигании на воздухе металлы умирают, превращаясь в землю или известь (лат. calx), поэтому процесс обжига металлов стал называться кальцинацией. Исходя из общих представлений о горении как о распаде веществ, кальцинацию объясняли как распад металла на известь и некоторые летучие продукты. Роль воздуха при этом игнорировалась, несмотря на то что с давних пор некоторые ученые (например, Леонардо да Винчи) указывали, что без воздуха горение невозможно.
В XVII в. вопрос о механизме процесса горения стал особен
но актуальным и привлек внимание многих ученых. Химик и врач Жан Рей (1583—1645) на основании собственных экспериментов дал в 1630 г. более рациональное объяснение кальцинации металлов по сравнению с современниками. В своей книге, посвященной этому объяснению, он писал: «Увеличение веса металла при прокаливании происходит от воздуха, который в сосуде был сгущен, утяжелен и благодаря сильному продолжительному жару печи стал как бы липким; этот воздух смешивается с окалиной и пристает к ее мельчайшим частицам, подобно тому как вода утяжеляет песок, который вы в нее бросаете» '. Книга Жан Рея, однако, не была оценена современниками и только спустя 150 лет получила признание.
В 1665 г. английский физик Роберт Гук (1636—1703) в своей книге «Микрография» рассмотрел роль воздуха в процессе горения. Гук пришел к выводу, что в воздухе содержится особое вещество, подобное веществу, содержащемуся в селитре в связанном состоянии. Это вещество растворяет горючие тела при высокой температуре. При этом возникает огонь — результат быстрого движения частиц. Горение в замкнутом пространстве прекращается, как только горящее тело будет насыщено этим растворителем.
Подобные представления были развиты в сочинениях английского химика Дж. Мэйова (1640—1679). В книге «О селитре и воздушном спирте селитры», вышедшей в 1669 г., Дж. Мэйов называет растворитель Гука воздушным спиртом селитры. Он высказал мысль, что это вещество в составе селитры, произведшей переворот в военном деле, и в составе воздуха также произведет переворот в науке. По его мнению, селитра состоит из двух частей: кислого селитряного спирта и щелочного вещества. В воздухе содержится лишь составная часть селитряного спирта — воздушный спирт селитры. Это вещество поддерживает горение и необходимо для дыхания животных.
Дж. Мэйов первым поставил опыты горения и дыхания под колоколом над водой. Если под колоколом горит свеча и одновременно находится живая мышь, то горение скоро прекращается. «Я придерживаюсь такого взгляда, — писал'Дж. Мэйов, — что у животных и у растений селитряный воздушный спирт есть главный источник жизни и дыхания»1 2.
Казалось бы, что эти новые взгляды должны были привести к полному перевороту в объяснениях явления горения. Однако главным образом из-за недостатка экспериментальных данных и недоверия к новым объяснениям такого переворота не произошло и традиционные представления о горении как о распаде вещества еще около 100 лет после Дж. Мэйова оставались общепринятыми.
ХИМИКИ — СОВРЕМЕННИКИ Р. БОЙЛЯ
Среди видных химиков — современников Р. Бойля в Англии следует назвать И. Ньютона (1643—1727). Он занимался многими химическими проблемами, связанными, в частности, с конструированием астрономических приборов и управлением монетным двором в Англии. И. Ньютон усовершенствовал пробирный анализ, разработал несколько новых монетных сплавов и рецептур для изготовления зеркал для астрономических инструментов. Увлекался И. Ньютон и алхимией, развив для обоснования возможности трансмутации металлов оригинальную теорию материи.
Современник И. Ньютона, физик Т. Виллис (1621 —1675) еще за два года до появления книги Р. Бойля «Химик-скептик» высказывал идею об основных составных частях сложных тел как о веществах, на которые эти тела могут быть разложены. Однако Т. Виллис был далек от понимания элементов в смысле определения Р. Бойля, развив эклектическую теорию первоначал, в которой стихии Аристотеля скомбинированы с первонача
лами алхимиков. По Виллису,
началами тел являются дух (соответствует ртути), сера,
. соль, вода и земля.
Независимо от Т. Виллиса подобные эклектические системы первоначал предлагали в v этот период и другие ученые, например французские химики . Н. Лефевр (1620—1674) и Н. Лемери (1645—1715).
Н. Лемери был врачом и фармацевтом. Будучи владельцем аптеки в Париже, он в 1672 г. объявил публичный курс лекций по химии, который и начал читать для всех желающих в увлекательной форме. Материал этих лекций Н. Лемери обобщил в книге «Курс химии» (1675), которая имела огромный успех. Н. Лемери, будучи гугенотом (протестантом), подвергся религиозным преследованиям. В 1681 г. он был вынужден бежать в Англию, но через три года возвратился на родину и жил в крайней бедности, пока не решился перейти в католичество. В 1699 г. он был избран членом Парижской академии наук.
Задачи химии Н. Лемери определял следующим образом: «Химия есть искусство, учащее, как разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах. Я понимаю под смешанными телами те, которые образуются в природе, а именно минеральные, растительные и животные вещества»1. Эклектическая теория первоначал Лемери такова: основным первоначалом является «универсальный дух», затем идут спирт, масло, соль, вода и земля. Увеличение массы металлов при кальцинации Н. Лемери объяснял в духе своего времени — присоединением «огненной материи». Будучи еще в значительной степени во власти иатрохимических традиций, он целиком отвергал алхимию.
Среди других химиков конца XVII в. назовем В. Гомберга (1652—1715) — члена Парижской академии наук. Теоретические представления его были отсталыми, но ему принадлежит несколько важных экспериментальных исследований. Он впервые получил борную кислоту («седативная», т. е. успокоительная соль Гомберга), исследовал воспламеняемость органических веществ при действии на них смеси азотной и серной кислот. В 1699 г. В. Гомберг изучал процесс нейтрализации кислот щелочами. Он нашел, что унция поташа нейтрализуется 14 унциям лучшего уксуса. В. Гомберг разработал рецепты нескольких легкоплавких сплавов, лаков, тушей, симпатических чернил и др.
Конец XVII в. ознаменовался появлением в Европе химиков, в деятельности которых сочетались и традиции старой иатрохи-мической шко^ы, и новые задачи, выдвигавшиеся для решения вопросов быстро развивающихся мануфактурных производств.
