Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в.
Шрифт:
К концу XVII в. относится открытие Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1646–1716) и Исааком Ньютоном дифференциального исчисления, сделавшегося с тех пор важнейшим инструментом научного исследования.
Блестящие достижения физико-математических наук вызвали широкий интерес к научным исследованиям и новым открытиям среди ученых и любителей наук — меценатов. Этот интерес отразился, в частности, на возникновении в XVII в. ряда научных обществ. Некоторые из них стали называться «академиями» [18] .
18
Название «академия» происходит от имени Академа, афинского гражданина, в чьем саду Платон (427–347 гг. до н. э.) основал свою знаменитую школу, которая и стала называться «академией». То же название имела и школа, основанная в IV в. до н. э. в Александрии. В XV в. Козимо Медичи во Флоренции назвал академией, по примеру платоновской академии, общество последователей философии Платона, собиравшееся под покровительством Медичи.
В 1603 г.
В Германии в 1652 г. по инициативе врача Иоганна Лоренца Бауша была основана «Академия естествоиспытателей» («Academia naturae curiosorum»), которой впоследствии было присвоено название «Леопольдина» («Cesarea Leopoldina»). Эта академия возникла после опустошительной эпидемии чумы в Западной Европе, как объединение врачей, к которому присоединились и некоторые ученые-естествоиспытатели. В течение всей своей истории академия интересовалась главным образом вопросами медицины и биологии. До сих пор девизом академии служит изречение «Numquam otiosus», т. е. «никогда не будь праздным». В настоящее время местопребыванием этой академии, именуемой «Германская академия естествоиспытателей — Леопольдина», является г. Галле на р. Заале в Германской демократической республике.
В 1657 г. по инициативе Э.Торричелли и других ученых во Флоренции возникла «Академия опыта» («Accademia del Cimento»), просуществовавшая около 10 лет. Деятельность этой академии получила широкую известность в ученом мире и вместе с тем привлекла пристальное внимание католического духовенства, обеспокоенного весьма быстрым распространением идей естественнонаучного материализма. Вследствие происков флорентийского духовенства Академия и была закрыта. В 1667 г. вышел в свет том трудов «Академии опыта», содержащий описание различных физических приборов и инструментов.
Вскоре по образцу «Академии опыта» были основаны крупные научные общества и академии в различных европейских странах. В Англии в 1662 г. возникло Лондонское королевское общество (Royal Society), объединившее в своем составе крупнейших ученых Англии, в том числе Р. Бойля, И. Ньютона и др. Предшественником Королевского общества была так называемая невидимая коллегия (invisible college) — объединение ученых в Оксфорде, собиравшихся для обсуждения различных научных вопросов еще в годы гражданской войны, начиная с 1645 г. В качестве своего девиза Королевское общество избрало изречение «Nullius in verba», взятое из стиха Горация: «Nullius addictus iurare in verba magistri» («Я не буду следовать рабски словам учителя»). Лондонское королевское общество, играющее роль Английской академии наук, возникло в годы, когда влияние индуктивной философии Ф. Бэкона было особенно большим. Общество ставило основной своей целью опытное исследование. На одном из первых собраний общества его цели были сформулированы в следующих словах: «Общество не будет признавать никаких гипотез, систем, учений натуральной философии, предложенных или признававшихся древними или современными философами…, но будет испытывать и обсуждать все мнения, ни которого не принимая до тех пор, пока после зрелого обсуждения и иных доказательств, даваемых правильно поставленными опытами, не будет бессомненно доказана истинность каждого положения».
С 1664 г. Лондонское королевское общество выпускает свой журнал под названием «Philosophical Transactions».
