Антуан Лоран Лавуазье. Его жизнь и научная деятельность Энгельгардт Михаил Александрович
Глава III. Научная деятельность Лавуазье
«В этой главе придется развернуть перед читателем картину, полную величия. В тиши лаборатории, предоставленный лишь собственным силам, один человек оказывается достаточно сильным, чтобы обновить всю науку».
Н. Меншуткин
Состояние химии в конце XVIII века. – Теория флогистона. – Задача Лавуазье. – Работа о природе воды. – Преобразование химии: исходный пункт исследований Лавуазье; теория горения; состав воздуха; строение окислов, кислот и солей; опровержение флогистонной теории; анализ и синтез воды; строение органических тел; органический анализ; новая химическая номенклатура. – «Trait? de chimie». – Значение Лавуазье для физиологии: теория дыхания; объяснение животной теплоты. – Калориметрия. – Распространение новой химии: период нападок; торжество новых идей. – Литературные достоинства Лавуазье .
Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов – Пристли, Блэк, Шееле, Кавендиш и другие. В работах Блэка, Кавендиша и в особенности Пристли ученым открывается новый мир – область газов, дотоле совершенно неведомая. Приемы исследования совершенствуются; Блэк, Кронштедт, Бергман и другие разрабатывают качественный анализ; результат этого – открытие массы новых элементов и соединений.
А между тем, строго говоря, наука химия еще не существовала. Были факты, накоплявшиеся не по дням, а по часам; были ложные противоречивые теории, кое-как объединявшие эти факты; но науки, то есть правильного объяснения, координации фактов, не было.
Не было основного закона химии, потому что идея вечности материи, высказанная еще Лукрецием и Демокритом, никогда не применялась к химическим явлениям, не формулировалась химически, то есть в виде положения: вес тел, входящих в реакцию, равен весу тел, получаемых в результате реакции. А пока это положение, которое ныне молчаливо подразумевается во всех химических исследованиях, не вошло в сознание ученых, немыслимо было сколько-нибудь правильное объяснение химических явлений: тела весомые смешивались с «невесомыми» (то есть теплотой, светом и пр.), присоединение тела могло уменьшать вес, отделение – увеличивать, и так далее, иными словами – не было правильного представления о простых телах.
Не было метода исследования, потому что весы – главное орудие химии – применялись только случайно, и никому не приходило в голову, что весовое, количественное определение должно всегда, неизбежно, неизменно сопровождать химическое исследование, что в нем-то и лежит ключ к объяснению химических явлений.
Наконец (что и понятно из вышесказанного), основные явления химии – процессы горения и окисления вообще, состав воздуха, роль кислорода, строение главных групп химических соединений (окислов, кислот, солей и прочего) – не были еще объяснены.
Теория флогистона, правда, объединяла, но не объясняла многие из этих явлений. Вот сущность этой теории, основанной Бехером, развитой и переработанной Сталем: она признает существование особого элемента, флогистона, в большей или меньшей степени насыщающего все горючие тела. Он находится, например, в железе и в других металлах. Металл сгорает (окисляется) – флогистон выделяется; в этом разъединении двух тел и состоит горение. В результате получается окись, простое тело: металл минус флогистон. Как видит читатель, это объяснение как раз противоположно действительности; на самом деле металл – простое тело, горение – соединение двух тел; результат горения – сложное тело. Итак, объяснение, даваемое теорией флогистона, было ложно. Но, кроме того, оно было фиктивно: оно вводило в сферу реальных явлений нереальный принцип, нематериальную материю – флогистон, удивительное тело, неуловимое, загадочное, не походившее на все остальные тела, ускользавшее от всякого объяснения, одинаково пригодное для всевозможных теорий и одинаково превращавшее все их в фикцию.
