|
1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ХИМИИ
Проследить возникновение химии у истоков цивилизации — задача нелегкая, но еще труднее определить характер химических знаний у различных народов. Правда, степень цивилизации народа, хотя бы и на первой ее стадии, всегда столь многосторонне проявляется в области культуры и техники, что при достаточном знании археологии нетрудно проследить за развитием отдельных искусств (применим этот термин, чтобы более строго отличать античную науку от современной).
Однако при отсутствии связующей нити древняя история той или иной науки сведется к сумме обособленных сведений, к ссылкам на достигнутый в те времена технический прогресс и не будет представлять собой систематического изложения. Последнее возможно только тогда, когда существенную роль начинает играть общая теория, оказывающая влияние на развитие определенной науки. Что касается химии той эпохи, то возникает вопрос: искусство это или наука?
Два самых глубоких исследования по истории химии Бертло 2 и Штрунца 3 позволяют принять первую альтернативу. Химией в древности называли искусство превращать обыкновенные металлы в золото и серебро или их сплавы. Название это, вероятно, произошло от египетского слова хам или хеми, что означало Египет, а также «черный». Происхождение названия «химия», таким образом, еще окончательно не выяснено 4, и проще понимать под химией «искусственное приготовление золота и серебра», как у Свиды в Энциклопедии 5 XI в., в которой собрано все, что сохранилось в преданиях по существу этого вопроса. История египетской цивилизации и, в частности, привилегии жреческой касты на опекание тех ремесел, которые представляли особенный интерес для сохранения и увеличения богатства, позволяют предполагать, что химическое ремесло возникло в Египте 6. Так или иначе, совершенно ясно, что в Египте оно считалось священным и было окружено таинственностью. Если, как утверждает Вико 6а, наводнения на Ниле привели к разработке в Египте геометрии, выросшей из землемерия, то и возникновение химии может быть приписано практическому стимулу.
Не таким ясным представляется нам возникновение химического ремесла у эллинов, скрытое неожиданно великим духовным развитием, достигнутым в античности изумительным народом Греции. Несмотря на это, в сочинениях Платона, Аристотеля, Теофраста, Плиния и других 7 легко найти свидетельства о некоторых химических знаниях у этого народа. Греческая цивилизация не могла отнестись с полным пренебрежением к прикладным знаниям и не могла использовать материальные ресурсы для территориальных завоеваний, если бы не считалась с важной ролью техники для всей общественной жизни. Только ошибками в оценке истории можно объяснить утверждения современных исследователей эллинизма, будто греки не придавали значения практическим знаниям. Но разве смогла бы греческая цивилизация укрепиться и вести победоносную вооруженную борьбу с народами, знакомыми с приложениями различных технических процессов?
Персы также были не только воинственным народом, потому что знали различные приложения металлургии, гончарное ремесло и т. д. В войнах между греками и персами техника обеих сторон не была заимствована у других народов. Дальнему Востоку также была известна практическая химия; в Индии химия получила такое же развитие, как в Египте и Греции 8. Вероятно, то же можно сказать и о Китае, потому что знакомство с порохом и крашением выдвинуло китайский народ на одно из первых мест по познаниям в практической химии древности.
Алхимия, которая дала начало алхимическому периоду, характеризуется стремлением превратить неблагородные металлы в благородные и представляет поэтому первую попытку рационализировать совокупность знаний на основе общего принципа. Однако с алхимией мы отчасти вступаем в область загадок и присутствуем при создании мифов. В то время как некоторые приверженцы алхимии вели начало своего искусства от Книги бытия, а проще — от эпохи «всемирного потопа», другие связывают происхождение алхимии с Гермесом Трисмегистом 10, который стал таким образом «трижды величайшим» основателем священного искусства.
Подобно Изиде, Серапису, Митре и другим, мифическая фигура Гермеса Трисмегиста свидетельствует о некоей связи между религией и магией 10а. И вот химия сделалась герметическим искусством, а позднее спагирическим искусством (от аяасо — отделяю и aystpco — собираю).
В новую эпоху обнаружилась тщетность стремлений алхимиковг в особенности благодаря успехам техники (первые великие поборники прикладной химии, такие, как Бирингуччо, Агрикола, Палисси, Глаубер, жили в XVI в.), и химия стала все более и более приобретать самостоятельный характер, поскольку она начала рассматриваться (Парацельсом в ятрохимический период) как вспомогательная медицинская наука.
