Античная натурфилософия

На Ближнем Востоке –  в Дамаске, Багдаде, Кордове, Каире  – были созданы университеты, на несколько столетий ставшие главными научными центрами и давшие человечеству целую плеяду выдающихся учёных. Слово khemeia преобразовалось в арабском языке в  al-khimiya, давшее название описываемому этапу.

Теоретической основой арабской алхимии стало учение Аристотеля и его идея о взаимопревращаемости элементов. Однако для интерпретации опытных данных, касающихся свойств металлов, теория Аристотеля оказалась не слишком удобной, поскольку описывала, прежде всего, физические свойства вещества. Арабский алхимик Айюб ал Рухави (769-835) в европейской литературе известный под именем Гебер, разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов, которая составила теоретическую основу алхимии на несколько последующих столетий. оздал теорию, призванную более конкретно объяснять свойства металлов (в частности, такие, как блеск, ковкость, горючесть)  и обосновывать возможность трансмутации.

В основе всех металлов лежат  два принципа – Ртуть (философская  Ртуть) и Сера (философская Сера). Ртуть является принципом металличности, Сера – принципом горючести. таким образом, выступают как носители определённых свойств металлов, установленных в результате экспериментального изучения действия высоких температур на металлы. Важно отметить, что на протяжении многих веков принималось, будто действие высоких температур (метод огня) есть наилучший метод для упрощения состава тела. Следует подчеркнуть, что философская Ртуть и философская Сера не тождественны ртути и сере как конкретным веществам. Обычные ртуть и сера представляют собой своего рода свидетельства существования философских Ртути и Серы как принципов, причём принципов скорее духовных, нежели материальных.

Согласно учению Джабира, сухие испарения, конденсируясь  в недрах Земли, дают Серу, мокрые –  Ртуть. Затем под действием теплоты  два принципа соединяются, образуя  семь известных металлов – золото, серебро, ртуть, свинец, медь, олово и железо. Золото – совершенный металл – образуется, только если вполне чистые Сера и Ртуть взяты в наиболее благоприятных соотношениях. В земле, согласно Джабиру, образование золота и других металлов происходит постепенно и медленно; "созревание" золота можно ускорить с помощью некоего "медикамента" или "эликсира" , который приводит к изменению соотношения Ртути и Серы в металлах и к превращению последних в золото и серебро. Поскольку плотность золота больше плотности ртути, считалось, что эликсир должен быть очень плотной субстанцией. Позднее в Европе эликсир получил название "философский камень". эликсир, согласно представлениям последователей Гебера, должен был обладать ещё многими магическими свойствами – исцелять все болезни, и, возможно, давать бессмертие. Именно эти "побочные функции" эликсира и закрепились в современном значении этого слова в русском языке.

рабские алхимики добились несомненных  практических успехов – ими выделены сурьма, мышьяк и, по-видимому, фосфор, получены уксусная кислота и растворы сильных минеральных кислот. Арабская алхимия, в отличие от александрийской, была вполне рациональна; мистические  элементы в ней представляли собой  скорее дань традиции. Важнейшей заслугой арабских алхимиков стало создание рациональной фармации, развившей традиции античной медицины

европейская химия

Алхимия в Европе с момента  своего зарождения находилась на полуподпольном положении; в 1317 году папа Иоанн XXII предал алхимию анафеме, после чего всякий алхимик в любой момент мог быть объявлен еретиком со всеми вытекающими последствиями. Однако европейские властители, как светские, так и церковные, объявив алхимию вне закона, в то же время покровительствовали ей, рассчитывая на выгоды, которые сулило нахождение способа получения золота. Вследствие этого европейская алхимия, как и александрийская, изначально являлась герметической наукой, доступной только посвящённым. Этим объясняется характерное для европейской алхимии чрезвычайно туманное изложение достигнутых результатов. Впрочем, в течение довольно долгого времени европейские сочинения по алхимии представляли собой лишь переводы либо компиляцию арабских трактатов.

ервым знаменитым европейским  алхимиком стал монах-доминиканец Альберт фон Больштедт (1193-1280), более известный как Альберт Великий детально описал свойства мышьяка, почему ему иногда приписывают открытие этого вещества. Альберт Великий высказывал даже мнение о том, что металлы состоят из ртути, серы, мышьяка и нашатыря.

Современником Альберта Великого был английский монах-францисканец Роджер Бэкон (1214-1292), написавший  трактат "Зеркало Алхимии". В трактате даётся подробное описание природы металлов с точки зрения ртутно-серной теории.

