Айзек Азимов – Краткая история химии. От магического кристалла до атомного ядра (страница 3)

Аристотель рассматривал элементы как комбинации двух пар противоположных свойств: горячий и холодный, сухой и сырой. Он считал невозможным объединение противоположных свойств, поэтому в его схеме присутствовали лишь четыре возможные комбинации, каждая из которых представляла особый элемент. Горячим и сухим был огонь, горячим и сырым был воздух, холодной и сухой была земля, и холодной и сырой была вода.

Он сделал еще один шаг. Каждый элемент имел свой собственный врожденный набор свойств. Так, в природе земли было опускаться, а огня – подниматься. Небесные тела, однако, обладали свойствами, как будто отличающимися от любых земных веществ. Вместо подъема или падения небесные тела наматывали круги вокруг Земли, как казалось, по неизменной траектории.

Из всего этого Аристотель сделал вывод, что небеса образованы из пятого элемента, который он назвал «эфир» (от слова, означающего «светить», так как наиболее характерным свойством небесных тел была их способность излучать свет). Поскольку небеса казались неизменными, Аристотель считал эфир совершенным, вечным и постоянным элементом, кардинально отличавшимся от четырех несовершенных элементов Земли.

Четыре элемента господствовали над умами людей на протяжении двух тысяч лет. И хотя в науке они уже отжили свое, в обиходной лексике нам никуда от них не деться. К примеру, мы говорим о «ярости стихий», когда желаем подчеркнуть, что в бурю бушуют ветер (воздух) и волны (вода). Что касается «пятого элемента» (эфира), по-латыни quinta essentia, мы все еще опираемся на Аристотеля, когда говорим о «квинтэссенции», подразумевая суть веществ или явлений в их самой чистой и наиболее концентрированной форме.

Атомы Греков

Греческих философов волновал еще один важный вопрос. Он связан с делимостью вещества. Фрагменты камня, разбитого надвое или даже истолченного в порошок, все еще оставались камнем, и каждый кусочек поддавался дальнейшему делению. Можно ли было делить и делить вещество до бесконечности? Иониец Левкипп (450 до и. э.), похоже, первым подверг сомнению естественное предположение, что любую часть вещества, сколь бы малой она ни была, можно разделить на еще более мелкие части. Левкипп утверждал, что в конечном счете будет получена настолько малая частица, что дальнейшее деление окажется невозможным.

Его ученик Демокрит (470–380 до и. э.) из Абдеры, города на северном побережье Эгейского моря, продолжил развитие этой мысли. Он назвал самые малые частицы atomos, что в переводе означает «неделимый», и мы унаследовали это слово – атом. Учение, согласно которому вещество состоит из первичных крошечных частиц и делимо лишь до известного предела, известно как атомизм или атомистическая теория строения материи. Демокрит считал, что атомы каждого элемента отличались по размеру и форме и что именно это различие отвечало за их свойства. Окружающие человека вещества, которые мы можем видеть и держать в руках, были составлены из смесей атомов различных элементов, и одно вещество могло быть изменено в другое путем изменения характера смеси.

Все это звучит замечательно современно для нас, но Демокрит не прибегал к эксперименту для подтверждения своих мыслей. (Греческие философы не экспериментировали, но приходили к своим результатам путем умозаключений, выводя их из «основных принципов».)

Для большинства философов, и особенно для Аристотеля, понятие о части вещества, которая не может быть раздроблена на еще меньшие части, казалось настолько парадоксальным, что они не принимали его. Поэтому атомистическая теория осталась непопулярной, и еще в течение двух тысяч лет после Демокрита о ней мало кто слышал.

Однако бесследно атомизм не исчез. Греческий философ Эпикур (342–270 до и. э.) сделал атомистическую теорию частью своих рассуждений, а философская система Эпикура завоевала много сторонников в несколько последующих столетий. Одним из таких сторонников был римский поэт Тит Лукреций Кар (95–55 до и. э.), более известный просто как Лукреций. Он изложил атомистические взгляды Демокрита и Эпикура в длинной поэме, озаглавленной De Rerum Natura («О природе вещей»). Эта поэма, по мнению очень многих, является самой изящной дидактической поэмой (призванной обучать), когда-либо написанной.

В любом случае, в то время как труды Демокрита и Эпикура утеряны и от них остались лишь отдельные фрагменты и цитаты, поэма Лукреция сохранилась целиком и донесла представления атомистов до нынешних времен, когда новые научные методы вступили в борьбу и принесли атомистической теории заключительную победу.