С середины XVII в. примерно до последней трети XVIII в. с расширением теоретических и практических сведений сначала под влиянием пневматологии (учения о газах), а затем теории флогистона в химии начал вырабатываться единый взгляд на химические процессы и использоваться экспериментальный метод, основателями которого в XVII в. были Галилей, Ньютон, Гюйгенс, а также пневматолог и химик Бойль.
Но только к концу XVIII в., начиная с Лавуазье, эта наука приняла свой настоящий характер, заключающийся в экспериментальном изучении состава тел. С XIX в. химия окончательно выступает как самостоятельная наука, хотя и связанная с другими отраслями естествознания; в этом веке химия, используя достижения физики, механики и математики, совершила переход от эмпиризма к рациональности.
Атомная теория Дальтона, молекулярная теория Авогадро и все более широкое применение в химии математики в первую очередь способствовали этому переходу. Возникновение теории электролитической диссоциации Аррениуса (1887) ознаменовало, по словам Джонса 106, новую эру в химии. Применение в химии принципов термодинамики и теории фаз Гиббса для гетерогенных равновесий (которая, кроме других заслуг, имеет еще и ту, что она способствовала развитию современной металлографии), расширение теории химического сродства и разработка третьего начала термодинамики, или «тепловой теоремы» Нернста, — все эти завоевания науки формировали новое лицо химии.
Еще нельзя предвидеть развитие, которое получит старое понятие валентности под влиянием электронной концепции вещества, создание которой составляет заслугу Дж. Дж. Томсона (1904), но открытие в конце прошлого века радиоактивности, а затем открытие супругами Пьером и Марией Кюри радия революционизировало почти все естественные науки. Возникновение под влиянием квантовой теории Планка (1900) атомной физики создало для химии новые проблемы и расширило поле исследования. В настоящее время нельзя провести четкой границы между предметом химии и физики, и самые тонкие физические методы оказываются полезными при решении химических задач. Напомним в связи с этим об изучении кристаллической структуры с помощью рентгеновских лучей, что привело Брэгга 10в к воссозданию истинной архитектуры вещества в твердом состоянии, о применении самых различных физических методов к изучению структуры макромолекул 10г и о многих, многих других успехах, достигнутых в последние десятилетия, чье перечисление увело бы нас в чащу деталей из истории химии.
К концу прошлого века Оствальд 11 противопоставил энергию материи, признавая реальность только за первой и предлагая очистить химию от атомно-молекулярных представлений: теория фаз и понятие энергии, по его мнению, будут достаточны для истолкования любого химического процесса. Ныне, наоборот, материя и энергия рассматриваются как две реальности, которые химия изучает, в согласии с физикой, пользуясь рациональным методом, предписанным математикой. Вскоре будут говорить о «рациональной химии» как о действенной ветви физико-математических наук. И это будет логичным завершением долгого периода возмужания, который неизбежно приводит все естественные науки к рационализму, обобщающему эмпирические данные, хотя и представляющие собой первое приобретение экспериментального метода, но не составляющие конечной цели научного познания.
2. ПЕРИОДИЗАЦИЯ ИСТОРИИ ХИМИИ
Конечно, разделение на периоды не следует переоценивать, потому что науку нельзя расчленить в ее историческом развитии, а также и потому, что отдельные периоды сливаются либо с предыдущими, либо с последующими, а иногда и с теми и другими одновременно.
В соответствии с классификацией принятой большей частью историков химии, мы различаем следующие эпохи:
1. Период предалхимический — от начала цивилизации до IV в. нашей эры. Этот период отличается отсутствием понятий, обобщающих приобретенные практические знания, передававшиеся по традиции ив поколения в поколение кастами жрецов.
2. Период алхимический — с IV в. нашей эры до XVI в. Он характеризуется, кроме веры в магическую силу философского камня, поисками эликсира долголетия, алкагеста, или универсального растворителя, а также созданием мифов, из которых знаменитым стал миф о Гермесе Трисме-гисте. Алхимический период можно в свою очередь разделить на подперио-ды, которые обозначаются именами народов, практиковавших «превращение» неблагородных металлов в золото или серебро. Имеется, таким образом, алхимия египетская, греческая, арабская, раннего и позднего средневековья, натуральной магии 12 и т. д.
3. Период объединения химии охватывает XVI, XVII и XVIII вв. и состоит из четырех подпериодов: ятрохимии, пневматической химии (химии газов), теории флогистона и антифлогистической системы Лавуазье.
Подпериод ятрохимии 12а, заканчивающийся во второй половине XVIII в., характеризуется трудами Парацельса и идеей присоединения химии к «великой матери» — медицине, на которую смотрели как на универсальную науку. В течение этого подпериода родилась настоящая прикладная химия, которую можно рассматривать как начало современной промышленной химии, поскольку в этот подпериод развились металлургия, производство стекла и фарфора, искусство перегонки и т. д.