Пока этот призрак путался в химические исследования, наука как объяснение фактов, а не только их накопление, не могла развиваться. И в самом деле, сравнивая воззрения Пристли, Шееле, Макера и других с теорией самого Сталя, мы не видим прогресса. Напротив: факты накопляются, идеи запутываются; бревна и кирпичи сносятся со всех сторон и здание принимает вид все более и более безобразной груды. Довольно благовидное в изложении Сталя учение о флогистоне превращается у его последователей в какую-то фантасмагорию: это уже не одна теория, это – десятки теорий, запутанных, противоречивых, изменяющихся у каждого автора.
Итак, вот что предстояло сделать: найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований; создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических явлений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу.
Эту задачу взял на себя и исполнил Лавуазье. Для выполнения ее недостаточно было экспериментального таланта. К золотым рукам Пристли или Шееле требовалось присоединить золотую же голову. Такое счастливое соединение представлял Лавуазье. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу (в действительности оно принадлежит Кавендишу). По поводу последнего открытия Лавуазье даже обвиняли в плагиате, в недобросовестном умолчании о будто бы известном ему открытии Кавендиша. Но слава Лавуазье так мало зависит от этих фактических открытий, что нам даже нет надобности касаться вопросов о первенстве. Если бы он не открыл ни одного нового факта, но высказал только свои выводы, свою систему воззрений – его слава не пострадала бы ни на йоту. Он велик как теоретик, как архитектор, строивший из материалов, накопленных трудами многих исследователей; что за важность, если архитектор не таскает сам кирпичи и бревна!
В научной деятельности Лавуазье нас поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Этот подготовительный период завершается в 1770 году работой «О природе воды». Передадим вкратце ее содержание.
Давно уже было замечено, что при выпаривании воды в стеклянном сосуде получается землистый осадок. Отсюда вывели заключение о способности воды превращаться в землю; другие думали, что земля уже существует в воде в виде особого соединения; третьи приписывали образование осадка материи, присоединяющейся извне.
Лавуазье решился проверить эти мнения. Для этого он в течение 101 дня перегонял воду в замкнутом аппарате. Вода испарялась, охлаждалась, возвращалась в приемник, снова испарялась и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся?
Общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. Вес воды после опыта не изменился: значит, она не превратилась в землю. Вес стеклянного сосуда уменьшился на столько же, сколько весил полученный осадок: значит, осадок получился от растворения стекла.
Как видим, в этой работе Лавуазье уже является во всеоружии своего метода – метода количественного исследования. Химия имеет дело с весомыми телами, химические реакции состоят в соединении и разъединении весомых тел, по увеличению или уменьшению веса можно судить о присоединении или отделении вещества.
Все это так просто, ясно, что мы готовы спросить: неужели нужен великий ум, чтобы додуматься до таких простых вещей? Но это ясно и очевидно для нас – после Лавуазье и благодаря ему. А посмотрим на его современников. Через несколько лет после вышеизложенной работы Шееле, блестящий, проницательный, остроумный исследователь, обогативший науку массой крупных открытий, издает трактат о воздухе, в котором среди прочего доказывает, что два весомых элемента – «огненный воздух» (кислород) и флогистон – соединяясь, дают невесомую материю, которая проходит сквозь стенки сосуда и исчезает в виде теплоты и света. Если уж лучшие умы науки бродили в таком тумане, то можно себе представить понятия массы. Только Лавуазье обладал секретом, волшебной палочкой, по мановению которой груда материалов должна была превратиться в царский дворец.
Овладев методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показавших, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.
Этот факт – основное, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь здесь о единичном неважном явлении… Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду в воздухе, земле, организмах – во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах. Сюда относятся процессы горения в собственном смысле, медленного окисления, дыхания; продуктами горения являются самые распространенные тела, например, вода, углекислота, бесчисленные окиси и ангидриды.
Лавуазье – и только Лавуазье – понимал значение установленного им факта. Обобщая свои наблюдения, он высказал мысль, что вообще все явления горения и окисления происходят вследствие соединения тел с частью воздуха. Около 60 мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой – к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда – к исследованию органических тел и открытию органического анализа, и т. д.
