Великие химики. Том 1

Они называли свою группу «Невидимый колледж» [44] . Никто ее знал о встречах энтузиастов-экспериментаторов, целью которых были проблемы новой, зарождающейся науки.

В верхнем этаже замка в Стэльбридже размещались спальня, кабинет, просторная зала и богатая библиотека. Каждую неделю извозчик доставлял из Лондона ящики с новыми книгами. Бойль читал с невероятной быстротой. Порой он просиживал за книгой с утра до позднего вечера. Тем временем близились к завершению работы по оборудованию лаборатории. Кроме большой кирпичной, Бойль приобрел еще и железные печи, установленные на трех толстых железных подпорах. Эти печи были неимоверно тяжелые, однако их передвигали, если на то была необходимость. К концу 1645 года в лаборатории начались исследования по физике, химии и агрохимии. Бойль любил работать одновременно по нескольким проблемам. Обычно он подробно разъяснял помощникам, что предстоит им сделать за день, а затем удалялся в кабинет, где его ждал секретарь. Там он диктовал свои философские трактаты [45] .

44

Около 1645 г. в Грешем-колледже Лондонского университета начала собираться группа лиц, интересовавшихся новой наукой, особенно открытиями Галилея, Торричелли. Вскоре трудности, вызванные гражданской войной (закончилась в 1645 г.), побудили часть профессоров Грешем-колледжа перебраться в Оксфорд, где был создан кружок экспериментаторов во главе с Дж. Уилкинсом (см. прим. 15). В 1653 г. из Лондона в Оксфорд переехал и Бойль. В своих письмах он называл этот кружок “The invisible college” («Невидимым колледжем») (Копелевич Ю. X., ук. соч., с. 42, прим. 4).

45

Бойль скорее был руководителем лаборатории, нежели одиночкой экспериментатором. Под его началом работали многочисленные ассистенты и механики — они вели наблюдения и подробно разрабатывали проблемы, которые ставил перед ними ученый. Штат секретарей вел его обширную переписку и следил за сообщениями о новых научных открытиях (Boas M. Robert Boyle and seventeenth century Chemistry. —Cambridge: University Press, 1958, p. 6—7, 14—24; More L. T. The Life and Works of the honourable Robert Boyle, 1944).

Ученый-энциклопедист, Бойль, занимаясь проблемами биологии, медицины, физики и химии, проявлял не меньший интерес к философии, теологии и языкознанию. Последователь Фрэнсиса Бэкона, по мнению которого основным источником знания был опыт, Бойль придавал первостепенное значение лабораторным исследованиям. Наиболее интересными и разнообразными были его опыты по химии. Бойль считал, что химия призвана стать одной из основополагающих наук в философии. Если для современников ученого химия была лишь искусством, помогавшим аптекарям делать лекарства, а алхимикам — искать философский камень, то для Бойля она была наукой, которая, отпочковавшись от алхимии и медицины, вполне может стать самостоятельной [46] .

46

Бойль так писал о новых задачах химии: «Химики до сих пор руководствовались чересчур узкими принципами, не требовавшими особенно широкого умственного кругозора; они усматривали свою задачу в приготовлении лекарств, в извлечении и превращении металлов. Я смотрю- на химию с совершенно иной точки зрения: я смотрю на нее не как врач, не как алхимик, а как философ. Я начертал здесь план химической философии, который надеюсь выполнить и усовершенствовать своими опытами и наблюдениями…» (Мейер Э. История химии от древнейших времен до нашего времени. — СПб, 1889, с. 85). Правилом предшественников Бойля в химии было: «Без огня мы не проводим никаких операций». Огонь считался основным средством разложения, а все продукты, полученные в результате обжига металлов или нагревания вещества (возгонка, или сублимация, и др.), считались элементами (Шамин А. Н., Химия становится наукой. — В кн.: Крицман В. А., Ч. I, ук. соч., с. 53-72).

…В лаборатории, как обычно, кипела напряженная работа. Горели печи, нагревались в ретортах разнообразные вещества. В кабинет к Бойлю, намеревавшемуся сделать утренний обход помещений, вошел садовник и поставил в углу корзину с великолепными темно-фиолетовыми фиалками. Восхищенный их красотой и ароматом, ученый, захватив с собой букетик, направился в лабораторию: предстояло перегонять «витриол» (сульфат тяжелого металла) для получения «олеума витриоли» — концентрированной серной кислоты. Бойль открыл дверь — густые клубы дыма выходили из стеклянного приемника.

— Как идет работа, Уильям? — спросил он у молодого человека, наблюдавшего за печью.

— Все в порядке, сэр.

— Есть что-нибудь новое?

— Пока ничего. Вчера вечером нам доставили две бутыли с соляной кислотой.

— Откуда?

— Опять из Амстердама. Закупили у Рудольфа Глаубера.

— Хотелось бы взглянуть на эту кислоту. Отлей-ка немного в колбу.

Бойль положил на стол фиалки, чтобы помочь Уильяму налить кислоту. Едкие пары повалили из горла бутыли и медленно расползались по столу. Светло-желтая жидкость в колбе тоже дымилась.

— Великолепно! Когда закончите перегонку, зайдите ко мне наверх, обсудим план работы на завтра. — Бойль взял со стола букетик и отправился с ним в кабинет. И только тут он заметил, что фиалки слегка дымились. Жаль! Попали брызги кислоты. Надо бы их промыть. Он опустил цветы в стакан с водой, а сам, сев у окна, взялся за книгу. Через некоторое время, оторвавшись от чтения, он бросил взгляд на стакан с фиалками. Что за чудо! Они стали красными. Бойль отбросил в сторону книгу, схватил корзину с благоухающими цветами и быстро спустился в лабораторию.