Подпериод пневматической химии характеризуется исследованием газов и открытием газообразных простых тел и соединений. Кроме Бойляг открывшего известный закон зависимости объема газа от давления, с пневматологией связаны имена Блэка, Кавендиша, Пристли, Фонтаны и др. Все эти великие химики, за исключением Бойля, которого в известном отношении можно считать предвестником следующего периода, были приверженцами теории флогистона.
Подпериод теории флогистона по времени почти совпадает с периодом пневматической химии. Он характеризуется широким распространением теории флогистона, созданной на рубеже XVII и XVIII вв. Г. Э. Шталем для объяснения явлений горения и обжигания металлов. Представление о флогистоне, предшественником которого было понятие terra pin-guis 13 И. И. Бехера, быстро распространилось и почти в течение века господствовало при объяснении химических явлений. Люди выдающегося ума, как, например, Пристли и Блэк, были настолько захвачены идеей флогистона, что так и не осознали роли полученного и исследованного ими кислорода в явлениях горения и обжигания.
Подпериод антифлогистической системы характеризуется новаторскими трудами Лавуазье, который, изучая горение и обжигание, не только выяснил и сделал очевидной для других роль кислорода в этих явлениях, разрушив тем самым основу теории флогистона, но также внес четкость в понятие химического элемента и доказал экспериментально закон сохранения вещества.
Период объединения химии, охватывающий эти четыре подпериода, очень важен потому, что с ним связано зарождение и упрочение химии как науки, независимой от других естественных наук.
4. Период количественных законов охватывает первые шестьдесят лет XIX в. и характеризуется возникновением и развитием атомной теории Дальтона, атомно-молекулярной теории Авогадро, экспериментальными исследованиями по определению атомных весов, установлением и обоснованием правильных атомных весов, разработкой атомной реформы Канниццаро с его точными формулировками основных понятий: атом, молекула, эквивалент.
5. Современный период длится с 60-х годов XIX в. до наших дней. Это золотой период химии, потому что в течение немногим менее века были разработаны периодическая классификация элементов, представление о валентности, теория ароматических соединений и стереохимия, углубились методы исследования строения веществ, были достигнуты огромные успехи в синтетической химии, и было также подготовлено уничтожение всяких преград между инертной и живой материей. Кроме этих достижений химии, следует напомнить об исследовании химического сродства (теорема Нернста), о теории электролитической диссоциации Аррениуса, о термодинамической трактовке химических процессов, об открытии радиоактивности и создании электронной теории материи, о понятии изотопии элементов, возникновении атомной физики, о ядерных реакциях, которые, казалось, возродили древнюю мечту алхимиков и которые во всяком случае лучше выражают идею превращения элементов, поскольку в ходе этих реакций вещество раздробляется на электроны, протоны, нейтроны ит. д., т. е. на частицы, меньшие, чем атомы.
В современный период поле химических исследований значительно расширилось, так что отдельные ветви химии — неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, техническая химия, фармацевтическая химия, химия пищевых продуктов, агрохимия, геохимия, биохимия, ядерная химия и т. д. — приобрели признаки независимых наук. Вот почему перед историком этого периода стоит проблема отделения их истории от общей истории химических теорий.
3. ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В ПРЕДАЛХИМИЧЕСКИЙ ПЕРИОД
Уже стало обычным для историков химии, следуя Геферу 14, считать Египет страной, где благодаря практическим потребностям, вызванным высоким уровнем жизни, достигнутым некоторыми кастами, были сосредоточены наиболее широко известные в древности химические знания. Это упрощает также решение вопроса о путях распространения химических процессов (ремесел) у древних народов средиземноморской цивилизации и объясняет, почему финикияне, евреи, персы, греки и римляне перенимали из древней страны Хеми умение приготовлять важные технические продукты. Согласно преданию, Прометей, принесший в дар людям огонь, обучил их металлургическим процессам, но иногда этот дар приписывают Кадму и другим мифологическим персонажам. В Ветхом Завете имеется определенное указание на шесть металлов, а именно: железо, свинец, олово, медь, серебро и золото. В книге Исход в связи с общим описанием скинии 15 упоминаются три последних металла; самым дорогим из них считалось золото, как, впрочем, это было у всех античных народов 16.
