Александр Иванов
Химия – просто: история одной науки
В 121 году н. э. греческий врач Клавдий Гален (ок. 129–216) усовершенствовал теорию Аристотеля и впервые применил её к человеку. Он считал, что человек состоит из тех же четырёх элементов, из которых состоят любые тела в природе. В теле здорового человека они находятся в определённом соотношении, и если вдруг какого-то элемента становится меньше – человек заболевает. Отсюда вытекает и разработанный Галеном способ лечения: вносить в организм тот элемент, которого не хватает.
Клавдий Гален – греческий врач
Вот так, мой друг, выглядели первые зачатки химических знаний, из которых потом выросли великие открытия, поражающие наше воображение по сей день. И, заметь, развитие химической науки стало возможным не благодаря философии и метафизике, а благодаря неутомимому поиску новых фактов, новых тел и усовершенствованию способов превращения одних тел в другие. Разумеется, стремление к распространению практических знаний по химии не могло появиться без материального импульса. И вообще запомни на будущее: занятия наукой стоят не просто дорого, а очень дорого! Стремления к ним не появилось бы без манящей цели, для достижения которой гений и талант готовы были не щадить себя.
Из случайных открытий химическое искусство рано или поздно должно было превратиться в планомерную работу. И первой чётко выраженной заманчивой целью на этом пути стало желание человека найти «философский камень».
Слышал о таком?
Глава 2
Химия и «философский камень»
Итак, что же такое «философский камень»? Почему наши предки так стремились его найти и какими методами для этого пользовались?
По правде говоря, предмет их вожделения представлял собой вовсе не камень, а… жидкость. Своего рода эликсир, обладающий чудодейственными свойствами. Главной ценностью такого эликсира считалось то, что незначительной его дозы хватало бы для превращения неблагородных металлов (например, меди и железа) в металлы благородные – серебро и золото.
Кстати, именно из тех времён к нам и пришло понятие о «благородных металлах». Такое название эти металлы получили главным образом за свой красивый внешний вид в изделиях и характерные только для них физические свойства. Например, основные благородные металлы – золото, серебро и платина – на воздухе практически не окисляются, даже при плавлении. Другими словами, под благородными металлами следует понимать химически стойкие металлы, с трудом вступающие в химические реакции. Возьмём для сравнения, например, железо. Оно не является благородным металлом, так как окисляется (ржавеет) на воздухе. Вот если бы автомобили изготавливали из золота или платины – им бы сносу не было. Но и цена, разумеется, была бы запредельной. А уж стоимость «жигулёнка», изготовленного, допустим, из осмия или родия, вообще равнялась бы цене пожизненного абонемента полётов на Марс!
Впрочем, в описываемое время о последних двух элементах ничего ещё не знали, а о «жигулях» тем более не слышали.
Что же касается «философского камня», то в те давние времена его наделяли воистину чудодейственными свойствами: способностью лечить всевозможные болезни, дарить людям долголетие и даже бессмертие, превращать злых людей в добрых, а грешников – в праведников. Неудивительно поэтому, что очень многими овладевало непреодолимое желание приобрести столь драгоценный эликсир любой ценой и за любую цену.
Чем же подкреплялась столь фанатичная вера в могущество «философского камня», кем поддерживалась? Мы ведь с тобой прекрасно понимаем, что ничего не происходит просто так, само по себе. И книга сама себя не прочтёт (допустим, аудиокнига прочтёт, но сама себя она всё равно не включит), и ребёнок сам себя ничему не научит, если рядом не будет учителя, и наука не сможет заявить о себе сама, без помощи популяризатора и его последователей. (Уловил намёк? Тогда, дочитав эту книгу, не забудь зайти на наш YouTube-канал «Химия – Просто» и поделиться ссылкой на него с друзьями.) Так как же «рекламировал» себя «философский камень»?
Дело в том, мой друг, что над изобретением «философского камня» трудились люди, которые называли своё дело (ал) химией, а себя, соответственно, именовали алхимиками. Они-то и старались вывести своё дело на первый план, внушить окружающим мысль о первостепенной, главенствующей значимости своих занятий. (Проще говоря, отличными пиарщиками были эти алхимики.) Они даже своё происхождение приписывали якобы родству с известными представителями древнейших поколений, в том числе с библейскими персонажами. И это, надо сказать, достаточно успешно у них получалось.