Роджер Бэкон подразделял алхимию на умозрительную (теоретическую), которая исследует состав и происхождение металлов и минералов, и практическую, занимающуюся вопросами добывания и очистки металлов, приготовления красок и т. п. Бэкон был одним из первых, кто привёл описание чёрного пороха, и иногда считается его изобретателем. Необходимо отметить, что появление огнестрельного оружия стало сильнейшим стимулом для развития алхимии и её тесного переплетения с ремесленной химией.

В 1270 году итальянский алхимик  кардинал Джованни Фиданца (1121-1274), известный  как Бонавентура, в одной из попыток получения универсального растворителя получил раствор нашатыря в азотной кислоте, который оказался способным растворять золото, царя металлов (царская водка). Имя самого значительного из средневековых европейских алхимиков, работавшего в Испании в XIV веке, осталось неизвестным – он подписывал свои сочинения именем Гебера. Псевдо-Гебер первым подробно описал сильные минеральные кислоты – серную и азотную. Использование в концентрированных минеральных кислот в алхимической практике привело существенному росту знаний алхимиков о веществе. Многие сведения о различных веществах приводятся в сочинениях знаменитого алхимика XV века Василия Валентина: подробно описывается сурьма, соединения цинка, висмута, олова, свинца, кобальта, способы получения и свойства соляной кислоты и винного спирта.

Однако к середине 16 века в европейской алхимии стало  очевидным быстро прогрессирующее  разделение. С одной стороны –  вырождающееся мистическое направление, которые пытались осуществить трансмутацию металлов с помощью магии, с другой – набирающие силу рациональные течения. Наиболее значительными  из последних  являлись иатрохимия и техническая  химия, ставшие своего рода переходным этапом от классической алхимии к  новой научной химии.

Иатрохимия и техническая химия

Совершенно новое понимание  задач алхимии было изложено в  трудах основоположников технической химии Ваноччо Бирингуччо (1480-1539) "О пиротехнии" и Георга Бауэра (1494-1555), более известного как Агрикола. Сочинения этих авторов представляли собой своего рода энциклопедии,( посвящённые минералогии, металлургии, горному делу, производству керамики)технологическим процессам, предполагающим химические операции с веществами. Характерной особенностью трудов представителей технической химии стало стремление к максимально ясному, полному и достоверному описанию опытных данных и технологических процессов. Именно в поисках способов совершенствования химической технологии Бирингуччо и Агрикола видели задачу алхимии.

А немецкий врач и алхимик Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, вошедший в историю под псевдонимом Парацельс (1493-1541) стал основоположником направления в алхимии – иатрохимии (от греческого ιατροσ – врач). В теоретическом отношении Парацельс являлся классическим алхимиком – он разделял древнегреческое учение о четырёх элементах-стихиях и арабскую теорию трёх принципов. Парацельс не был чужд мистике – он занимался поисками эликсира жизни и даже утверждал, будто нашёл его; в его сочинениях можно найти подробный рецепт приготовления гомункулуса. Однако, Парацельс негативно относился к идее трансмутации металлов. Парацельс утверждал, что задача алхимии – изготовление лекарств: "Химия – один из столпов, на которые должна опираться врачебная наука. Задача химии вовсе не в том, чтобы делать золото и серебро, а в том, чтобы готовить лекарства". Медицина Парацельса основывалась на ртутно-серной теории. Он считал, что в здоровом организме три принципа – Ртуть, Сера и Соль – находятся в равновесии; болезнь представляет нарушение равновесия между принципами. Для восстановления равновесия Парацельс использовал в медицинской практике многие лекарственные препараты минерального происхождения – соединения мышьяка, сурьмы, свинца, ртути и т.п. – в дополнение к традиционным растительным препаратам.

Вследствие резко усилившихся  миграций людей, способствующих распространению  инфекционных заболеваний, борьба с  эпидемиями приобрела во времена  Парацельса чрезвычайное значение. Благодаря  несомненным успехам, достигнутым  Парацельсом в медицине, его взгляды  завоевали широкое признание. К  представителям иатрохимии можно отнести  многих известных алхимиков XVI - XVII веков.

Андреас Либавий (1540-1616) прославился первым в истории учебником химии – "Алхимия", – вышедшим в 1597 году. Соглашаясь с Парацельсом в том, что главная задача алхимии состоит в служении медицине, он считал, что трансмутация возможна, и её осуществление явится венцом науки. Другой видный представитель иатрохимии – итальянский врач Анджело Сала – напротив, отрицал возможность трансмутации металлов: "...ибо то, что не золото, ни я и никто другой не сможет никогда превратить в золото".