Такова же в общих чертах и история возникновения Парижской академии наук. Ее предшественниками были небольшие кружки ученых, собиравшихся еженедельно по очереди друг у друга для обсуждения научных вопросов еще с 1636 г. По примеру Лондонского королевского общества Кольбер в 1666 г. учредил на базе этих кружков Академию наук в составе 21 члена, среди них было несколько иностранцев. Позднее по образцу Королевского общества и Парижской академии наук в разных странах Европы возникли и другие академии. Таким образом, во второй половине XVII в. научная и научно-общественная жизнь в Европе значительно оживилась. Открытия физиков, новые методы исследования, новые научные приборы и инструменты, а главное, новые и важные идеи естественнонаучной философии стали предметом изучения и обсуждения образованных людей и многочисленных любителей науки. Потребности в научном общении ученых, в обмене мыслями и результатами исследований вызвали и появление первых научных журналов, а также сборников информационных материалов, описывающих новые открытия и исследования. Широкое развитие получила и переписка между отдельными учеными по научным вопросам.
СОСТОЯНИЕ ХИМИИ И ПРЕДПОСЫЛКИ ЕЕ РАЗВИТИЯ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XVII В
В то время как механика, физика и астрономия достигли к середине XVII в. определенных успехов, химия значительно отставала в своем развитии. Главным направлением деятельности химиков — в подавляющем большинстве врачей и аптекарей — по-прежнему оставалась иатрохимия, достигшая высшей точки развития в трудах Ван-Гельмонта, его учеников и последователей. Задачи, которые ставили перед собой иатрохимики, ограничивались усовершенствованием искусства изготовления лекарственны составов и, лишь попутно, некоторых химикалий и материалов (красок, пиротехнических составов) для практических целей. Накопленные химиками в течение ряда столетий фактические данные и результаты наблюдений пополнялись весьма медленно и не обобщались. Химики еще не владели методами анализа веществ и смесей и пользовались весами лишь в пробирном искусстве, а также для дозировок веществ при воспроизведении фармакопейных прописей.
Несмотря на то что в этот период занятия алхимией и поисками «первичной материи» и философского камня постепенно отходили на второй план, многие алхимические верования, в частности вера в возможность трансмутации металлов, еще жили в умах химиков. Уцелели и алхимические учения о трех началах тел и сохранились многие традиции, оставшиеся
в наследство от прошлых периодов, например вера в существование «духов» (Архей Ван-Гельмонта), управляющих жизненными процессами и химическими превращениями в организме, признание существования и особой роли в химических процессах различных «тонких материй» (невесомые флюиды), погоня за тайными средствами в медицине и фармации и т. д. Словом, химия представляла собой лишь собрание рецептов изготовления всевозможных составов и смесей с описанием отдельных веществ, без всяких попыток научного объяснения явлений. При таком состоянии, естественно, химия не могла претендовать на право называться «наукой» и справедливо именовалась «искусством». Впрочем, в этот период подобное же положение в той или иной степени имело место и в других областях естествознания, прежде всего в физике. Несмотря на значительный фактический материал, накопленный за два столетия, несмотря на некоторые важные открытия, физикам явно недоставало данных для обобщения. Но они и не стремились делать обобщения. Большинство физиков видели свою задачу лишь в изучении отдельных явлений и не пытались сопоставлять эти явления друг с другом. Физика того времени, как и ее младшая сестра химия, в лучшем случае удовлетворялась чисто «механическими» объяснениями явлений, причем привлекались и старые метафизические представления о мистических силах, будто бы присущих материи или же существующих вне ее. Такого рода подход к объяснению явлений поддерживался даже крупнейшими учеными, в том числе Ньютоном. Широкое распространение получило учение о невесомых флюидах — особых невещественных жидкостях света, теплоты (огненная материя, или теплород) и электричества.В течение XVII в. возникли новые учения и даже целые системы естественнонаучной материалистической философии, имевшие непосредственное отношение к химии. Из этих учений прежде всего следует назвать индуктивный метод научного исследования, предложенный Ф. Бэконом.
