Химия – просто: история одной науки

Выдувание стекла в Древнем Египте

Финикийский корабль

А в ходе исследований знаменитой пирамиды Хеопса учёные обнаружили уже и первые свидетельства зарождения науки в те далёкие времена. Сразу отмечу, что наука не была тогда всеобщим достоянием, заниматься ею дозволялось преимущественно лишь одному классу – классу духовенства. Все свои открытия и знания жрецы держали в строжайшей тайне. Из корыстных, разумеется, соображений: так им легче было оболванивать невежественных в своей массе людей мнимыми чудесами и колдовством.

Кстати, в настоящее время некоторые шарлатаны занимаются практически тем же самым. Например, заряжают воду через экран телевизора. Или без зазрения совести обещают вывести все шлаки из организма с помощью банального электролиза водопроводной воды. Ну не смешно ли?! Однако, к сожалению, до сих пор находятся люди, которые им верят. В основном это люди, не желающие ни учиться, ни самообразовываться, ни всесторонне развиваться. Вот разные хитрецы от «науки» и пользуются их безграмотностью, набивая свои кошельки деньгами одураченных «пациентов». Так было 5000 лет назад, так продолжается и по сей день. За столь длительный срок человечество, увы, так ничему и не научилось.

Однако вернёмся к древнеегипетским жрецам. Постепенно класс жрецов был упразднён, и, если бы не путешествовавшие по миру философы разных стран, научные знания жрецов канули бы в Лету вместе с ними. По счастью, философы-путешественники не раз останавливались в египетских храмах и успели приобрести там некоторые научные познания, чтобы затем распространить их по миру.

Самым выдающимся греческим философом был Аристотель, живший за 300 лет до Рождества Христова. В своих сочинениях он стремился объединить и обобщить все известные на тот момент естественные науки. К сожалению, слишком авторитарное влияние его сочинений на тогдашний учёный мир и слепая вера учёных мужей в их безошибочность затормозили дальнейшее развитие науки вплоть до конца Средних веков. Ведь свободная наука, как мы теперь знаем, не должна быть подвержена ни догмам, ни авторитетам.

Аристотель – древнегреческий философ, ученик Платона. Воспитатель Александра Македонского

Аристотель считается отцом учения о четырёх элементах природы. Это сейчас нам известны аж 118 элементов периодической системы Менделеева, из которых состоит окружающий нас мир. (Правда, примерно ? часть этих элементов синтезирована человеком в лабораторных условиях, то есть в природе пока не встречалась.)

Разумеется, понятие Аристотеля об элементе сильно отличается от того, что под «элементом» подразумевает современная наука. Аристотель считал, что тела обладают какими-то определёнными свойствами, с помощью которых и воздействуют на наши чувства. Он различал четыре первоначальных свойства, которые и назвал элементами.

тепло

холод

сухость

влажность

Соединяя эти свойства в различных отношениях, можно получать всевозможные тела с самыми разнообразными частными свойствами. Например:

тепло + сухость = огонь

тепло + влажность = воздух

холод + сухость = земля

холод + влажность = вода

На основании своей теории о четырёх элементах Аристотель смог объяснить некоторые явления природы, например, кипячение воды. Этот процесс он считал превращением воды в воздух. (Интересно, как бы он сейчас объяснил реакцию «кола + ментос»?!)

Естественно, с помощью своей «теории» Аристотель не мог описать все явления и факты, но это его абсолютно не смущало. Он считал, что не мысль должна приспосабливаться к природе, а, напротив, природа должна приспособиться к человеческой мысли. Тем не менее он признавал, что число выявленных им элементов слишком мало, поэтому добавил к ним ещё один – неопределённый. Этот пятый элемент получил латинское название quintaessentia. Понятие «квинтессенция» позднее сыграло важнейшую роль в изысканиях средневековых алхимиков. В системе же Аристотеля оно обозначало нечто духовное, что-то вроде «эфира».

Здесь, дорогой читатель, я ненадолго остановлюсь, чтобы сделать тебе небольшую прививку от шарлатанов. К сожалению, в настоящее время существует огромное множество фанатиков, свято верящих в теории заговоров, «рептилоидов», твёрдо убеждённых в том, что учёные скрывают от обычных людей настоящую науку, что раньше было лучше и древние люди всё знали. В частности, эти фанатики утверждают, что якобы всё вокруг нас состоит из эфира. Так вот, дорогой друг, поверь мне на слово: все их заверения – банальная чушь. Дочитав книгу до конца, ты обязательно узнаешь, с помощью каких экспериментов учёные доказали, что никакого эфира не существует. А пока просто запомни: если встретишь людей, которые захотят убедить тебя в существовании эфира, не относись к их сказкам серьёзно.

