Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона - Сергей Валянский

И хотя еще Георгий Агрикола, в середине XVI столетия описавший получение висмута из руд, указывал, что висмут — это не свинец и не олово, эти его слова воспринимались лишь как практический совет использовать висмут для иных целей.

Алхимики затвердили, что существует соответствие между числом планет, — Солнце, Луна, Венера, Юпитер, Сатурн, Марс, Меркурий, — и числом известных (в то время) металлов, — золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть. Постепенно традиция называть металлы именем небесных тел превратилась в стройную систему. Для средневекового алхимика золото было в определенном смысле Солнцем, серебро — Луной, железо — Марсом (уже не по цвету планеты, а по воинской профессии бога Марса, что, впрочем, тоже вначале восходило к «кровавому» цвету планеты), медь — Венерой, ртуть — Меркурием, олово — Юпитером, свинец — Сатурном. Вплоть до конца XVIII столетия эти металлы обозначались соответствующими астрономическими символами.

Естественно, что появление в практике новых металлов означало нарушение традиционных воззрений, иначе говоря, парадигмы. Согласиться с этим было чрезвычайно трудно. Гораздо проще было считать новый, ранее не известный металл разновидностью старого. Вот и стал цинк индийским оловом, сурьма — свинцом, висмут — тоже оловом, только серым, или свинцом, только «бледнейшим».

Остроумный выход из создавшегося положения предложил испанский металлург падре Альваро Алонсо Барба. В сочинении «Искусство металлургии» (1610) он писал:

«Недавно в горах Богемии нашли висмут. Это металл, промежуточный между оловом и свинцом, отличающийся от них обоих и мало известный. И если бы даже хотели приписать какую-то тайную силу воображаемой связи между планетами и металлами, то сегодня совершенно не достоверно, что планет семь. Благодаря телескопу обнаружены и другие. В «Трактате о спутниках Юпитера» знаменитого Галилея можно найти удивительные наблюдения, касающиеся числа и движения этих новых планет».

В общем, для новых металлов можно было бы при желании подобрать новые планеты. Так новейшие открытия могут быть использованы для латания дыр в самых старых догмах.

Платина = Pt

Третий из металлов, считающихся в наше время драгоценными, был открыт на несколько тысяч лет позже золота и серебра. Платина, то есть серебришко, — так пренебрежительно назвали испанские конкистадоры белый, тяжелый, нержавеющий металл. Напоминая серебро своим видом и благородной способностью не ржаветь, платина никак не желала поддаваться ни огню, ни молоту.

Первое упоминание о платине в литературе принадлежит итальянскому ученому Юлию Цезарю Скалигеру. В 1557 году другой итальянец, Гиролами Кардано, определил всякий металл как «вещество, которое плавится и, остывая, твердеет». Полемизируя с ним, Скалигер указал, что под это определение не подходят два металла, а именно ртуть и еще один, который находят в Южной Америке и который «ни огнем, ни каким-либо иным испанским искусством никто не в состоянии сделать жидким». Температура плавления платины 1769°C, достичь ее не могли очень долго.

Фосфор = P

В 1669 году гамбургский алхимик Геннинг Бранд, пытаясь получить философский камень, случайно открыл фосфор. А в Парижской библиотеке есть сборник алхимических манускриптов, из которого следует, что в XII веке арабский алхимик Алхид Бехиль, перегоняя мочу с глиной и известью, получил некое вещество, которое назвал карбункулом. Карбункулус по-латыни означает «уголек». Вполне вероятно, что «уголек» Алхида Бехиля тоже был фосфором.

Первая стадия процесса изготовления золота из других металлов алхимикам была (в принципе) известна: надо было найти Философский камень. Бранд разумно рассудил, что раз Философский камень и эликсир долголетия — одно и то же, то он должен постепенно покидать человеческий организм. Собрав бочку собственной мочи и дав ей постоять месяца два, Бранд принялся упаривать ее до густоты сиропа. Остаток смешал с песком и, поместив смесь в реторту, начал нагревать сосуд, постепенно усиливая огонь. Сперва отгонялась вода, но когда реторта раскалилась добела, Бранд заметил голубоватый свет, испускаемый веществом, собравшимся в приемнике.

Философский камень, Господи, помилуй!