Глава 2

Алхимия

Александрия

Во времена Аристотеля Александр Великий из Македонии (царство к северу от Греции) завоевал обширную Персидскую империю. Империя Александра рухнула после его смерти в 323 году до и. э., но грекам и македонцам остались подконтрольны относительно большие области Ближнего Востока. В течение следующих нескольких столетий (так называемый эллинистический период истории Восточного Средиземноморья, Передней Азии и Причерноморья) происходило плодотворное смешивание культур.

Птолемей, одни из генералов Александра, создал государство в Египте с городом Александрией (основанным Александром) в качестве столицы. В Александрии Птолемей и его сын (Птолемей II) возвели Храм музам (Музей), который служил тем, что сейчас бы мы назвали исследовательским институтом и университетом. При храме науки была выстроена самая большая библиотека древних времен.

Египетское мастерство в прикладной химии встретилось и слилось воедино с греческой теорией, но этот сплав не всегда приводил к хорошему. Химическое знание в Египте было глубоко связано с бальзамированием мертвых и с религиозным ритуалом. Для египтян источником всех химических познаний являлся их ибисоголовый бог мудрости Тот. Греки, впечатленные превосходящим знанием египтян, отождествляли Тота с собственным богом Гермесом и переняли большую часть мистицизма.

Древние ионические философы разграничили религию и науку. Этот новый египетский союз вступал в серьезное противоречие с дальнейшим прогрессом в знании.

Поскольку искусство khemeia казалось так близко связанным с религией, обычные люди боялись химиков-практиков как знатоков тайного знания и как участников опасного таинства. (Астролог с пугающим знанием будущего, химик с его потрясающим умением изменять вещества, даже посвященный в тайны жрец, способный умилостивить богов жертвоприношением и насылать проклятие, – все они служили прототипами для народных сказаний о колдунах, магах, волшебниках и чародеях.)

Сами же те, кто был объектом этого благоговейного страха, не всегда относились к россказням пренебрежительно, но, скорее, время от времени поощряли их как средство приумножения собственной значимости, а то и из соображения собственной безопасности. Ведь кто рискнет оскорблять колдуна?

Это общественное уважение или благоговейный страх поощряли тружеников khemeia облекать свои записи в таинственную и малопонятную символику. Сама эта малопонятная символика добавляла ощущения тайного знания и власти.

Как пример, существовали семь небесных тел, называемых планетами («странниками»), поскольку они непрерывно изменяли свое положение по отношению к звездам. Имелось также семь известных металлов: золото, серебро, медь, железо, олово, свинец и ртуть (см. рис. 2). Заманчиво было связать планеты и металлы. Наступит время, когда о золоте станут регулярно говорить как о «Солнце», о серебре как о «Луне», о меди как о «Венере» и так далее. Химические процессы тоже иносказательно представляли мифами.

До сих пор кое-что напоминает нам о том времени. Например, старомодное название для химического соединения, теперь называемого нитратом серебра, – «лунный каустик», явный признак старой связи серебра и Луны. Металлическая ртуть получает свое современное название от планеты Меркурий (mercury – «ртуть», англ.). Настоящее древнее название было hydrargyrum («жидкое серебро»), а старое английское название почти идентично латинскому quicksilver – «быстрое серебро».

Эта более или менее намеренная малопонятность служила двум прискорбным целям. Во-первых, она замедляла прогресс, поскольку каждый химик-практик оставался в неведении или, по крайней мере, в неполной уверенности, чем занимались остальные, поэтому никто из них не имел возможности учиться на чужих ошибках или, наоборот, воспользоваться достижениями чужих талантливых решений. Во-вторых, это давало шанс любому шарлатану или мошеннику, при условии что тот говорил достаточно неясно, как серьезный специалист, добиться своего. Невозможно было отличить мошенника от ученого.

Первым значительным специалистом в греко-египетской khemeia, которого мы знаем по имени, был Болос из Мендеса (около 200 до н. э.), города в дельте Нила. Он подписывал свои труды именем Демокрит, поэтому его еще называют Болос-Демокритом, а иногда и псевдо-Демокритом.

Болос посвятил себя тому, что стало одной из больших проблем khemeia – превращению одного металла в другой, и особенно превращению свинца или железа в золото. Они стали называть это трансмутацией, и до сих пор этим словом обозначают квазинаучные изыскания по превращению одного химического элемента в другой.