Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. - Фигуровский Николай Александрович (бесплатные серии книг .TXT) 📗
Как мы увидим ниже, к выводу о том, что «горючий воздух» (впоследствии названный водородом) представляет собой флогистон, более 20 лет спустя после Ломоносова пришел английский ученый Г. Кавендиш (46), которому казалось, что этим открытием он разрешил все противоречия теории флогистона.
Вывод Кавендиша произвел на современников большое впечатление, в то время как вывод Ломоносова остался незамеченным, хотя его работа «О металлическом блеске» была опубликована в 1751 г.
Таким образом, Ломоносов, работавший в эпоху господства теории флогистона, когда эту теорию невозможно было заменить рациональной научной теорией горения, и в своем подходе к объяснению флогистона оказался новатором-материалистом, противником мистических представлений о «невесомых флюидах».
«Корпускулярная философия» Ломоносова, основанная на атомно-молекулярной теории, кинетической теории материи и законе сохранения вещества и силы (движения), явилась базой его научного материалистического мировоззрения и оказалась исходным пунктом всей его теоретической и экспериментальной деятельности в области химии и физики. Среди своих современников Ломоносов оказался наиболее ярким последователем новой рациональной науки и вместе с тем борцом против реакционных схоластических концепций и отсталых традиций, унаследованных от алхимического и иатрохимического периодов развития химии. Характерно, что Ломоносов не просто критиковал старые идеи и представления, а высказывал в противовес им новые идеи, разрабатывал новые теории, которые в дальнейшем стали фундаментом новой науки и исходным пунктом ее дальнейшего развития.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ М. В. ЛОМОНОСОВА. ЕГО ВЗГЛЯДЫ НА ЗАДАЧИ ХИМИИ. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Наряду с теоретическими исследованиями Ломоносов довольно много занимался и экспериментальной работой. В первый период своей деятельности, до открытия Химической лаборатории Академии наук (начало 1749 г.), Ломоносов провел исследование, посвященное механизму растворения металлов в кислотах и солей в воде. В этот же период он выполнил несколько химических анализов, в частности аналитическое исследование качества различных образцов солей (48).
Результаты исследования механизма растворения металлов в кислотах и солей в воде Ломоносов изложил в диссертации «О действии химических растворителей вообще» (1744 г.) (49). Пользуясь простыми средствами, Ломоносов наблюдал растворение железа и меди в азотной кислоте при помощи микроскопа, изучал свойства выделяющегося при растворении газа (окиси азота), собранного им в бычий пузырь (обычное в то время средство для собирания газов), и открыл явление пассивации металлов при действии крепкой азотной кислоты. По-видимому, тогда же он проводил опыты растворения металлов и в других «кислотных спиртах» и, в частности, в соляной кислоте (о чем он сообщает в упоминавшейся выше диссертации «О металлическом блеске»). Главным выводом работы было установление различия в механизме растворения металлов в кислотах и солей в воде.
Занимаясь теоретическими исследованиями, Ломоносов считал необходимым экспериментально проверить некоторые из полученных им выводов. Для этого он в течение ряда лет настоятельно добивался учреждения при Академии наук химической лаборатории и предварительно разработал план будущих экспериментальных исследований (50). В частности, Ломоносов намеревался работать «по мере и весу». «При всех упомянутых опытах, — писал он, — буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй и сосудов, но и все окрестности, которые надобны быть покажутся» (51). Постройка Химической лаборатории Академии наук была закончена поздней осенью 1748 г., лаборатория была оборудована необходимой аппаратурой и нагревательными приборами (печами) и обеспечена посудой и реактивами. С начала 1749 г. Ломоносов начал в ней исследования. Ломоносовская лаборатория была первым научно-экспериментальным учреждением в России (52).
Однако Ломоносову с самого начала пришлось отказаться от осуществления им ранее намеченных исследований. Он отдавал себе отчет в том, что теоретические исследования в лаборатории не будут поняты ни его коллегами по Академии наук, ни влиятельными правительственными чиновниками, так же как не были поняты и поддержаны его теоретические диссертации. К тому же в Европе еще не существовало государственных лабораторий. Вот почему, намечая темы исследований, Ломоносов принужден был основное внимание направить на решение химико-технических вопросов. Он развернул исследования по изысканиям рецептур цветных стекол и разработке способов изготовления нескольких минеральных красок, дефицитных в то время в России, что позволило ему организовать производство цветных стекол для мозаичных работ и выполнить несколько мозаичных картин высокой художественной ценности.
И все же Ломоносову удалось провести в лаборатории несколько научных экспериментально-теоретических исследований. В частности, он, продолжая свои ранние работы, исследовал растворимость ряда солей в воде при различных температурах и составил соответствующие физико-химические таблицы, в которых нашла отражение и кинетика растворения. В 1756 г. Ломоносов предпринял проверку опытов Бойля по прокаливанию металлов. Краткая запись результатов этих опытов такова: «Между разными химическими опытами, которых журнал на 13 листах, деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару: оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойла мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере» (53). Таким образом, ранее высказанное мнение Ломоносова о роли воздуха в процессах горения и кальцинации металлов нашло экспериментальное подтверждение.
Ломоносов выполнил в своей лаборатории много химических анализов руд и других материалов, решил несколько химико-технических задач и сконструировал в процессе исследований ряд приборов. Среди них особенно следует отметить «точило» для определения твердости тел, вискозиметр и др. Последние годы жизни Ломоносов работал в своей домашней лаборатории и на стекольном заводе.
Таким образом, будучи химиком широкого профиля и стремясь решить на новых рациональных основах фундаментальные проблемы науки, Ломоносов настаивал на пересмотре основных задач химии. В его время химия представляла собой «искусство» изготовления разнообразных составов и материалов, и Ломоносов впервые называет химию «наукой об изменениях, происходящих в смешанном теле» (54). Речь идет здесь не о простом переименовании «искусства» в «науку». Реальных оснований для такого переименования химии в то время, собственно говоря, не существовало, так как химия представляла собой лишь комплекс эмпирических сведений, без какой-либо прочной научной основы. Однако Ломоносов считал, что постановка перед химией новых задач теоретической и экспериментальной разработки, основанных на «корпускулярной философии», и представляет собой такое основание для переименования. При этом он называл в качестве примера физику, уже именовавшуюся наукой, хотя для этого и не было в то время достаточных оснований, кроме задач, которые стояли перед ней.
В дальнейшем Ломоносов уточнил свое определение предмета химии и, исходя из мысли о тесной связи, существующей между химией и физикой, основал физическую химию. В 1752 г. он прочитал нескольким студентам Академического университета курс физической химии, сопровождая его демонстрациями опытов и практическими занятиями студентов. Конспекты этого курса и некоторые его фрагменты сохранились (83). Курс начинается следующим определением: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях. Она может быть названа также химической философией, но в совершенно другом смысле, чем та мистическая философия, где не только скрыты объяснения, но и самые операции производятся тайным образом» (56).