Египтянам были известны золотоносные россыпи в Восточной Африке, которую они называли Нубией (от ну б — золото); Агафархид и Диодор Сицилийский подробно описали добычу руды рабами, ее дробление, обогащение и выплавку для того, чтобы получить остаток, содержащий золото 17. Финикиянам была известна богатаязолотом страна Офир, которая, согласно К. Петерсу 18, находилась на восточных берегах Африки, а не в Аравии, Индии или других восточных странах, как полагали в течение долгого времени.
Металлургия золота, не претерпев существенных изменений, перешла от египтян к другим народам, включая римлян 19.
Аналогичные методы применялись для получения серебра, очистка которого производилась путем ликвации его сплавов со свинцом 20. Месторождения Армении, Кипра, Испании и Сардинии стали известны благодаря финикиянам. Вероятно, древним не был известен способ отделения серебра от золота, потому что они считали их сплавы особым металлом, который назывался по-разному: асем — у египтян, электрон — у греков.
По этому поводу стоит напомнить, что Архимед, когда он должен был установить, содержит ли корона сиракузского тирана Герона, кроме золота, другие металлы (серебро, медь), прибег не к химической методике, а к физической, связанной с определением удельного веса. Отсюда можно было бы заключить, что способы отделения серебра от золота в древности не были известны 20а. Пример этот, однако, не очень убедителен по двум причинам. Во-первых, Архимед, следуя прихоти тирана, не мог ничего отрезать от короны так, чтобы это не было заметно, а должен был избрать физический способ, так сказать, менее рискованный; во-вторых, для объяснения того, что Архимед избрал именно названный метод, надо принять во внимание его глубокие познания в гидростатике. Как бы там ни было, остается фактом, что в древности не было известно практического метода отделения серебра от золота вследствие свойственных самому этому методу трудностей, о которых имели уже представление алхимики.
Медь (%аЪсое — у греков, Aes cuprum — у римлян) была известна с доисторических времен не только в свободном состоянии (как таковая, впрочем, она встречается и в природе), но и в виде бронзы — сплава с оловом. В доисторическую эпоху, названную бронзовым веком, бронза как мы знаем, применялась для изготовления различной домашней утвари, предметов украшения, оружия и т. д. Не совсем ясен, однако, вопрос о металлургии олова у древних. В бронзовый век металлическое олово не применялось, и тем не менее оно было необходимо для получения бронзы путем сплавления с медью. Поэтому остается только предположить, что в доисторическую эпоху удавалось случайно получить металл более легкоплавкий и лучше поддающийся обработке путем сплавления меди с минералами, содержащими олово. Таким образом, медь была известна ранее олова, металлургия которого более сложна 21. Тот вывод, что бронза была известна раньше, чем олово, не проясняет, однако, многие другие проблемы, связанные с античностью.
Железо стало известно в более позднюю эпоху, чем бронза и медь. В Египте железо применяли для изготовления различной домашней утвари за тысячелетия до нашей эры. Египтянам был известен процесс восстановления железных руд в плавильных печах, которые затем с незначительными изменениями получили распространение и у других народов 22. Египтянам, по-видимому, был известен процесс закалки, т. е. способ повышения твердости железа путем быстрого охлаждения 23.
Со свинцом древние познакомились позже, чем с железом, но, конечно, произошло это за много столетий до нашей эры 23а. Свинец употреблялся для чеканки монет и изготовления водопроводных труб, по которым подавалась питьевая вода. Греки и римляне широко применяли также и сплав свинца с оловом (припой). Плиний называет свинец «черным свинцом», а олово «белым свинцом». Олово в чистом виде использовалось египтянами для украшения надгробий. Многие из этих украшений были разрушены оловянной чумой — явлением, научно объясненным Когеном 24.
Древние применяли другой важный сплав меди — латунь, но не были знакомы с металлическим цинком в свободном виде — второй составной частью этого сплава. Латунь греки открыли, вероятно, случайно; во всяком случае, «минерал Моссинеков», на который есть намек у Аристотеля25, — это, несомненно, латунь26.
За несколько столетий до нашей эры грекам была известна также и ртуть (жидкое серебро). Теофраст (IV в.) указывал на ее выделение из: киновари путем отнятия серы медью. Упоминает о ртути и Диоскорид; он отмечает ее ядовитость и способность давать с золотом амальгаму.
Культурные народы древности рано овладели гончарным искусством и до нас дошли глиняные вазы, покрытые глазурью. Культурные народы Эгейских островов (особенно Крита) широко употребляли домашние и декоративные вазы. То же можно сказать о греках и римлянах. Terra sigillata 27 получила большое распространение во времена Римской империи. Несколько позднее стали известны способы приготовления керамических изделий, получившие значительное распространение у этрусков и народов Южной Италии.