Поскольку мечты о наступлении «золотого века» отражаются во многих древних сказаниях, можно предположить, что мысль о превращении обычных металлов в золото владела умами людей с доисторических времён. Получение первых металлических сплавов лишь подкрепило их грёзы.
Если мы нагреем в фарфоровой чашке смесь из 9 частей меди и 1 части олова (вспоминаем математику за 3 класс), то получим сплав, обладающий совершенно другими свойствами, нежели отдельно взятые медь или олово. А после шлифовки данный сплав вообще приобретает блеск, подобный блеску золота. В древности этот процесс рассматривали так: в ходе химических реакций характерные свойства того или иного вещества отделяются и сообщаются (передаются) другим веществам в любом заданном количестве.
Слово алхимия впервые встречается у арабов. Скорее всего, они просто добавили арабскую приставку «ал» к слову «химия», которое имеет египетское происхождение и переводится как «египетская наука».
Человеком, впервые изложившим в своих сочинениях мысль о превращении металлов, а также описавшим способы, применённые им для осуществления этих процессов, был арабский учёный Гебер Абу Мусса Джафар аль-Софи (780–840). Жизнь Гебера покрыта мраком неизвестности. Известно лишь, что во второй половине VIII века он преподавал медицину в арабской академии в Севилье. Оставшиеся после него сочинения свидетельствуют о богатом багаже знаний учёного.
Арабский алхимик
Алхимические приборы
Именно Геберу мы обязаны знакомством с важнейшими веществами, реагентами, без которых в настоящее время не сможет обойтись ни одна научная лаборатория, ни одна отрасль химической промышленности. К таким реагентам относятся, в частности, серная и азотная кислоты, смесь которых известна под названием «царская водка». Кроме того, именно Гебер научил получать соли, квасцы, купоросы и т. д. искусственным путём.
Он был добросовестным и ответственным исследователем: все свои наблюдения описывал откровенно и подробно. При этом отличался необыкновенной скромностью – никогда не кичился своими заслугами, не выпячивал своё имя. И если бы не его столь же добросовестные преемники, мы, возможно, никогда не узнали бы об открытиях Гебера.
Как я уже говорил, учение Аристотеля затормозило развитие науки на несколько столетий. Главенствующее значение отводилось не наблюдениям и опытам, а мысли. Всё, что противоречило умственным заключениям, устранялось или истолковывалось ошибочно. Лишь спустя почти тысячелетие великие естествоиспытатели эпохи Возрождения (Коперник, Галилей, Бэкон) смогли вернуть экспериментальному опыту надлежащее ему значение.
Николай Коперник
Галилео Галилей
Френсис Бэкон
Однако даже при том, что в период от Аристотеля до конца Средних веков научное познание было сковано в развитии, одна из научных отраслей продолжала развиваться, так как занималась сбором фактов и накоплением знаний. Да-да, я имею в виду именно химию. Точнее, не совсем химию, а её ответвление – алхимию, представляющую собой странное сочетание кропотливого труда с полным суеверий мистицизмом. Разумеется, развитие алхимии тоже было обусловлено в первую очередь материальными побуждениями, ведь человеку во все времена свойственно желание разбогатеть, сохранить здоровье, продлить жизнь и т. д.
Кстати, если мы заострим внимание на профессиях основоположников алхимии, то увидим, что Альберт Магнус (1193–1280), Роджер Бэкон (1214–1292) и Базилиус Валентинус (XV век) были монахами, а Арнольд Вилланованус (1235–1312) – врачом. Интересная вырисовывается картина, не правда ли? Получается, что раз изготовлением золота занимались главным образом монахи и врачи, значит, они и есть самые жадные люди? Предположение, конечно, из разряда шутливых, но, как говорится, в каждой шутке есть доля правды.
Словом, так или иначе, но алхимия постепенно входит в моду и вскоре ряды алхимиков пополняются представителями разных других сословий. Немецкий алхимик Копп, автор классического труда по истории химии, писал по этому поводу так: «Приверженцы и вожаки алхимии набираются из всяких сословий. Цари и короли, нищие, бродяги, духовенство и врачи, наконец, любители природы соперничают друг с другом в этом занятии. Храмы этой науки мы находим то в монастырях, то в аптеках. Жрецами её состоят шарлатаны и рыцари фортуны, но рядом с ними находим настоящих учёных».