В нижеследующем кратком очерке его открытий мы не будем придерживаться строго хронологического порядка, но перечислим сначала чисто химические работы; затем упомянем отдельно о работах, относящихся к физиологии и физике.
Ближайшей задачей Лавуазье являлась теория горения и связанный с ней вопрос о составе воздуха.
В 1774 году он представил академии мемуар о прокаливании олова, в котором сформулировал и доказал свои взгляды на горение. Олово прокаливалось в замкнутой реторте и превратилось в «землю» (окись). Общий вес остался неизменным – следовательно, увеличение веса олова не могло происходить за счет присоединения «огненной материи», проникающей, как полагал Бойль, сквозь стенки сосуда. Вес металла увеличился; это увеличение равно весу той части воздуха, которая исчезла при прокаливании; следовательно, металл, превращаясь в землю, соединяется с воздухом. Этим и исчерпывается процесс окисления: никакие флогистоны, «огненные материи» тут не участвуют. В данном объеме воздуха может сгореть только определенное количество металла, причем исчезает определенное количество воздуха; отсюда мысль о его сложности: «Как видно, часть воздуха способна, соединяясь с металлами, образовывать земли, другая же – нет; это обстоятельство заставляет меня предполагать, что воздух – не простое вещество, как думали раньше, а состоит из весьма различных веществ».
В следующем, 1775 году он представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: «чистого воздуха», способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и «мефитического воздуха», не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.
Заметим, что кислород был открыт и описан Пристли раньше Лавуазье. Но что за объяснение дал он своему открытию! По его мнению, окись ртути, превращаясь в металл, отнимает у воздуха флогистон, остается «дефлогистированный воздух» (кислород). При окислении же ртути она выделяет флогистон: получается «флогистированный воздух» (азот). С этой точки зрения воздух является однородной материей, которая, однако, может превращаться в кислород – выделяя флогистон, или азот, насыщаясь флогистоном.
Подобные теории могли возникать только потому, что не обращалось внимания на изменения веса тел при химических реакциях. Вникнем в ход рассуждений Лавуазье. Металл увеличивается в весе, – значит, к нему присоединилось какое-нибудь вещество. Откуда оно взялось? Определяем вес других тел, входивших в реакцию, и видим, что воздух уменьшился в весе на столько же, на сколько увеличился вес металла; стало быть, искомое вещество выделилось из воздуха. Это – метод весового определения; но чтобы понять его значение, нужно признать, что все химические тела имеют вес, что весомое тело не может превратиться в невесомое, что, наконец, ни единая частица материи не может исчезнуть или возникнуть из ничего. Вышеприведенные рассуждения Пристли показывают нам, насколько эти истины, азбучные с нашей точки зрения, были новы и неожиданны для современников Лавуазье. Подавленные старой теорией, они так свыклись с фантасмагориями, что считали бредом его воззрения именно за их ясность и простоту: слишком яркий свет болезненно действовал на глаза, привыкшие к темноте.
В том же мемуаре Лавуазье выяснил строение «постоянного воздуха», как называли тогда углекислоту. Если нагревать окись ртути в присутствии угля, то выделяющийся кислород соединяется с углем, образуя «постоянный воздух».
В трактате «О горении вообще» (1777 г.) он подробно развивает свою теорию. Всякое горение есть соединение тела с кислородом; результат его – сложное тело, а именно «металлическая земля» (окисел) или кислота (ангидрид по современной терминологии).
Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Не станем перечислять здесь многочисленных мемуаров Лавуазье, посвященных этому предмету: об образовании различных кислот – азотной, фосфорной и пр.; о природе кислот вообще, где он рассматривает их все как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем – угольную, с фосфором – фосфорную кислоту; о вытеснении водорода металлами при обливании их кислотою и т. д.