В 121 году н. э. греческий врач Клавдий Гален (ок. 129–216) усовершенствовал теорию Аристотеля и впервые применил её к человеку. Он считал, что человек состоит из тех же четырёх элементов, из которых состоят любые тела в природе. В теле здорового человека они находятся в определённом соотношении, и если вдруг какого-то элемента становится меньше – человек заболевает. Отсюда вытекает и разработанный Галеном способ лечения: вносить в организм тот элемент, которого не хватает.

Клавдий Гален – греческий врач

Вот так, мой друг, выглядели первые зачатки химических знаний, из которых потом выросли великие открытия, поражающие наше воображение по сей день. И, заметь, развитие химической науки стало возможным не благодаря философии и метафизике, а благодаря неутомимому поиску новых фактов, новых тел и усовершенствованию способов превращения одних тел в другие. Разумеется, стремление к распространению практических знаний по химии не могло появиться без материального импульса. И вообще запомни на будущее: занятия наукой стоят не просто дорого, а очень дорого! Стремления к ним не появилось бы без манящей цели, для достижения которой гений и талант готовы были не щадить себя.

Из случайных открытий химическое искусство рано или поздно должно было превратиться в планомерную работу. И первой чётко выраженной заманчивой целью на этом пути стало желание человека найти «философский камень».

Слышал о таком?

Глава 2

Химия и «философский камень»

Итак, что же такое «философский камень»? Почему наши предки так стремились его найти и какими методами для этого пользовались?

По правде говоря, предмет их вожделения представлял собой вовсе не камень, а… жидкость. Своего рода эликсир, обладающий чудодейственными свойствами. Главной ценностью такого эликсира считалось то, что незначительной его дозы хватало бы для превращения неблагородных металлов (например, меди и железа) в металлы благородные – серебро и золото.

Кстати, именно из тех времён к нам и пришло понятие о «благородных металлах». Такое название эти металлы получили главным образом за свой красивый внешний вид в изделиях и характерные только для них физические свойства. Например, основные благородные металлы – золото, серебро и платина – на воздухе практически не окисляются, даже при плавлении. Другими словами, под благородными металлами следует понимать химически стойкие металлы, с трудом вступающие в химические реакции. Возьмём для сравнения, например, железо. Оно не является благородным металлом, так как окисляется (ржавеет) на воздухе. Вот если бы автомобили изготавливали из золота или платины – им бы сносу не было. Но и цена, разумеется, была бы запредельной. А уж стоимость «жигулёнка», изготовленного, допустим, из осмия или родия, вообще равнялась бы цене пожизненного абонемента полётов на Марс!

Впрочем, в описываемое время о последних двух элементах ничего ещё не знали, а о «жигулях» тем более не слышали.

Что же касается «философского камня», то в те давние времена его наделяли воистину чудодейственными свойствами: способностью лечить всевозможные болезни, дарить людям долголетие и даже бессмертие, превращать злых людей в добрых, а грешников – в праведников. Неудивительно поэтому, что очень многими овладевало непреодолимое желание приобрести столь драгоценный эликсир любой ценой и за любую цену.

Чем же подкреплялась столь фанатичная вера в могущество «философского камня», кем поддерживалась? Мы ведь с тобой прекрасно понимаем, что ничего не происходит просто так, само по себе. И книга сама себя не прочтёт (допустим, аудиокнига прочтёт, но сама себя она всё равно не включит), и ребёнок сам себя ничему не научит, если рядом не будет учителя, и наука не сможет заявить о себе сама, без помощи популяризатора и его последователей. (Уловил намёк? Тогда, дочитав эту книгу, не забудь зайти на наш YouTube-канал «Химия – Просто» и поделиться ссылкой на него с друзьями.) Так как же «рекламировал» себя «философский камень»?

Дело в том, мой друг, что над изобретением «философского камня» трудились люди, которые называли своё дело (ал) химией, а себя, соответственно, именовали алхимиками. Они-то и старались вывести своё дело на первый план, внушить окружающим мысль о первостепенной, главенствующей значимости своих занятий. (Проще говоря, отличными пиарщиками были эти алхимики.) Они даже своё происхождение приписывали якобы родству с известными представителями древнейших поколений, в том числе с библейскими персонажами. И это, надо сказать, достаточно успешно у них получалось.