Приготовление стекла также было известно народам древности; ой этом свидетельствуют археологические данные, восходящие к началу египетской и китайской цивилизации 28. Художественные украшения из стекла делали в Фивах, которые в течение долгого времени оставались центром, где процветало это искусство. Греки ознакомились со способом получения стекла в V в., а римляне еще позднее. О приготовлении стекла сплавлением песка с растительной золой сообщает Плиний, который указывает также на возможность получения окрашенных стекол, имитирующих драгоценные камни. В Египте этому благоприятствовало существование естественных запасов соды. Римляне рано стали употреблять «нитрум» 29 восточного происхождения, который представлял собой по большей части щелочной карбонат.
Приготовление мыла путем обработки жиров растительной золой, известью и щелочами естественного происхождения описано у Плиния.
Искусство крашения, в котором пальма первенства принадлежала народам Дальнего Востока, было известно также народам средиземно-морского бассейна 30. Кроме нескольких минеральных красителей (Плиний упоминает охру, сурик, ярь-медянку, сподию) 31, были известны различные приемы крашения индиго, мареной, пурпуром и другими природными красящими веществами. В качестве закрепителей красок на материи применяли квасцы (alumen) (натуральные квасцы были давно известны римлянам, но другие народы применяли железный купорос, stypteria 32 и другие вяжущие вещества). Древние также подметили простейший процесс сохранения и дубления кож посредством соления, обработки известью, а также растительными дубильными веществами.
Из сырья растительного и животного происхождения древние получали разнообразные продукты, перечисление которых невозможно, поскольку по этому вопросу трудно получить надежные сведения. Следует напомнить о приготовлении хлеба из злаков, вина брожением виноградного сока (в течение тысячелетий оставалась неизвестной природа алкоголя и угольной кислоты, образующихся в процессе брожения), пива, уксуса, растительных и животных жиров, духов и эфирных масел и т. д.
Историки медицины установили, что египтяне, греки и римляне употребляли многочисленные медикаменты33, находящиеся в готовом виде в минеральном и растительном царствах, а также приготовленные искусственно. Из таких медикаментов, кроме различных растительных экстрактов, упомянем о сере, ртути, сульфате меди (chalcanthum), основном карбонате железа, квасцах, мази из свинцового глета и растительного масла, месдема 34 египетского происхождения, а также о различных лекарственных румянах и помадах.
Однако этот длинный список химических соединений и методов, применявшихся древними для их приготовления, не будет достаточен, чтобы дать представление об их химических знаниях, если мы не упомянем о строительных материалах и вяжущих веществах. Имеются сооружения, восходящие к самой отдаленной древности, в которых отсутствуют вяжущие вещества, — достаточно напомнить о нураги [древние постройки из камня] на острове Сардиния, которые принадлежат к эпохе, предшествовавшей завоеванию острова финикиянами, и прочность которых основывается на должном расположении тяжелых и пригнанных друг к другу гранитных блоков, — но другие руины и памятники, относящиеся к египетской, китайской и индийской первым цивилизациям, свидетельствуют, что известь была уже известна как вяжущий материал. Применявшийся римлянами пуццолан говорит о глубоком понимании функции извести в строительных конструкциях.
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДРЕВНИХ О ПРИРОДЕ
Когда в истории химии упоминаются теоретические представления древних о природе, мысль тотчас обращается к греческой атомистике, являющейся самой важной материалистической системой, оставленной античной философией, и к учению об элементах Эмпедокла и Аристотеля. Более глубокий анализ этой проблемы позволит нам избежать тех ошибок, которые иногда допускают, оценивая эти представления с современной точки зрения. В химии господствует атомная теория и понятие об элементах, которые, если рассматривать их изолированно и отвлеченно, могут казаться подобными тем, какие были у древних. А поскольку атомная теория и понятие об элементах лежат в основе всех химических знаний, то отсюда делается вывод, что и в древности атомистика и учение об элементах также составляли ядро естественной науки, аналогичной той, которая в настоящее время называется химией и физикой. Нет ничего более ошибочного. Если в истории математики есть указания на логическую разработку различных математических проблем древними (сошлемся прежде всего на арифметику и геометрию, если из истории медицины также известны аналогичные проблемы, то этого нельзя сказать о химии, которая как наука в древности не существовала. Математика и медицина получили в древности соответствующее развитие, потому что были ясны цели, к которым они стремились, однако не так обстояло дело с химией, представлявшей собой лишь собрание немногих сведений практического характера.