Общий результат их можно сформулировать так: Лавуазье дал первую научную систему химических соединений, установив три главные группы – окислы (соединения металлов с кислородом), кислоты (соединения неметаллических тел с кислородом) и соли (соединения окислов и кислот).
Десять лет прошло со времени первой работы Лавуазье, а он почти вовсе не касался теории флогистона. Он просто обходился без нее. Процессы горения, дыхания, окисления, состав воздуха, углекислоты, множество других соединений объяснились без всяких таинственных принципов совершенно просто и ясно – соединением и разделением реальных весовых тел. Но старая теория еще существовала и влияла на ученых. Как мало понимали Лавуазье его коллеги, видно из письма Макера, одного из известнейших химиков своего времени, – письма, относящегося к 1778 году:
«Г-н Лавуазье давно уже стращал меня каким-то великим открытием, которое он держит in petto и которое должно – шутка сказать! – уничтожить вконец теорию флогистона; я просто умирал от страха, видя его уверенность. Подумайте только, куда же мы денемся с нашей старой химией, если придется перестроить все здание заново? Признаюсь, я был бы совершенно обескуражен! Г-н Лавуазье обнародовал свое открытие – и уверяю вас: у меня гора с плеч свалилась».
Нужно было поставить точку над i, вымести старый мусор из нового здания. В 1783 году Лавуазье напечатал «Размышления о флогистоне». Опираясь на свои открытия, он доказывает полнейшую ненужность теории флогистона. Без нее факты объясняются ясно и просто; с нею начинается бесконечная путаница. «Химики сделали из флогистона туманный принцип, который вовсе не определен точно и, следовательно, пригоден для всевозможных объяснений. Иногда это – весомый принцип, иногда – невесомый, иногда – свободный огонь, иногда – огонь, соединенный с землею; иногда он проходит сквозь поры сосудов, иногда они непроницаемы для него; он объясняет разом и щелочность и нещелочность, и прозрачность и тусклость, и цвет и отсутствие цветов. Это настоящий Протей, который ежеминутно меняет форму».
«Размышления о флогистоне» были своего рода похоронным маршем по старой теории, так как она давно уже могла считаться погребенной.
Однако и новая теория еще натыкалась на многие затруднения. Объяснение процессов дыхания, горения органических тел, образования солей не могло быть полным, пока не объяснилась роль водорода в этих процессах. Лавуазье давно уже занимался этим телом – «горючим газом», как его тогда называли. Но опыты его были неудачны. Он придавал слишком абсолютное значение одному из принципов своей системы. Считая кислород «началом кислотности», он думал получить кислоту и от сожжения водорода. «Я убедился, что при всяком горении образуется кислота: серная – если сгорает сера, фосфорная – если сгорает фосфор, угольная – если сгорает уголь; и я заключил по аналогии, что при сжигании горючего воздуха тоже должна получиться кислота».
С этой целью он произвел ряд опытов, приведших, разумеется, к отрицательному результату. Кислота не получалась, а действительный продукт горения – вода – ускользал от его внимания. Такова сила предвзятых мнений. Если теория, в сущности истинная, но слишком абсолютно понятая, могла затемнить такой исключительно ясный ум, то можно себе представить, к каким результатам должны были приводить теории сплошь ошибочные. После этого мы не станем удивляться приведенным выше мнениям Пристли и Шееле.
Только в 1783 году, после того как Кавендиш показал, что при сжигании водорода образуется вода (но еще не обнародовал своего открытия), Лавуазье представил академии «мемуар, имеющий целью доказать, что вода не есть простое тело». В этом и последующих мемуарах (1784 и 1785 гг.) он разработал предмет со свойственной ему полнотой и точностью. Знал ли он об открытии Кавендиша или нет, это не уменьшает ценности его работ, потому что первый анализ и синтез воды был произведен им при помощи опытов и приборов, которые и ныне описываются в учебниках химии. Далее, важно было не только открыть состав воды, но и вывести последствия этого открытия; а это целиком принадлежит Лавуазье. Он показал, что вода образуется при дыхании вследствие окисления водорода органических тканей; уяснил образование соли при растворении металла в кислоте, показав, что водород, выделяющийся при этом, происходит от разложения воды, кислород которой соединяется с металлом.
Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. «Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье» (Н. Меншуткин).
Накопление фактов, открытие новых соединений, уяснение их состава, наконец, новые понятия, внесенные в химию, требовали и соответственной номенклатуры. До сих пор она находилась в хаотическом состоянии: названия давались случайно; часто были описательного характера, например, «самая чистая часть воздуха», «масло антимония»; одно и то же тело имело по нескольку названий – словом, чувствовалась настоятельная необходимость в общей методической, по возможности простой, номенклатуре. Эта задача была исполнена Лавуазье в сотрудничестве с Гитоном де Морво, Фуркруа и Бертолле в сочинении «Methode de nomenclature chimique» (1787 г.). Мы не будем излагать ее в подробностях; напомним только, что принципы ее лежат в основе современной химической номенклатуры.
Когда, таким образом, основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его «Trait? de chimie», первый учебник современной химии – явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора. Разумеется, факты он заимствовал у многих исследователей, – но только факты. Ряд истин, развиваемых в новом учебнике, принадлежит ему. Состав атмосферы, теория горения, образование окислов, кислот и солей, анализ и синтез воды, строение органических тел, органический анализ – все это представляет краткий свод мемуаров Лавуазье. Точное представление о простых телах, основной закон химии, превративший всякую химическую проблему в алгебраическое уравнение, метод количественного исследования установлены им же.
В выработке номенклатуры он принимал существенное участие; термины кислород, водород, азот, углекислота, окисление, окись и другие созданы им же; наконец, большая часть приборов, описанных в новом учебнике, изобретена им самим. Из них достаточно назвать газометр и калориметр, чтобы показать, какое огромное значение имел он и в этой, технической части химических исследований.
С тех пор химия сделала колоссальные успехи, превратилась в науку почти столь же точную, как астрономия или оптика. Она обязана этим Лавуазье, и тот, кто пожелал бы ознакомиться с элементами химии, может и теперь взяться за его «Trait?».
Работы Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. До него было сделано много великих анатомических открытий, уяснена топография органов, исследовано обращение крови, млечного сока и так далее – словом, устройство органической машины выяснилось в существенных чертах. Это был период анатомического метода в физиологии. Но действия организма, жизненные явления оставались загадочными. Все объяснялось действием «жизненной силы», фигурировавшей под разными названиями – архея, ????, anima ? так далее.
Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Правда, он не успел развить свои принципы с такою несокрушимой силой, как в химии. Там он объяснил все известные в его время факты. В физиологии он проложил новый путь, но успел сделать по нему лишь несколько шагов. Он установил учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного. Не меньшую важность имело его учение о животной теплоте. Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла».
В этих исследованиях Лавуазье обходился без помощи жизненной силы. Она оказывалась излишней: жизненные явления – по крайней мере те, которых он коснулся, – сводились к химическим реакциям; силы, развиваемые организмом, так же реальны, так же измеримы, как всякие физические и химические силы. «Мы видим соотношения между силами, которые на первый взгляд не имеют ничего общего между собою. Можно вычислить, например, скольким единицам веса соответствуют усилия оратора, который произносит речь, музыканта, который играет на каком-нибудь инструменте. Можно бы было даже свести к механическому выражению труд философа, когда он размышляет, ученого, когда он пишет, композитора, когда он сочиняет музыку».
Много лет прошло, пока в науке установилось рациональное воззрение на жизнь. Лавуазье опередил своих современников по крайней мере на полстолетия. Тем более для него чести.