Фрэнсис Бэкон Веруламский (1561–1626) — английский философ и политический деятель. Он учился в Кэмбридже и получил юридическое образование. С 1584 г. началась его политическая карьера в качестве члена нижней палаты. Уже в 90-х годах XVI в. Бэкон получил известность благодаря своим философским трудам. Главные его сочинения вышли в начале XVII в., в частности «Новый органон (1620 г.) (2). В 1618 г. Бэкон стал лордом-канцлером и получил титул барона Веруламского. Через несколько лет он был обвинен парламентом во взяточничестве, однако после осуждения был помилован королем. В связи с этим он ушел от политической деятельности, посвятив последние годы жизни исключительно занятиям наукой.
Критикуя в своих сочинениях схоластические учения и схоластический, основанный лишь на чувственном восприятии метод познания, Бэкон выдвинул в качестве основного научного метода изучение явлений посредством опыта. Конечно и до Бэкона опыт (эксперимент) применялся при решении отдельных вопросов. Так, алхимики, искавшие в течение многих столетий способы получения философского камня и трансмутации металлов, проделывали неисчислимое количество опытов с самыми различными веществами и смесями. Однако все это не носило систематического характера и по большей части представляло собой попытки воспроизвести туманные и зашифрованные рецепты из алхимических книг. Бэкон писал об этом следующее: «Если же кто-либо направит внимание на рассмотрение того, что более любопытно, чем здраво, и глубже рассмотрит работы Алхимиков и Магов, то он, пожалуй, придет в сомнение, чего эти работы более достойны — смеха или слез. Алхимик вечно питает надежду, и когда дело не удается, он это относит к своим собственным ошибкам. Он обвиняет себя, что недостаточно понял слова науки или писателей, и поэтому обращается к преданиям и нашептываниям. Или он думает, что ошибся в каких-то мелких подробностях своей работы, и поэтому до бесконечности повторяет опыт. Когда же в течение своих опытов он случайно приходит к чему-либо новому по внешности или заслуживающему внимания по своей пользе, он питает душу доказательствами этого рода и всячески превозносит и прославляет их, а в остальном хранит надежду. Не следует все же отрицать, что алхимики изобрели не мало и одарили людей полезными открытиями» (3).
Говоря о значении опыта как основного метода научного исследования, Бэкон имел в виду «методический опыт», т. е. систематическое, заранее обдуманное опытное исследование явлений. «Следует, однако, заботиться, — писал он, — не только о большом запасе опытов, но об опытах другого рода, чем те, кои совершены до сих пор. Должно ввести совсем другой метод в порядок и ход работы для продолжения и обогащения опыта. Ибо смутный и руководящийся лишь собой опыт… есть чистое движение на ощупь и скорее притупляет ум людей, чем осведомляет их. Но когда опыт пойдет вперед по определенному закону, последовательно и беспрерывно, то можно будет ожидать для наук чего-либо лучшего» (4). Таким образом, основная заслуга Бэкона состоит в провозглашении им в качестве основного метода исследования организованного и методически поставленного эксперимента. И хотя Бэкон отразил в своем учении те сдвиги в области метода научного исследования, которые происходили в то время в области физики (опытные исследования Галилея, Торричелли и др.), тем не менее он по праву считается основоположником экспериментального индуктивного метода. Недаром К. Маркс назвал Бэкона родоначальником «английского материализма и всей современной экспериментирующей науки» (5).
Философия Бэкона и его экспериментально-индуктивный принцип исследования получили признание прежде всего в Англии и отразились на деятельности большинства английских естествоиспытателей XVII в.
С другой стороны, весьма важное значение для дальнейшего развития химии и физики приобрели атомистические учения, развитые в XVII в. несколькими видными философами и естествоиспытателями. XVII век с полным правом можно назвать «эпохой Возрождения» и развития античной атомистики. Атомистические (корпускулярные) теории сделались важной составной частью философских и естественнонаучных систем XVII в. Впрочем, возникшие в этот период представления об атомах и корпускулах, составляющих тела, носили явно механистический и даже метафизический характер и к тому же фактически почти не привлекались для научного объяснения химических явлений. Тем не менее возрождение атомистики следует рассматривать как важную предпосылку для дальнейшего развития всего естествознания.