— Уильям, принесите несколько стаканов и понемногу каждой из кислот. Воды тоже не забудьте.

Молодой помощник расторопно выполнил указания мэтра. Он знал: сейчас не время для расспросов. Позднее Бойль все объяснит. Они разлили по стаканам кислоты и разбавили водой, потом опустили туда маленькие букетики. Бойль сел на стул и стал ждать. Постепенно сине-фиолетовая окраска цветов начала приобретать красноватый оттенок. Вскоре они стали красными.

— Оказывается, не только «спиритус салис», но и остальные кислоты могут превращать синюю окраску фиалок в красную, — подытожил Бойль. — Это очень важно! Теперь мы легко можем определить, кислый ли данный раствор, — стоит лишь погрузить в него лепесток фиалки.

Бойль на секунду задумался.

— Пожалуй, лучше сделать так: соберем лепестки фиалок & приготовим из них настой…

— Готовить их будем в воде или в спирте? — спросил Уильям.

— И в том, и в другом. Посмотрим, что эффективнее. Одна капля такого настоя, прибавленная к исследуемому раствору, окрасит его, и по цвету можно будет узнать, кислый он или нет.

— А может, и щелочи будут изменять цвет краски? — робко заметил Уильям.

— Конечно. Испробуем и это. А теперь за работу! Приготовьте прибор для экстрагирования. Я пошлю садовника за цветами.

Было решено экстрагировать не только фиалки, но и приготовить настой из душистых лепестков роз.

Неутомимый исследователь, Бойль не ограничился получением настоев из цветов. С этой целью им были собраны целебные травы, лишайники, чернильный орешек, древесная кора и корни растений… Много разных по цвету настоев приготовил ученый со своими помощниками. Одни изменяли свой цвет только под действием кислот, другие — под действием щелочей. Однако самым интересным оказался фиолетовый настой, полученный из лакмусового лишайника. Кислоты изменяли его цвет на красный, а щелочи — на синий. Бойль распорядился пропитать этим настоем бумагу и затем высушить ее. Клочок такой бумаги, погруженный в испытуемый раствор, изменял свой цвет и показывал, кислый ли раствор или щелочной. Это было одно из первых веществ, которые уже тогда Бойль назвал индикаторами. И как часто случается в науке, одно открытие повлекло за собой другое. При исследовании настоя чернильного орешка в воде Бойль обнаружил, что с солями железа он образует раствор, окрашенный в черный цвет. Этот черный раствор можно было использовать в качестве чернил. Бойль подробно изучил условия получения чернил и составил необходимые рецепты, которые почти на протяжении века использовались для производства высококачественных черных чернил.

Наблюдательный ученый не мог пройти мимо еще одного свойства растворов: когда к раствору серебра в азотной кислоте добавляли немного соляной кислоты, образовывался белый осадок, который Бойль назвал «луна корнеа» (хлорид серебра). Если этот осадок оставляли в открытом сосуде, он чернел. Это была аналитическая реакция, достоверно показывающая, что в исследуемом веществе содержится «луна» (серебро). Бойль ошибочно считал причиной почернения осадка воздействие воздуха. В то время он не мог еще предположить, что разложение вызывается светом. Ученому были известны и многие другие реакции, в результате которых образовывались осадки.

Бойль продолжал сомневаться в универсальной аналитической способности огня и искал иные средства для анализа. Его многолетние исследования показали, что, когда на вещества действуют теми или иными реактивами, они могут разлагаться на более простые соединения. Используя специфические реакции, можно было определять эти соединения. Одни вещества образовывали окрашенные осадки, другие выделяли газ с характерным запахом, третьи давали окрашенные растворы и т. д. Процессы разложения веществ и идентификацию полученных продуктов с помощью характерных реакций Бойль назвал анализом. Это был новый метод работы, давший толчок развитию аналитической химии.

В то время ученые полагали, что только огонь может разлагать все вещества. Бойль отнюдь не был уверен в их правоте. Например, он знал из опыта, что при прокаливании песка, соды и известняка смесь не только не разлагалась, но из нее получалось стекло. Огонь и воздух все больше привлекали его внимание. Поэтому его помощники все чаще стали получать от него задания по исследованию влияния огня и воздуха на химические процессы. В центре внимания был процесс горения — одна из сокровенных тайн природы, которую Бойль пытался разгадать. Ученый сделал несколько важных открытий, но не смог дать правильного объяснения горению, так как, подобно многим ученым его эпохи, считал, что в огне содержится особый элемент «теплород» [47] . Бойль искренне верил, что при горении вещества связываются с теплородом. Главное доказательство этому он видел в обжигании металлов; полученная в результате зола (окись) всегда была тяжелее взятого металла [48] .

47

Теплород (теплотвор), согласно распространенным в физике XVIII в. и первой половины XIX в. ошибочным воззрениям, — особая невесомая материя, входящая в состав каждого тела и обусловливающая теплоту тел. Изучая вслед за алхимиками горение, обжигание металлов и дыхание, Бойль установил, что в этих процессах активно участвует какая-то составная часть воздуха. Наблюдения Бойля сыграли важную- роль в дальнейшем развитии научных знаний (Джуа М., ук. соч., с. 91; Копелевич Ю.X., ук. соч., с. 47 и сл.).

48

Бойль ввел в лабораторную практику весы, хотя и небольшой точности (от 1 до 0,5 грана, т. е. примерно от 60 до 30 мг), и разработал способ взвешивания.