В связи с греческой атомистикой и представлениями Эмпедокла и Аристотеля об элементах встает вопрос: почему возникновение таких понятий не привело к углублению химических знаний о веществе? Ответ на этот вопрос заключается в том, что эти понятия не легли в основу химических представлений, так как носили слишком абстрактный характер вследствие метафизического подхода, противоречащего научному истолкованию действительности. Нельзя также утверждать, что греческая атомистика поставила проблемы, которые смогла разрешить современная наука. Между атомистикой греков и химической атомистикой имеется коренное различие, которое можно понять и оценить, только если рассмотреть различие между эмпирическими и абстрактными понятиями или же между естественнонаучной и формальной логикой.
Эти соображения имеют значение для области эпистемологии 35, но не культуры; греческая атомистика и представления Эмпедокла и Аристотеля об элементах в этом отношении имеют большую ценность. Прежде чем привести некоторые исторические подробности, попытаемся осветить в общих чертах постановку вопроса об атомах и элементах в античной Греции 30.
Атомистические системы греков, как Демокрита, так и Эпикура, отражают материалистический взгляд на природу, который можно также определить как метафизический материализм 37. Атом положен в основу строения материи, если понимать под материей все, что воспринимается нашими чувствами. Более детерминистична система Демокрита, который, основываясь на принципе причинности, разлагает на составляющие каждую вариацию в движении атомов; менее материалистична система Эпикура, который, связывая движение атомов со свободой воли (clinamen), тем самым признает духовное начало, плохо согласующееся с материализмом атомистов, последователей Демокрита.
Учение Эмпедокла об элементах не связано с атомизмом и восходит к космогонии. В основу этого учения были положены взгляды Фалеса, считавшего первоначальным элементом вещей воду, Гераклита, Анаксимена и Ферокида, которые считали первоначальными элементами соответственно огонь, воздух и землю 38. Эмпедокл рассматривал эти четыре элемента возникающими из единого первоначального вещества и считал, что, исходя из них, можно объяснить различие вещей. В аристотелевской системе эти элементы служили для истолкования природы. Для каждого элемента характерно наличие двух из четырех свойств, обнаруживающихся осязанием: тепло, холод, сухость, влажность. Так, огонь — сухой и горячий, воздух — теплый и влажный, вода — влажная и холодная, земля — холодная и сухая. Наблюдающееся в мире разнообразие связано с вариациями, которые обнаруживаются в этих элементах и их свойствах. Один элемент может превращаться в другой, что доказывается, по Аристотелю, опытом. Действительно, вода может превращаться в воздух и в землю, потому что их общим свойством является влажность. Еще до Аристотеля Платон в «Тимее» 39 утверждал: «...то, что носит теперь имя воды, сгущаясь, как мы полагаем, превращается в камни и землю, а будучи растворено и разрежено, то же самое становится ветром и воздухом, воспламенившийся же воздух — огнем; затем огонь, сжатый и погашенный, переходит обратно в образ воздуха, а воздух, сдавленный и сгущенный, является облаком и туманом, из которых при еще большем сгущении течет вода; из воды же происходят опять земля и камни. Таким образом, эти стихии, как видно, идут кругом и последовательно дают рождение одна другой».
Сверх этих четырех элементов Аристотель ввел пятый, эфирной, духовной природы, названный ooaia, который проникает во все вещи. Каждому очевидно, насколько такая атомистика и такие понятия об элементах отличаются от современной атомистики и учения об элементах. Но необходимо дать более подробное описание представлений древних об атомах и элементах, что позволит выяснить некоторые проблемы, тесно связанные с алхимической практикой в средние века.
5. НАЧАТКИ АТОМИСТИКИ
Сведения о возникновении атомной концепции носят противоречивый характер. Некоторые исследователи утверждают, что свое начало атомистика ведет от истоков китайской цивилизации, однако точно не установлено, было ли знакомо китайцам собственно атомное учение. И тем не менее весьма вероятно, что в обоснование своих представлений о сущности мира они разработали учение об элементах. Согласно Мабильо 40, попытки обнаружить начало атомистики в Китае, Финикии, Персии и в том же Египте не представляют никакого интереса, поскольку у этих на-родов не было в полном смысле слова самостоятельных философских систем.
Только в Индии физика и метафизика могли получить развитие независимо от религиозной догматики. И именно здесь учение об элементах появляется в различных системах, из которых самая известная — это система Санкхья 41. В этой системе эфир рассматривался как вещество, составляющее основу вещей.
Греческий атомизм. Основателями атомизма в Греции были Левкипп и Демокрит, но когда они разрабатывали свою систему, греческая философская мысль уже развивалась в трех школах: ионической во главе с Фалесом, Анаксименом и Анаксимандром, пифагорейской, названной по имени математика Пифагора, и элейской во главе с Ксенофаном и Парменидом.
