От водорода до …? - Таубе Петр Рейнгольдович. Страница 3
Так появились первые символы для обозначения первых известных в те времена металлов. Этими знаками пользовались египтяне и греки, персы и арабы. От арабов эти знаки внедрились в алхимию, где, сохранившись на протяжении веков, дополнялись многочисленными символами, произвольно вводимыми каждым алхимиком.
Алхимики верили, что металлы подобны живым существам, что они рождаются, живут и умирают в земле. Светила, по мнению алхимиков, оказывали влияние не только на рождение металлов, но и на дальнейшее их развитие и совершенствование. Конечным итогом совершенствования является будто бы образование золота. Однако различные причины мешают этому совершенствованию и получаются неблагородные металлы: медь, свинец, железо, которые можно усовершенствовать, т. е. превратить в золото. По учению Аристотеля, различие между золотом и другими металлами заключается лишь в количестве основных «принципов» — сухости, влажности, тепла и холода. Отыскание нужного сочетания этих «принципов» и составляет задачу алхимии. Решить же эту задачу возможно с помощью «философского камня». Каких только веществ и их смесей в самых разнообразных сочетаниях при различных условиях не перепробовали алхимики — от кусочков «небесных» камней — метеоритов до экскрементов вшей, от срезанных с пальцев умерших красавиц ногтей до растертых в порошок эмбрионов.
В поисках способов получения золота или «философского камня» алхимики проделывали неисчислимое количество опытов. Эти опыты позволили установить ряд фактов, послуживших основанием для создания новых алхимических «элементов» мира. Так, наблюдая способность ртути растворять (а тогда считалось — поглощать) в себе некоторые металлы и выделять их при нагревании, алхимики ввели в обиход отвлеченное представление о «философской ртути» как носителе металлических свойств. Способность серы соединяться со многими металлами, с образованием землистых масс, из которых при известных условиях (обжиг и т. д.) вновь выделялся металл, послужила поводом для появления в обиходе алхимиков нового «элемента» мира — «философской серы». Она являлась носителем изменяемости металлов от действия огня. Позднее в число алхимических «элементов» мира была включена «философская соль» — носитель вкуса, твердости, растворимости и вообще изменяемости от действия воды.
Но алхимические «элементы» мира, конечно, не могли способствовать развитию науки. Прогресс химических знаний был незначителен и определялся открытием отдельных химических соединений, случайно получавшихся в неисчислимом количестве опытов, связанных с поисками «философского камня». Схоластическая направленность знаний, слепой догматизм, метафизика, вера в колдовство, лженаучные теории астрологии, на которые опиралась алхимия, — все это было зданием на песке, и оно должно было неизбежно рухнуть.
Экономическая жизнь и дальнейшее развитие в городах таких отраслей промышленности, как металлургия, стеклоделие, красильное производство и др., становились невозможными без соответствующих практических данных химии. Алхимия же, запутавшись в поисках «философского камня» среди отвлеченных «элементов» мира — «ртути», «серы» и «соли» — не могла, конечно, удовлетворить практических запросов жизни. И все же «без алхимии не было бы и химии» (Ф. Энгельс).
В результате многовековых бесплодных поисков стало понятно, что для познания законов природы и сущности ее вещей недостаточно слепого преклонения перед авторитетом Аристотеля, а необходимо опытное изучение природных явлений и их закономерностей. Опыт показывал, что число основных веществ, из которых построена Вселенная, значительно больше четырех «элементов» Аристотеля и трех алхимических и что сами неблагородные металлы являются простыми, далее неразложимыми и не превращающимися в другие вещества природы.
В 1668 г. четырнадцатый сын Ричарда, графа Йоркского, Роберт Бойль, выдающийся ученый XVII столетия, опубликовал книгу под заглавием «Скептик-химик или сомнения и парадоксы относительно элементов алхимиков». В этой книге Бойль отрицал элементы-качества Аристотеля и «элементы» алхимиков и впервые в истории науки о веществе дал понятие об элементе, вытекавшее из экспериментальных наблюдений. Изучая природу металлов, Бойль заявлял: «Я очень хотел бы знать, каким образом можно разложить металлы на ртуть, серу и соль; я обязуюсь покрыть все издержки, необходимые для этого. Заверяю, что я никогда не мог этого достичь».