Пока Бранд обогащался, торгуя Философским камнем, лучшие химики Европы пытались разгадать его секрет. Первыми добились успеха саксонский алхимик Иоганн Кункель и великий английский естествоиспытатель Роберт Бойль. Кункелю удалось, приехав в Гамбург, выведать, что фосфор получается из мочи, но он сохранил секрет. Что же касается Бойля, то Бранд, демонстрируя ему «холодный огонь», не удержался и тонко намекнул, что, мол, такое блестящее вещество получается из весьма низкого и пренебрегаемого. Искуснейшему Бойлю потребовалось совсем немного времени, и образец «холодного огня» вместе с секретным пакетом, содержавшим описание процесса получения фосфора из урины, был направлен в Королевское общество.

Ни Бойль, ни Кункель торговать холодным огнем не стали. Больше всего денег заработал на нем один из ассистентов Бойля, Амбруаз Ханкевиц. После смерти патрона он построил фабрику и на протяжении пятидесяти лет сбывал свой фосфор по цене 3 фунта стерлингов за унцию (31,1 грамма). Вот кто спокойно обошелся без Философского камня.

Кобальт = Co

В 1738 году был открыт кобальт. Если не считать фосфора, который вполне мог оставаться неоткрытым до середины XVIII века, кабы не погоня Бранда за Философским камнем, то предыдущий элемент висмут был открыт за триста лет до кобальта. А дальше начинается лавина, шквал открытий: никель, водород, азот, кислород, марганец, хлор, барий (последние четыре элемента были открыты в течение одного года!), молибден, теллур, вольфрам, уран, титан, хром, иттрий — и это все до наступления XIX столетия.

Лавина хлынула благодаря радикальному изменению, происшедшему в науке о веществе: из алхимии «ушла» химия. Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм объявил:

«Настоящая цель химии заключается не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств».

Его последователь Иоганн Баптист Ван Гельмонт, тоже называвший себя ятрохимиком (медико-химиком), продолжил освобождать химию от алхимии. Завершил этот процесс Роберт Бойль. Так алхимия пошла по двум дорогам. По одной — химия, освободившаяся от мистики и магии. По другой — алхимия со всей мистикой, но без рациональных методов, ушедших с химией.

Алюминий = Al

До последнего времени началом эпохи электричества было принято считать 1786 год, когда Луиджи Гальвани произвел свои знаменитые опыты. Некоторые археологические открытия заставляют, однако, усомниться в этом. Во время раскопок у берегов Тигра, в развалинах античного города Селевкия, археологи обнаружили небольшие глазурованные глиняные сосуды высотой около 10 см. В них находились железные стержни и запаянные медные цилиндры, судя по внешнему виду, разъеденные кислотой. И это не первая подобная находка! Было высказано предположение, что эти сосуды — своего рода гальванические элементы. Когда после тщательного исследования их восстановили в первоначальном виде, они дали электрический ток.

А в Китае есть гробница известного полководца Чжоу-Чжу (265–316). Когда был проведен спектральный анализ некоторых элементов орнамента этой гробницы, то выяснилось, что он состоит из сплава, 10 % которого составляет медь, 5 % — магний и 85 % — алюминий. Однако первый алюминий, как известно, был получен только в 1808 году, когда для этого был применен электролиз, который и до сих пор остается основным способом получения алюминия. Значит, — даже отвлекаясь от достоверности или недостоверности китайской хронологии, — мы должны предположить одно из двух. Или задолго до XIX века был известен другой способ получения алюминия, о котором ныне никто ничего не знает, и над которым безуспешно бьется современная наука, или в то время какая-то ограниченная группа ученых знала о явлении электролиза.

Общий обзор древней химии

Знакомясь с углем, серой, медью, золотом, серебром, железом, свинцом, оловом, ртутью, цинком, сурьмой, мышьяком, висмутом, платиной, люди не имели ни малейшего представления о том, что они открывают химические элементы. Понятие «химический элемент» возникло лишь в XVII веке, сформировалось окончательно в XVIII, а реальные объекты, отвечающие этому понятию, удалось познать только в XX столетии.

Химическое «производство» каменного века

Научившись обжигать глину в огне костров, первобытные исследователи не остановились на этом. Дальше одновременно с химическими экспериментами по выплавке металла шли керамические, а затем и ранние опыты стекольного производства. Этот естественно и последовательно протекавший процесс можно представить как историю борьбы за получение все более и более высоких температур. В ходе этой истории были получены существенные успехи и в подборе топлива, и в конструировании печей, — в частности печей для выплавки металлов с искусственным дутьем.