История развития науки химии

     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) давал следующее весьма громоздкое и туманное объяснение свойств металлов, основанное на аристотелевом учении: "Золото содержит больше влажности, чем серебро, поэтому оно более ковко. Золото жёлтое, а серебро белое, т.к. первое содержит больше тепла, а второе – больше холода. Медь суше, чем серебро или золото, и её цвет более красен, т.к. она теплее. Олово более влажно, чем серебро или золото, так же обстоит дело и со свинцом. Это объясняет, почему они так легко плавятся на огне. Больше всего влажности в ртути, поэтому она, подобно воде, испаряется на огне. Что касается железа, то оно землистее и суше, чем все остальные, … и оно с трудом поддаётся действию огня и не плавится, подобно другим, если только плавящая сила не приведена в тесное соприкосновение с ним".  Развитие алхимической практики потребовало создания новой теории, основанной на химических свойствах веществ.

     Абу Муса Джабир ибн Хайан (721-815), в европейской литературе известный под именем Гебер, разработал ртутно-серную теорию происхождения металлов, которая составила теоретическую основу алхимии на несколько последующих столетий. Джабир ибн Хайан создал теорию, призванную более конкретно объяснять свойства металлов (в частности, такие, как блеск, ковкость, горючесть)  и обосновывать возможность трансмутации. Следует особо отметить, что ртутно-серная теория представляла собой попытку теоретического обобщения опытных данных в достаточно частном вопросе, не претендуя на всеобщность объяснения. Это в корне отличает её от классических натурфилософских учений. Суть ртутно-серной теории состоит в следующем.

     В основе всех металлов лежат два принципа – Ртуть (философская Ртуть) и  Сера (философская Сера). Ртуть является принципом металличности, Сера – принципом горючести. Принципы новой теории, 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. Металл ртуть, по мнению Джабира ибн Хайана, представляет собой почти чистый принцип металличности (философская Ртуть), содержащий, тем не менее, некоторое количество принципа горючести (философской Серы).

     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" (al-iksir, от греческого ξεριον, т.е. "сухой"), 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" (Lapis Philosophorum).

     Проблема  трансмутации, таким образом, в рамках ртутно-серной теории сводилась к задаче выделения эликсира, обозначаемого алхимиками астрологическим символом Земли.

     По  мнению алхимиков, процесс превращения "несовершенных металлов" в "совершенный  металл" – золото – может быть отождествлён с "излечением" металлов. Поэтому 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. Вообще следует отметить, что арабская алхимия всегда самым тесным образом была связана с медициной, которая в арабском мире была развита весьма высоко (в частности, в Багдаде ещё в VIII веке появилась первая государственная аптека), и практически все арабские алхимики были известны ещё и как врачи.

     В целом именно во время арабского  этапа были созданы основные теории алхимии, разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские 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.

     После XII века по ряду причин (как внутренних, так и внешних) арабская алхимия  начала приходить в упадок. Последним  крупным арабским алхимиком стал Ал Джилдаки (первая половина XIV в.), написавший ряд сочинений, очень полно суммирующих труды его предшественников. Центр научной мысли переместился в Европу.

Европейская алхимия

     Европейские государства, прежде всего страны южной  Европы, достаточно тесно контактировали с Византией и арабским миром, особенно после начала крестовых  походов (1-й начался в 1096 году). Европейцы  получили возможность ознакомиться и с блестящими достижениями арабской цивилизации, и с наследием античности, сохранившимся благодаря арабам. В XII веке начались попытки перевода на латинский язык арабских трактатов  и сочинений античных авторов. Тогда  же в Европе были созданы первые светские учебные заведения –  университеты: в Болонье (1119), Монпелье (1189), Париже (1200). Начиная с XIII века, можно говорить о европейской алхимии как об особом этапе алхимического периода.

     Следует отметить, что между арабской и  европейской алхимией имели место  весьма существенные отличия. Европейская  алхимия развивалась в обществе, где христианская (католическая) церковь  активно вмешивалась во все светские дела; изложение идей, противоречащих христианским догматам, было делом  весьма небезопасным. 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.

     Первым  знаменитым европейским алхимиком  стал монах-доминиканец Альберт  фон Больштедт (1193-1280), более известный как Альберт Великий (Albertus Magnus). Труды Альберта Великого ("Книга об Алхимии" и пр.) сыграли важную роль в том, что натурфилософия Аристотеля стала наиболее значимой для европейских учёных позднего средневековья и начала Нового Времени. Альберт Великий первым из европейских алхимиков 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, в частности, знаменитейший трактат "Зеркало  Алхимии". В трактате даётся подробное  описание природы металлов с точки  зрения ртутно-серной теории. Роджер Бэкон  определял алхимию следующим  образом: "Алхимия есть наука, указывающая, как приготовлять и получать некоторое  средство, эликсир, которое, брошенное  на металл или несовершенное вещество, делает их совершенными в момент прикосновения". По мнению Бэкона и последователей, приготовление эликсира из "первичной  субстанции" должно было осуществиться  в три стадии – нигредо (чёрная стадия), альбедо (белая, в результате которой получается малый эликсир, способный превращать металлы в серебро) и рубедо (красная, продуктом которой и является великий эликсир – магистерий).

