Основные черты химии и условия ее развития в период теории флогистона


вернуться в оглавление книги...

Н.А.Фигуровский, "Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в." Издательство "Наука", Москва, 1969 г.
OCR Biografia.Ru

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ И УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ ХИМИИ В ПЕРИОД ТЕОРИИ ФЛОГИСТОНА

Развитие химии в период господства теории флогистона ознаменовалось значительными успехами, в частности, в накоплении нового экспериментального материала, на основе которого и были в дальнейшем пересмотрены старые представления о веществах и их превращениях. Было положено начало систематическим исследованиям состава веществ, главным образом минерального происхождения. Начиная с середины XVIII в. в химическую практику постепенно вошли методы и приемы качественного химического анализа, многие из которых стали классическими и легли в основу аналитической химии, получившей самостоятельное значение в качестве одной из химических наук уже в начале девятнадцатого столетия.
Во второй половине XVIII в. возникли и методы весового количественного анализа. На первых порах его задачей был не полный элементарный анализ сложных веществ, а лишь определение относительного содержания кислот и оснований в составе солей и минералов. В конце XVIII в. появились некоторые примитивные приемы объемного анализа (титрование).
В результате развития химико-аналитических исследований во второй половине XVIII в. были изучены многие соли, кислоты и основания, установлен химический состав ряда минералов и, наконец, было открыто несколько новых элементов. Для дальнейшего развития химических теорий особенно важным оказалось установление в конце периода господства флогистической теории стехиометрических отношений составных частей в сложных соединениях и, прежде всего, отношений количеств кислот и оснований в солях. Именно на основе многочисленных анализов солей и других веществ в дальнейшем были открыты основные законы химии.
Химико-аналитическое направление исследований в этот период получило настолько важное значение для прогресса химических знаний, что историки химии не без оснований называют вторую половину XVIII в. аналитическим периодом в развитии химии.
Исследование химических превращений, сопровождавшихся выделением газов, привело к возникновению специального интереса у химиков к этим веществам, в то время еще весьма мало изученным. В течение семидесятых и восьмидесятых годов XVIII в. были открыты многие новые газы как элементарной природы (кислород, водород, азот), так и сложного состава. Изучение свойств этих газов и их роли в химических и жизненных процессах привело к полному пересмотру взглядов на химическую сущность явлений горения и дыхания. Двадцатилетний период открытия и изучения газов во второй половине XVIII в. обычно называют периодом пневматической химии.
Одним из важных результатов флогистического периода было преодоление старых традиционных представлений, оставшихся, как уже было сказано, в наследство от алхимического и иатро-химическогопериодов, о составе веществ и химических явлениях. К концу XVIII в. химия полностью освободилась от алхимической идеи о возможности трансмутации металлов при помощи философского камня, идеи, которая владела умами даже выдающихся ученых конца семнадцатого столетия. Однако не все предрассудки, укоренившиеся в сознании ученых в XVI иXVII вв., были преодолены в течение рассматриваемого периода. Так, например, теория «невесомых флюидов», будто бы играющих особую роль в химических процессах, не только сохранилась, но и оказалась основой учения о флогистоне.
В XVIII в. лишь отдельные передовые ученые выступали с критикой этой господствующей теории. В середине столетия М. В. Ломоносов, на основе своих теоретических представлений, выступил против распространенных в науке представлений о теплороде, или «огненной материи». Опираясь на развитое им самим атомно-молекулярное учение, он разработал механическую теорию тепла, отчасти использовав идеи своих предшественников, и нашел новые аргументы в пользу принципа сохранения веса вещества и сохранения движения. На базе всего этого он сформулировал новые задачи химии как науки в противовес определениям своих современников, рассматривавших химию лишь как искусство.
Однако подавляющее большинство химиков XVIII в. продолжали упорно держаться старых представлений о главенствующей роли «невесомых флюидов» в химических процессах, особенно флогистона и теплорода. Предпринимавшиеся Ломоносовым и другими передовыми (начиная со Шталя) учеными попытки рассматривать флогистон как материальное вещество, естественно, не могли привести к положительным результатам. Дело в том, что изолировать флогистон и изучить его химическую природу не удавалось в течение всего XVIII в. Лишь в конце XVIII в. в свете новых фактов, добытых химиками-аналитиками и химиками-пневматиками, стало вполне очевидным, что никакого флогистона в природе не существует. Однако и после этого химики, в том числе и весьма авторитетные, еще долгое время придерживались теории невесомых флюидов.