На основании многочисленных опытных данных Бойль называет «…элементами … некоторые первоначальные и простые, вполне несмешанные тела; эти тела не состоят из других тел или друг из друга и являются составными частями, из которых сложены все вполне смешанные тела и на которые последние в конце концов распадаются».
Таких неразложимых химическими средствами простых веществ, или элементов Бойля, к концу XVII в. насчитывали 15. Но сколько их есть в природе? Этого никто не знал. И на этот вопрос, казалось, нельзя было дать ответа даже с помощью опыта, который мог только указать: простое или сложное то или иное вещество. А так как средства химического анализа были весьма ограничены, то и этот вопрос не всегда разрешал опыт.
Если к сказанному добавить, что груз алхимического прошлого еще тяготел над мышлением ученых, и сам Бойль явился основоположником учения о «сверхтонкой материи огня» (флогистоне), то становится ясным, как далеко было до ответа на поставленный вопрос [3]. Потребовалось еще много времени, потребовался гений М. В. Ломоносова, сумевшего в опытах по прокаливанию металлов в запаянных сосудах (без доступа воздуха) доказать отсутствие «сверхтонких материй» — тепла, холода, огня и других, которыми так плодовит был XVIII в., прежде чем вопрос об элементах стал на научную основу.
Спустя столетие после работ Р. Бойля французский ученый Антуан Лоран Лавуазье составил первый список химических элементов. Из тридцати пяти названий в нем только 23 действительно являлись элементами. К первой трети XIX в. число химических элементов достигло трех десятков, а к середине XIX в. их количество перевалило за пятьдесят. И по-прежнему никто из ученых не знал, сколько же элементов находится в природе, хотя в химических методах определения элементов теперь уже никто не сомневался. Никто не знал и того, конечно или бесконечно число элементов. А так как начиная с пятидесятых годов XIX в. почти не проходило года, чтобы кто-нибудь из химиков не открывал новый элемент, то некоторые ученые стали думать, что число различных элементов может быть столь же велико, как и число тел природы.
Многим «охотникам» за элементами казалось, что стремление найти ответы на эти вопросы является столь же бессмысленным, как было бессмысленно в свое время и отыскание «философского камня». Вот почему особенно величественно выступает из массы таких исследователей фигура гениального русского химика-ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, поставившего перед собой цель разобраться во всем многообразии химических элементов и их соединений, свести их в единую естественную систему мира, отыскать закон природы, с помощью которого можно было бы предсказывать свойства еще не открытых химических элементов и соединений, которые они образуют.
Каким же образом поставленная Менделеевым задача была разрешена? Отвечая на этот неоднократно задаваемый ему вопрос, Д. И. Менделеев писал: «Посвятив свои силы изучению вещества, я вижу в нем два таких признака или свойства: массу, занимающую пространство и проявляющуюся в притяжении, а яснее или реальнее всего в весе, и индивидуальность, выраженную в химических превращениях, а яснее всего формулированную в представлении о химических элементах…». Отсюда, продолжал Д. И. Менделеев, «…невольно зарождается мысль о том, что между массою и химическими элементами необходимо должна быть связь, а так как масса вещества, хотя и не абсолютная, а лишь относительная, выражается окончательно в виде атомов, то надо искать … соответствия между индивидуальными свойствами элементов и их атомными весами». Так, в бесконечном многообразии свойств, присущих различным веществам, Менделеев усмотрел то общее свойство, которое, оказавшись присущим всем химическим элементам, привело его к открытию величайшего закона природы, ставшего руководящим законом не только химиков и физиков, но и любых специалистов, занимающихся изучением вещества. Таким общим, присущим всем веществам свойством, оказался вес составляющих их атомов — атомный вес [4].