     В работах Альберта Великого и Роджера  Бэкона, как и в сочинениях арабских алхимиков, доля мистицизма была сравнительно невелика. В то же время для европейской алхимии в целом мистические элементы значительно более характерны, нежели для арабской. К основоположникам мистических течений часто относят испанского врача Арнальдо де Виллановы (1240-1313) и Раймунда Луллия (1235-1313). Их труды также были посвящены трансмутации (Луллий даже утверждал, будто ему удавалось получать философский камень и золото), причём особый упор делался на магических операциях, необходимых для получения желаемых результатов.

     Мистические течения в европейской алхимии  занимали очень значительное место. Алхимики-мистики сформулировали дополнительные задачи своей науки; общее число  задач было равно, естественно, семи:

1.  Приготовление  Эликсира или Философского Камня  (Lapis Philosoiphorum);

2.  Создание  гомункулуса;

3.  Приготовление  алкагеста – универсального растворителя;

4.  Палигенез, или восстановление растений из пепла;

5.  Приготовление  мирового духа (spiritus mundi) – магической субстанции, одно из свойств которой – способность растворять золото.

6.  Извлечение  квинтэссенции.

7.  Приготовление  жидкого золота (aurum potabile), совершеннейшего средства для излечения.

     Достижению  поставленных целей должны были послужить  двенадцать основных алхимических операций, каждая из которых соотносилась с  определённым зодиакальным созвездием. Именно по мистическим соображениям мышьяк и сурьму алхимики отказывались признавать самостоятельными металлами, т.к. для них не хватает планет, которых, по тогдашним представлениям, всего семь; мистическая связь  алхимии и астрологии имела для  алхимиков большее значение, чем  факты. Мистицизм и закрытость европейской  алхимии породили, естественно, значительное число мошенников от алхимии.

     Тем не менее, в XIV-XV веках европейская  алхимия добилась значительных успехов, сумев превзойти арабов в постижении свойств вещества. 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 (aqua fortis), который оказался способным растворять золото, царя металлов (отсюда и название – aqua Regis, т.е. 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.

     В XV-XVII веках в Западной Европе широкой известностью – либо благодаря своим мнимым успехам в получении философского камня, либо благодаря своим сочинениям, – пользовались многие алхимики: Николас Фламель, Александр Сетоний, Иоганн Исаак Голланд, Михаил Седзивой, Венцель Зейлер и многие другие. Алхимические идеи были чрезвычайно популярны в обществе; вера в чудодейственные свойства философского камня, казалось, была незыблемой. Однако к середине XVI века в европейской алхимии стало очевидным быстро прогрессирующее разделение. С одной стороны – вырождающееся мистическое направление, представители которого по-прежнему 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.

     Алхимии изначально были присущи весьма серьёзные  отрицательные черты, которые в конце концов и сделали её тупиковой ветвью развития естествознания. Во-первых, это ограниченность предмета лишь трансмутацией металлов; все алхимические операции с веществом были подчинены этой главной цели. Во-вторых – мистицизм, в большей или меньшей степени присущий всем алхимикам. В-третьих, это догматизм теории – учение Аристотеля, лежащее в основе идеи трансмутации, принималось за истину в последней инстанции без каких-либо обоснований. Наконец, изначально характерная для алхимии закрытость являлась существенным препятствием для развития этой науки. Тем не менее уязвимость алхимии для критики с точки зрения современной науки никоим образом не означает, что труд многих поколений алхимиков был бессмысленным и бесполезным.

     Главным результатом алхимического периода, помимо накопления значительного запаса знаний о веществе, стало становление  эмпирического (опытного) подхода к  изучению свойств вещества. Алхимиками была разработана ртутно-серная теория (теория трёх принципов), призванная обобщить опытные данные. В целом алхимический период явился совершенно необходимым  переходным этапом между натурфилософией  и экспериментальным естествознанием.

     Глава 3. «Период становления»

Экспериментальное естествознание XVII века

     В XV-XVI веках в Европе начался период быстрого роста торговли и материального  производства. К XVI веку техника в  Европе вышла на уровень заметно  более высокий, чем в период расцвета Античного мира. При этом изменения  в технических приемах опережали  их теоретическое осмысление. Технические  изобретения XVI века и блестящие  успехи мореплавания (разрешившие, кстати, длившийся столетиями финансовый кризис, связанный с нехваткой драгоценных  металлов) одновременно ставили перед  наукой новые проблемы, которые существовавшая ранее наука разрешить не могла. Дальнейшее усовершенствование техники  упиралось в главное противоречие эпохи – противоречие между сравнительно высоким уровнем достигнутых  к этому времени технологических  знаний и резким отставанием теоретического естествознания.