Атомистическое учение основывается на четырех фундаментальных постулатах: 1) существование пустоты; 2) множественность сущего; 3) возможность изменения и 4) существование движения.
Первые два постулата даны элейской школой, третий — пифагорейцами и четвертый — Гераклитом.
Левкипп (живший в V в. до н. э.) считается основателем греческого атомизма. О его жизни, однако, мы ничего не знаем и из его сочинений до нас ничего не дошло; известно только, что он был учителем Демокрита и последователем Парменида. Существуют различные данные о месте его рождения (Абдеры, Мелос 42 и Элея), но вероятнее всего, что он родом из Абдер.
Демокрит (470 — 357 до н. э.) также из Абдер; он провел часть своей жизни в длительных путешествиях, осдбенно в Египте; путешествия обогатили его практические познания по геометрии; он был не только философом, но также и математиком 43. В «Диакосмосе», самом значительном сочинении Демокрита, изложена его материалистическая система; к сожалению, из этого сочинения, так же как и из других его сочинений, до нас дошли только отрывки 44, по которым нелегко полностью восстановить произведение Демокрита. Центр тяжести системы Демокрита сосредоточивается главным образом на метафизической стороне проблемы атомизма; это снижает интерес к ней для истории химии, однако тот факт, что идеи Демокрита пользовались большим успехом в алхимический период 45, заставляет обратить внимание на его труды. В учении Демокрита нет никаких указаний на природу соединений между различными веществами. Понятие о соединении в то время было сужено до понятия о превращении, т. е. ограничивалось исключительно качественной стороной проблемы. Поэтому не следует удивляться тому, что Демокрит перенес на атомы все свойства, которые элеаты приписывали бытию 47.
Для Демокрита все атомы подобны, неделимы, несжимаемы, не имеют начала и конца 47.
Тем не менее, поскольку материя представляется нашим чувствам в различных видах и формах, а Демокрит считал реальным только то, что было доступно нашим чувствам, понятие о бесчисленных атомах, положенное в основу конституции материи 47а, должно было включать в себя и различие между атомами. И, таким образом, Демокрит мог говорить о величине, форме и весомости атомов. Согласно Целлеру 48, в системе Демокрита принимается, что атомы, будучи весомы, обладают одним и тем же удельным весом, так как разница в весомости выводится из разницы в их величине. Об этом сказано не совсем ясно — понятия массы и веса тела, во всяком случае, могут быть истолкованы так, что все атомы, происходя из одной и той же первичной материи, обладают различным весом в соответствии со своей формой и величиной. В связи с такой точкой зрения следует сослаться на мнение Филопона о том, что Демокрит считал самые маленькие атомы сферическими потому, что при такой форме атома одна и та же масса занимает наименьшее пространство.
Одна из отличительных сторон атомистической системы Демокрита состоит в допущении существования пустоты. Как следствие отсюда вытекает понятие о непрерывности материи. Другой важной стороной этой системы является отстаивание принципа причинности. Как справедливо утверждает Мильо 49, «из всех физиков древности Демокрит, по-видимому, наиболее твердо отстаивает обусловленность результатов причинами». В своем движении атомы сталкиваются, что приводит к чисто механическим явлениям.
Виндельбанд 50, считающий Демокрита одним из основателей великих философских систем, так объясняет быстрое исчезновение его школы: «Чисто теоретический подход к науке, которого придерживался Демокрит, не мог приобрести симпатии у его современников; его школа после него вскоре исчезла».
Эпикур (341 — 270 до н. э.) из Самоса основал в Афинах общину, которая на основе гедонистического принципа развила атомистическую систему, в известной мере представляющую собой, однако, лишь ухудшенную материалистическую систему Демокрита. Как Демокрит, так и Эпикур считали, что основой каждой вещи является атом, который «сам по себе по особым и вечным законам не подвержен никакому действию времени, неуничтожаем, недоступен чувствам, а потому не обладает ни одним известным свойством материи, проявляемым в телах; он постоянно в движении, постоянно побуждаем скрытой возможностью, которая высвобождается из недр и удерживает его в механических группах» 61. Эпикур положил в основу своих выводов бесконечность вселенной и непрерывность материи, он принял существование пустоты и движения атомов, обладающих некоторыми общими свойствами материи, такими, как величина, форма и весомость. Очень спорным пунктом системы Эпикура является так называемая теория отклонения (clinamen), введенная для объяснения первоначала движения атомов. Согласно Эпикуру, их движение тесно связано с двумя внутренними причинами: весомостью и отклонением, но последнее — понятие совершенно абстрактное 52.