Процесс развития химии в XVIII в. происходил в разных странах Европы по-разному. В Германии, например,— на родине флогистона — и главным образом в Пруссии основное внимание химиков было сосредоточено на решении отдельных проблем при кладной химии и химической технологии. В Англии и Швеции, решая те же проблемы, химики успешно вели исследования и в новой области — пневматической химии, изучали методы получения и свойства разнообразных газов. Французские химики, мало проявлявшие себя в серьезных исследованиях в середине XVIII в., к концу столетия добились весьма крупных успехов как в области экспериментальной, так и, в особенности, в области теоретической химии. Франция оказалась родиной «химической революции». С середины XVIII в. активное и плодотворное участие в разработке важнейших проблем химии стали принимать и русские ученые, начиная с М. В. Ломоносова. Такое «разделение труда» химиков разных стран Европы было связано с особенностями социально-экономической обстановки в каждой из этих стран.
Период господства теории флогистона в Европе характеризовался быстрым ростом и развитием капиталистического производства, усилением роли и влияния буржуазии в политической и общественной жизни общества. Большинство европейских государств в эту эпоху по политическому устройству оставалось еще феодальным. Во Франции, Германии, России, Австрии, Швеции и других странах сохранялись еще абсолютистские монархии, во многих странах в различных формах удерживались крепостнические порядки.
Главной причиной довольно многочисленных военных конфликтов между европейскими государствами в XVIII в. (в отличие от религиозных войн прошлых веков) была борьба за колонии. Войны велись и за расширение территорий отдельных государств, за рынки сбыта в Европе, за усиление экономического и политического влияния отдельных государств. В колониальных войнах более всех преуспела Англия. К концу столетия она сделалась наиболее крупной колониальной державой, отняв у Франции и Испании значительную часть их заморских владений.
В Англии в отличие от других европейских государств развитие капитализма происходило в XVIII в. особенно быстрыми темпами. Возникший еще в эпоху английской буржуазной революции (XVII в.) союз буржуазии с частью феодального дворянства особенно окреп после свержения династии Стюартов (1688) и в процессе завоевания и освоения заморских колоний. Поэтому английская буржуазия пользовалась значительными правами в экономической, политической и общественной жизни своей страны, в то время как буржуазия Франции, Германии и некоторых других стран, по существу, оставалась бесправной. Поэтому во второй половине XVIII в. Англия уже стала классической страной капитализма.
Последние десятилетия XVIII в. в Англии ознаменовались «промышленной революцией». Первая стадия этой революции состояла в замене ручного труда мастеров-ремесленников капиталистических мануфактур машинным производством. Промышленная революция началась с изобретения механических ткацких, прядильных и других машин и внедрения их в текстильное производство и быстро перекинулась на другие отрасли промышленности. Изобретение и внедрение машин и станков поставило на очередь проблему создания мощного и надежного двигателя. Такой двигатель действительно скоро появился. Это паровая машина Джемса Уатта (1736—1819), явившаяся значительным усовершенствованием ранее известных паровых машин (Ньюкомена, Ползунова и др.).
Простейшие машины и механические приспособления и ранее применялись в мануфактурных производствах (мельницы, подъемники и пр.). Обычно они приводились в движение механической энергией воды. Крупные мануфактуры (например, железоделательные заводы в России) строились по берегам рек, на которых воздвигались плотины. Таким образом, проблема использования водной механической энергии сводилась лишь к ее передаче к соответствующему устройству. В паровых двигателях была практически решена проблема превращения тепловой энергии в механическую. В связи с этим перед физикой и химией возникли новые задачи как в области изучения явлений горения, природы тепла, тепловых эффектов химических реакций и т. п., так и в области практического использования тепловой энергии.
Промышленная революция настоятельно требовала от естествоиспытателей и, в частности, от химиков решения ряда других важных научно-технических вопросов, в особенности поисков и переработки различных видов минерального и органического сырья, усовершенствования технологии химической переработки и отделки разнообразных материалов, расширения химико-аналитических исследований и т. д.
Большое влияние на развитие естественных наук во второй половине XVIII в. оказала новая идеология передового в то время класса буржуазии, боровшегося против старых феодальных порядков. Новые идеологические течения нашли яркое выражение в произведениях французских просветителей, философов-материалистов и энциклопедистов в эпоху, предшествовавшую французской буржуазной революции 1789 г.
Французские просветители Ф. Вольтер (1694—1778) и, особенно, Ж. Ж. Руссо (1712—1778) в своих сочинениях резко и остроумно высмеивали предрассудки феодального общества, религиозную схоластику, реакционные лженауки и всю старую философию. Они требовали свободного развития наук и искусств, свободы мысли, освобождения личности от религиозно-церковного порабощения.
Еще дальше в критике реакционных основ идеологии феодального общества пошли французские материалисты и энциклопедисты. Они решительно выступали не только против религиозной схоластики, но и против самой идеи существования божества. Базируясь на материалистических положениях философии Ф. Бэкона и его последователей, французские материалисты обобщили в основанном ими новом мировоззрении достижения естествознания. Они указывали на то, что философия беспочвенна без науки, так же как и наука без философии лишена своей принципиальной основы. В сочинениях Д. Дидро (1713—1784), П. Гольбаха (1723—1789) и других философов-материалистов излагаются представления о материи и движении как объективной реальности, а также материалистическое учение о пространстве и времени.