Поскольку мечты о наступлении «золотого века» отражаются во многих древних сказаниях, можно предположить, что мысль о превращении обычных металлов в золото владела умами людей с доисторических времён. Получение первых металлических сплавов лишь подкрепило их грёзы.

Если мы нагреем в фарфоровой чашке смесь из 9 частей меди и 1 части олова (вспоминаем математику за 3 класс), то получим сплав, обладающий совершенно другими свойствами, нежели отдельно взятые медь или олово. А после шлифовки данный сплав вообще приобретает блеск, подобный блеску золота. В древности этот процесс рассматривали так: в ходе химических реакций характерные свойства того или иного вещества отделяются и сообщаются (передаются) другим веществам в любом заданном количестве.

Слово алхимия впервые встречается у арабов. Скорее всего, они просто добавили арабскую приставку «ал» к слову «химия», которое имеет египетское происхождение и переводится как «египетская наука».

Человеком, впервые изложившим в своих сочинениях мысль о превращении металлов, а также описавшим способы, применённые им для осуществления этих процессов, был арабский учёный Гебер Абу Мусса Джафар аль-Софи (780–840). Жизнь Гебера покрыта мраком неизвестности. Известно лишь, что во второй половине VIII века он преподавал медицину в арабской академии в Севилье. Оставшиеся после него сочинения свидетельствуют о богатом багаже знаний учёного.

Арабский алхимик

Алхимические приборы

Именно Геберу мы обязаны знакомством с важнейшими веществами, реагентами, без которых в настоящее время не сможет обойтись ни одна научная лаборатория, ни одна отрасль химической промышленности. К таким реагентам относятся, в частности, серная и азотная кислоты, смесь которых известна под названием «царская водка». Кроме того, именно Гебер научил получать соли, квасцы, купоросы и т. д. искусственным путём.

Он был добросовестным и ответственным исследователем: все свои наблюдения описывал откровенно и подробно. При этом отличался необыкновенной скромностью – никогда не кичился своими заслугами, не выпячивал своё имя. И если бы не его столь же добросовестные преемники, мы, возможно, никогда не узнали бы об открытиях Гебера.

Как я уже говорил, учение Аристотеля затормозило развитие науки на несколько столетий. Главенствующее значение отводилось не наблюдениям и опытам, а мысли. Всё, что противоречило умственным заключениям, устранялось или истолковывалось ошибочно. Лишь спустя почти тысячелетие великие естествоиспытатели эпохи Возрождения (Коперник, Галилей, Бэкон) смогли вернуть экспериментальному опыту надлежащее ему значение.

Николай Коперник

Галилео Галилей

Френсис Бэкон

Однако даже при том, что в период от Аристотеля до конца Средних веков научное познание было сковано в развитии, одна из научных отраслей продолжала развиваться, так как занималась сбором фактов и накоплением знаний. Да-да, я имею в виду именно химию. Точнее, не совсем химию, а её ответвление – алхимию, представляющую собой странное сочетание кропотливого труда с полным суеверий мистицизмом. Разумеется, развитие алхимии тоже было обусловлено в первую очередь материальными побуждениями, ведь человеку во все времена свойственно желание разбогатеть, сохранить здоровье, продлить жизнь и т. д.

Кстати, если мы заострим внимание на профессиях основоположников алхимии, то увидим, что Альберт Магнус (1193–1280), Роджер Бэкон (1214–1292) и Базилиус Валентинус (XV век) были монахами, а Арнольд Вилланованус (1235–1312) – врачом. Интересная вырисовывается картина, не правда ли? Получается, что раз изготовлением золота занимались главным образом монахи и врачи, значит, они и есть самые жадные люди? Предположение, конечно, из разряда шутливых, но, как говорится, в каждой шутке есть доля правды.

Словом, так или иначе, но алхимия постепенно входит в моду и вскоре ряды алхимиков пополняются представителями разных других сословий. Немецкий алхимик Копп, автор классического труда по истории химии, писал по этому поводу так: «Приверженцы и вожаки алхимии набираются из всяких сословий. Цари и короли, нищие, бродяги, духовенство и врачи, наконец, любители природы соперничают друг с другом в этом занятии. Храмы этой науки мы находим то в монастырях, то в аптеках. Жрецами её состоят шарлатаны и рыцари фортуны, но рядом с ними находим настоящих учёных».