Физическое учение Эпикура изложено в знаменитом «Письме к Геродоту», полный текст которого стал известен только теперь 53, а до этого в течение долгого времени приходилось основываться на дидактической поэме De rerum natura Тита Лукреция Кара 54 (жившего в I в. до н. э.), дошедшей до нас благодаря Поджо Браччолини, который в 1547 г. обнаружил рукопись этого произведения в Швейцарии.
6. УЧЕНИЕ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ
Учение об элементах, которое развивалось в греческой натурфилософии после ионического и элейского периодов, относится к истории философии. Но поскольку можно рассматривать физическое содержание этого учения, ему следует уделить место и в истории химии. Если мы ставим проблему познания материи как объективной реальности, то можно найти два решения, независимые друг от друга. Считая материю единой, различные превращения ее можно истолковать, во-первых, принимая существование первичных качеств, что греческая мысль и положила в основу представлений о явлениях природы к концу элейского периода; во-вторых, принимая существование некоторого числа элементов, обладающих всеми особенностями, которые может проявлять материя, — это принцип, из которого исходил Анаксагор из Клазомен (460 — 428?) 55а. Он принимал делимость материи до бесконечности. Образ его мыслей можно понять только как противопоставление традициям ионической и элейской школ, как отрицание в первую очередь концепции Гераклита. Согласно Анаксагоруг материя находится в состоянии покоя. Но поскольку нельзя отрицать эмпирического движения, Анаксагор вводит разумное начало, нус (voug — ум), свободное от какой-либо материальной основы. Мильо 56 сближает нус с духом, поскольку нус представляет собой нечто нематериальное, лишенное обычных свойств материи. В одном из фрагментов, оставшихся от сочинений Анаксагора 57, разъясняются атрибуты нуса: «Только нус бесконечен, действует сам по себе, без смешения с чем-либо другим; он существует сам по себе, а в смеси с чем-либо другим он входил бы во все вещи, составляя во всем часть всего, как я уже говорил... Из всех вещей он самая тонкая и чистая; нус обладает полным знанием всего и у него самая большая сила. Все одушевленные существа, большие и малые, приводятся им в действие».
Анаксагор считает вселенную безграничной и материю образованной смесью также бесконечных элементов. Эти элементы, по-видимому, соответствуют физическим свойствам материи, а не атомам. Он утверждает, что при сосредоточении вместе качеств, таких, как влажность, сухость, холодность, теплота, свет, тьма, образуются как земля, так и эфир.
Другой сторонник теории элементов Эмпедокл 59 из Агригента (490 — 430) принимал существование четырех основных элементов: воды, воздуха, огня и земли, не переходящих друг в друга. Различие форм материи обусловлено разными количественными соотношениями этих четырех элементов, причем во всех процессах соединения и разложения принимают участие два начала, любовь и вражда, имеющие абстрактный характер. Они действуют как силы, соединяющие и разъединяющие. Теофраст 60 следующим образом охарактеризовал представления Эмпедокла как натуралиста: «Вскоре после Анаксагора Эмпедокл из Агригента стал соперничать с Парменидом, приближаясь к нему, но еще более — к пифагорейцам. Он считал четыре телесных элемента — огонь, воздух, воду и землю — вечными, полагая, что соединение и разъединение изменяют более или менее их количество; сверх того, для приведения их в движение существуют два начала, любовь и вражда, потому что элементы должны участвовать в противоположных процессах: соединении — при помощи любви, разложении — при помощи вражды. Таким образом, согласно Эмпедоклу, должно быть шесть начал, поскольку он приписывает любви и вражде в некотором роде действующую силу, хотя в отдельных случаях помещает их между четырьмя другими элементами».
Представление об элементах было сохранено также Платоном и Аристотелем в их физике 60а. Платон в «Тимее» «в самой всеохватывающей попытке синтеза всех знаний и фундаментальных вопросов относительно сущности мира и нашей сущности» 61 приводит четыре элемента Эмпедокла, которые, однако, рассматривает как четыре состояния материи. Аристотель к четырем элементам Эмпедокла добавляет пятый 62.
Представления Аристотеля об элементах имели небольшое значение для химии, но следует полагать, что с ними связаны два факта, которые во время алхимического периода приобрели огромное значение. Первый из них — это возможный вывод из представлений об элементах Аристотеля идеи трансмутации [т. е. превращения] неблагородных металлов в благородные. Второй относится к введению пятого элемента, который в средние века, в смысле, отличающемся от приписанного ему Аристотелем, получил название «квинтэссенции» («пятой сущности»).
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