Правда, в разные времена к алхимии относятся по-разному: то окружают всеобщим презрением, то почитают более других наук. То не признают её научную ценность, видят в ней источник неисчислимых ошибок, преследуют по всей строгости закона, подвергают алхимиков гонениям, а церковники и вовсе угрожают им анафемой, то, наоборот, алхимии поклоняются как всемогущему божеству, подобострастно и терпеливо ожидая от неё несметных богатств и вожделенного долголетия. То алхимики вынуждены проводить свои манипуляции в глубоком подполье, то работают под началом (сейчас бы сказали – под прикрытием) сильных покровителей.
Из всего этого закономерно вытекает вывод, что содержание самой алхимии тоже подвергалось множественным изменениям. То она яро защищала суеверия, то превращалась в столь же ярое орудие по их истреблению. Мотивами для алхимических изысканий служили то банальная жадность, то искренняя тяга к знаниям. То алхимики обещали всем золотые горы, то объясняли свои действия исключительно стремлением к развитию промышленности и народного хозяйства. То они пытались осуществить невозможное (например, искусственно создать живые растения из золы), то игнорировали свои наработки даже там, где действительно могли бы помочь.
Как же складывалась судьба алхимиков в столь переменчивые и небезопасные времена? Тем, кто соблюдал осторожность, повезло более-менее спокойно заниматься алхимией всю жизнь, дожить до старости и умереть собственной смертью. Однако таковые составляли меньшинство. Большинство же, менее осторожное, безжалостно истреблялось церковью, подозревавшей их в сношении с дьяволом, или становилось жертвой жадных князей, всеми силами старавшихся выпытать у них тайну получения «философского камня». Костёр, виселица либо пожизненное заключение – вот, собственно, основные варианты окончания жизни адептов алхимии.
Особо незавидным было положение придворных алхимиков. Если после многократных неудачных попыток изготовить золото они признавали свою беспомощность, их с позором изгоняли. Если же они теми или иными способами изготавливали поддельное (фальшивое) золото, их заключали в темницу и подвергали страшным пыткам, дабы выведать правду. Ну а если вскрывался обман, их облачали в обклеенную блёстками одежду и вешали на позолоченной виселице.
Так, известно, что примерно в 1602 году шотландский дворянин Александр Сетоний совершил в Голландии ряд «удачных» превращений неблагородных металлов в золото. Это сделало его знаменитым на весь мир. Спустя какое-то время Сетоний поселился у известного золотых дел мастера Гюстенгефера в Страсбурге, где продолжил заниматься выделыванием золота. Когда же он покидал Страсбург, то оставил гостеприимному хозяину толику «философского камня», и Гюстенгефер тоже начал заниматься алхимией.
Узнав об этом, император Рудольф II пригласил Гюстенгефера в Прагу. Но тот к этому времени израсходовал последние остатки «философского камня», так и не получив ни грамма золота, поэтому закончил свою жизнь в тюрьме.
Самого же Сетония судьба занесла в Саксонию, где князь (курфюрст) Христиан II, обуреваемый жаждой обогащения, заточил его в тюрьму с целью выведать рецепт получения «философского камня». Однако изобретатель стойко хранил тайну.
В то же самое время у Христиана II гостил польский шляхтич Михаил Седзивой, также алчущий дармовых богатств. Получив у курфюрста разрешение на свидание с Сетонием, он помог последнему бежать. Вместе они прибыли в Краков, где, к большой скорби шляхтича, Сетоний вскоре скончался от нанесённых ему в тюрьме увечий.
А вот у Седзивоя остался «философский камень» и он начал заниматься алхимией. В 1604 году он прибыл в Прагу к императору Рудольфу II и даже поделился с ним частью «философского камня». Однако помимо желания обогатиться Седзивой был обуреваем ещё и жаждой славы. Поэтому он заявил, что якобы самостоятельно постиг искусство изготовления «философского камня».