Важную роль в развитии рациональной алхимии сыграл Иоганн Рудольф Глаубер (1604-1670), разработавший способы получения целого ряда неорганических веществ. Другой известный алхимик Отто Тахений (1620-1699) попытался внести изменения в ртутно-серную теорию, утверждая, что все соли образованы двумя принципами – кислотой и щёлочью. Ещё один представитель иатрохимии Ян Баптист ван Гельмонт (1577-1664) был одним из первых учёных, поставивших вопрос об истинных простых составных частях сложных тел. Подвергая сомнению аристотелевские стихии и принципы алхимиков на том основании, что их присутствие невозможно обнаружить в составе большинства тел, Ван Гельмонт предлагал считать простыми телами лишь те, которые могут быть выделены при разложении сложных тел. Так, поскольку при разложении растительных и животных веществ всегда выделялась вода, Ван Гельмонт считал её простым телом и главной составной частью сложных тел. В поисках других простых тел Ван Гельмонт много экспериментировал с металлами. Он доказал, что при растворении серебра в крепкой водке (азотной кислоте) металл лишь меняет форму своего существования и может быть вновь выделен из раствора в том же количестве

Алхимические традиции сохранялись  в науке ещё долгое время, и  многие выдающиеся естествоиспытатели продолжали считать трансмутацию металлов возможной.

3. ПЕРИОД СТАНОВЛЕНИЯ

Британский учёный Роберт Бойль являлся одним из крупнейших химиков, физиков и философов своего времени. В качестве основных научных достижений Бойля в химии можно отметить основание им аналитической химии (качественный анализ), исследования свойств кислот, введение в химическую практику индикаторов, изучение плотностей жидкостей с помощью изобретённого им ареометра. открытый Бойлем закон, носящий его имя. Однако главной заслугой Бойля стала предложенная им новая система химической философии, изложенная в книге "Химик-скептик" (1661). Книга построена в форме беседы между четырьмя философами: Фемистом, перипатетиком (последователем Аристотеля), Филопоном, спагириком (сторонником Парацельса), Карнеадом, излагающим взгляды "мистера Бойля", и Элевтерием, беспристрастно оценивающим аргументы спорщиков. Дискуссия философов подводила читателя к выводу, что ни четыре стихии Аристотеля, ни три принципа алхимиков не могут быть признаны в качестве элементов.

Элементы, согласно Бойлю  – практически неразложимые тела (вещества), состоящие из сходных  однородных (состоящих из первоматерии) корпускул, из которых составлены все  сложные тела и на которые они  могут быть разложены. (частицы)Корпускулы могут различаться формой, размером, массой.

Главную задачу химии Бойль  видел в изучении состава веществ  и зависимости свойств вещества от его состава. При этом понятие  состава Бойль считал возможным  употреблять только тогда, когда  из элементов, выделенных из данного  сложного тела, можно обратно восстановить исходное тело (т.е. он фактически принимал синтез за критерий правильности анализа).

Представления Бойля об элементе как о практически неразложимом веществе. Однако создание теоретических  представлений о составе тел, способных заменить учение Аристотеля и ртутно-серную теорию, оказалось  очень сложной задачей. В последней  четверти XVII века появились т.н. эклектические воззрения, создатели которых пытались увязать алхимические традиции и новые представления о химических элементах. Большое влияние на современников оказали взгляды французского химика Николя Лемери, автора широко известного учебника "Курс химии".

Лемери на основании анализа  посредством огня выделял пять основных материальных начал веществ: спирт (иначе "ртуть"), масло (иначе "сера"), соль, вода ("флегма") и земля. Первые три начала – активные, вода и  земля – пассивные.

Лемери, однако, отмечал, что  эти субстанции являются для нас "началами" лишь постольку, поскольку  химики не смогли далее разложить  эти тела; очевидно, эти "начала" могут быть в свою очередь разделены  на более простые. Таким образом, то, что принимается в качестве начал, – это субстанции, полученные в результате разделения смешанных  тел и отделённые лишь настолько, насколько позволяют это сделать  средства, которыми располагают химики.

На рубеже XVII-XVIII веков научная  химия находилась лишь в самом  начале своего пути; важнейшими препятствиями, которые лишь предстояло преодолеть, являлись сильные ещё алхимические традиции (ни Бойль, ни Лемери не отрицали принципиальную возможность трансмутации), ложные представления об обжиге металлов как о разложении и спекулятивный (умозрительный) характер атомизма.

Теория флогистона

Основной движущей силой развития учения об элементах  в первой половине XVIII века стала теория флогистона, предложенная немецким химиком Г. Э. Шталем. Она объясняла горючесть тел наличием в них некоего материального начала горючести — флогистона, и рассматривала горение как разложение.^[16] Теория флогистона обобщила широкий круг фактов, касавшихся процессов горения и обжига металлов, послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которого было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах. Она стимулировала также изучение газообразных продуктов горения в частности и газов вообще; в результате появилась пневматическая химия, основоположниками которой стали Дж. Блэк, Д. Резерфорд, Г. Кавендиш, Дж. Пристли и К. В. Шееле.^[17]