Стремясь связать достижения науки с производством и потребностями практики и общественной жизни, Д. Дидро и Ж. Л. Д'Аламбер (1717—1783) предприняли грандиозное издание «Энциклопедии наук, искусств и ремесел», в которой был обобщен огромный фактический материал науки и техники того времени. Однако энциклопедисты, как и вообще французские материалисты, подвергались яростным преследованиям со стороны реакционеров и духовенства. Поэтому начатое в 1752 г. издание «Энциклопедии» удалось закончить лишь через 20 лет (17 основных и 11 дополнительных томов). «Энциклопедия» оказала значительное влияние на развитие науки и техники как в самой Франции в эпоху буржуазной революции 1789—1794гг., так и в других европейских странах.
В течение флогистического периода в различных областях естествознания наблюдался значительный прогресс. К этому периоду относится, в частности, зарождение минералогии, ботаники и зоологии как самостоятельных наук. В этих областях естествознания, как, впрочем, и в других, происходило настолько интенсивное накопление фактического материала, что уже во второй половине XVIII в. возникла настоятельная потребность в его систематизации. В ряде естественнонаучных произведений этого периода можно констатировать стремление к систематизации и классификации по различным признакам (минералов, растений и животных), к введению систем научной номенклатуры.
Назовем здесь, в частности, «Естественную историю» Ж. Л. Бюффона (1707—1788)— большое 36-томное издание (1749—1788), в дальнейшем продолженное после смерти Бюффона. В этом сочинении описано множество различных животных. Новый материалистический подход к объяснению природы получил здесь отражение во взглядах, правда, еще недостаточно определенно выраженных, об изменчивости видов под влиянием внешних условий. В других сочинениях Бюффон рассматривает происхождение и геологическую историю земли, разделенную им на семь больших периодов.
Большое влияние на развитие естествознания, в том числе и химии, оказали труды шведского ученого К. Линнея (1707— 1778) — создателя системы классификации и номенклатуры растений и животных. Линней описал около 10 000 растений, расположив их и назвав в соответствии с им самим разработанными принципами. Упомянем также о работах по электричеству В. Франклина (1706—1790) и об открытии астрономом Ф. В. Гершелем (1738—1822) планеты Уран.
Деятельность большинства естествоиспытателей этого периода отразила в себе революционные идеи новой материалистической философии, ставшей мировоззрением буржуазии и знаменем французской революции. Особенно следует отметить стремление естествоиспытателей связать свои научные исследования с запросами производства и потребностями нового общественного строя, зарождавшегося в недрах феодализма.
Оценивая характер развития науки XVIII в., Ф. Энгельс писал: «...Вместе с расцветом буржуазии, шаг за шагом шел гигантский рост науки. Возобновились занятия астрономией, механикой, физикой, анатомией, физиологией. Буржуазии для развития ее промышленности нужна была наука, которая исследовала бы свойства физических тел и формы проявления сил природы. До того же времени наука была смиренной служанкой церкви, и ей не позволено было выходить за рамки, установленные верой; короче — она была чем угодно, только не наукой. Теперь наука восстала против церкви; буржуазия нуждалась в науке и приняла участие в этом восстании».
Необходимо, однако, указать на метафизический характер научного материализма второй половины XVIII в. Изучая природу, классифицируя и систематизируя произведения, естествоиспытатели не пытались представить ее в развитии, в динамике, а рассматривали ее как нечто неизменное. «Но что особенно характеризует рассматриваемый период,—писал Ф. Энгельс,—так это— выработка своеобразного общего мировоззрения, центром которого является представление об абсолютной неизменяемости природы. Согласно этому взгляду, природа, каким бы путем она сама ни возникла, раз она уже имеется налицо, оставалась всегда неизменной, пока она существует».
Важнейшим и необходимым условием для освобождения химии от реакционного наследия прошлого в рассматриваемую эпоху явился процесс накопления экспериментального материала и новых фактов о составе веществ и природе химических явлений. По содержанию исследовательская деятельность химиков в середине и во второй половине XVIII в. все больше и больше стала отличаться от деятельности иатрохимиков, главным образом воспроизводивших по рецептам лекарственные смеси. Именно это изменение и привело к превращению химии из искусства в науку. На основе накопленного нового фактического экспериментального материала в последней четверти XVIII в. и совершилась «химическая революция».
Таким образом, деятельность химиков, начиная с середины XVIII в., следует рассматривать как подготовку «химической революции». Своими химико-аналитическими исследованиями и вновь открытыми явлениями и установленными фактами химики шаг за шагом подтачивали казавшееся незыблемым и стройным флогистическое учение до тех пор, пока оно окончательно не рухнуло. Вот почему эта эпоха может быть охарактеризована как эпоха кризиса теории флогистона.