Алхимик Седзивой (1867). Художник Ян Матейко
О последствиях нетрудно догадаться. Разные князья стали добиваться его визитов. Так, из Праги Седзивоя пригласили в Штутгарт, где уже имелся свой придворный алхимик – лорд Иоганн Генрих фон Мюлленфельс. Последний долгое время пользовался всевозможными привилегиями и считался знаменитым алхимиком, но в действительности не имел ни малейшего представления о способах изготовления «философского камня». Конечно же, он сразу распознал в Седзивое опасного для себя конкурента, поэтому, притворившись доброжелателем, внушил тому, что в Штутгарте из него якобы хотят выбить тайну любой ценой, и надоумил бежать. Доверчивый Седзивой поддался уговорам, однако во время побега фон Мюлленфельс подло напал на него, силой отнял «философский камень», а самого взял в заложники. Благодаря проявленному коварству фон Мюлленфельс вскоре прослыл истинным адептом алхимии и был даже щедро награждён.
На его беду, Седзивою удалось бежать из плена и рассказать всем об обмане. Фон Мюлленфельса постигла закономерная кара – его повесили на «виселице алхимиков». Седзивой же дожил до 1646 года, но ни один эксперимент по превращению неблагородных металлов в золото больше не был у него удачным. Вот так закончилась одна из средневековых «Санта-Барбар», связанных с алхимией.
Алхимик читает рецепт своему ученику
Средневековые алхимики
Средневековые алхимики
Шли годы, и постепенно алхимия спустилась с высокого пьедестала науки до положения фокусничества. Известно ведь, что наука требует бережливого к себе отношения. Её цель – истина. Те же, кто использует науку для недостойных целей, сами, образно говоря, роют себе могилу.
Да, в Средние века поощрялись различные суеверия, подавлялась любая свободная мысль, для развития наук просто не было подходящей почвы. Вот почему алхимия, став опорой суеверия и обмана, из науки превратилась в лже-науку.
Но поскольку человеку свойственно заниматься самообманом, после «философского камня» люди ещё долго гонялись за разными новыми чудесами. Например, сначала увлеклись палингенезией, т. е. выращиванием (воспроизведением) растений из золы, а затем и вовсе замахнулись на создание (синтез) искусственного человека, так называемого «гомункулуса». А если вспомнить, что ещё совсем недавно (буквально в 2016 году) в Интернете были широко распространены и даже популярны видеоролики о создании гомункула в домашних условиях, останется лишь с горечью признать, что циклична не только история, но и, увы, человеческая глупость.
Объяснять тебе, мой дорогой читатель, что все эти мнимые чудеса – сплошной обман, надеюсь, не надо? На всякий случай приоткрою завесу тайны: во время подобных сеансов по «синтезу гомункулуса» сначала совершаются разного рода манипуляции с химическими веществами (их смешивают и подвергают различным воздействиям, сопровождая весь «мистический» ритуал «таинственными» пассами), а затем кто-нибудь из участников «эксперимента» просто-напросто ловко (незаметно) подбрасывает скелет ребёнка. И далее доморощенный «кудесник» начинает жарко всех уверять, что человечек появился благодаря его опыту, просто из-за отсутствия (или недостатка) пищи он, бедняга, умер.
Совершенно очевидно, что у людей, верящих в подобное мракобесие, начисто отсутствует критическое мышление. Однако если мы проведём параллели между Средневековьем и нашим временем, то легко убедимся, что общество за истекшие века не сильно-то и изменилось.
А теперь я расскажу тебе об одном эксперименте, который впоследствии послужил неопровержимым доказательством возможности превращения одних металлов в другие и вообще сыграл важную роль в развитии химии.
Опыт
Если острие стального ножа погрузить в голубой раствор медного купороса, то оно покроется красным осадком. Это осадок меди. В давние времена считалось, что железо таким образом полностью превращается в медь, однако позднее пришло понимание, что железо ножа всего-навсего частично замещается медью из медного купороса.
Случались и обманные превращения. Например, брали серебро, содержавшее примесь золота, и после многочисленных операций добывали из него золото. И выдавали это за превращение серебра в золото.
Именно примеси и загрязнения применявшихся ингредиентов в значительной степени способствовали иллюзиям самих алхимиков. В те времена не было химических реактивов марок ХЧ (химически чистый), ОСЧ (особо чистый) и других.
Однако всё-таки стоит отметить и положительные результаты, которых добились алхимики, пусть невольно и бессознательно. Тем не менее именно эти их достижения легли в основу фундамента, на который опирались открытия последующих поколений.