Занимаясь изучением теплоты, Лавуазье и Лаплас создали важную главу физики – калориметрию, найдя способ измерять относительные количества тепла, выделяющегося при различных реакциях, сравнением количества льда, растворяющегося при этих реакциях. «Калориметр Лавуазье и Лапласа» и поныне описывается в учебниках физики.
До сих пор мы ничего не говорили о распространении новой химии. Нужно ли говорить, что воззрения Лавуазье были встречены нападками, бранью, враждой?.. Какие-то умники в Германии торжественно сожгли «еретика науки» «in effigie» («в изображении», то есть сожгли его портрет).
Однако ему посчастливилось видеть торжество своих идей еще при жизни. Замечательно, что первыми сторонниками его воззрений явились не химики, а математики – Лаплас, Менье, Монж.
В 1785 году Бертолле первым из химиков объявил себя сторонником новых воззрений. В следующем году к нему присоединились Фуркруа и Гитон де Морво. В 1788 году Лавуазье и его последователи предприняли коллективное опровержение старого учения, издав во французском переводе книгу Кирвана «Опыт о флогистоне» и снабдив ее подробными примечаниями; наконец, в следующем году начали издавать журнал «Annales de chimie», проводивший новые химические воззрения. Еще два-три года – и победа могла считаться полной, лишь немногие голоса раздавались в защиту флогистона: Пристли и Ламетри до конца были верны старому учению, но их уже никто не слушал.
Напротив, теперь затянули другую песню. Теория Лавуазье в изложении Фуркруа и других превратилась в теорию французских химиков. Люди, когда-то нападавшие на «научную ересь», разом переменили фронт: ересь оказалась банальной истиной, давно им известной и чуть ли не ими открытой. Словом, повторилось обычное в таких случаях «мы пахали».
Лавуазье был возмущен такими притязаниями. В сборнике своих работ, изданном только после его смерти г-жой Лавуазье, он в резких выражениях требовал восстановления своих прав: «Это не теория французских химиков, как ее называют, это моя теория, моя собственность, и я заявляю свое право на нее перед современниками и потомством».
Замечательно, что и до сих пор находятся люди, посягающие на это право.
Они указывают на факты, открытые Пристли, Шееле, Бергманом и пр. и послужившие материалом для здания, воздвигнутого Лавуазье; откапывают в забытых трактатах старых химиков Рея, Яна Майова и других отдельные замечания, намеки, смутные указания, в которых можно видеть смутное, почти бессознательное предчувствие новых воззрений. И на основании всего этого доказывают, что не «дилетант Лавуазье» открыл законы, метод, основные истины новой химии, а… неизвестно кто, сами отрылись…
Эта печальная история повторяется по поводу каждого великого открытия, но человечество в конце концов умеет воздать каждому и по делам его! Нападки и враждебная критика только резче оттеняют разницу между фактом и объяснением факта, случайным намеком на теорию и самой теорией. Так и здесь: чем глубже мы проникаем во мрак, расстилающийся перед Лавуазье, тем более восхищаемся светом, озарившим область науки после его трудов.
В заключение этой главы нам остается сказать несколько слов о литературных достоинствах Лавуазье. Слог его ясен и прост в высшей степени, форма вполне гармонирует с содержанием; в соединении с могучей силой ума, необыкновенно ясного, логического, систематичного, с величием истин, открываемых им, это производит положительно чарующее впечатление. В учебниках вам преподносят великие истины в готовой, более или менее догматической форме; вы соглашаетесь с ними – потому что нельзя не согласиться – совершенно спокойно и равнодушно. Но, читая мемуары Лавуазье, вы видите их зарождение. Перед вами хаос, «тьма над бездною»… И вот начинается творческая работа; тьма рассеивается, суша выступает из воды, – на ваших глазах возникает новый мир. Что может быть восхитительнее этого зрелища!
Из книги Антуан Лоран Лавуазье. Его жизнь и научная деятельность автора Энгельгардт Михаил АлександровичГлава IV. Общественная деятельность Лавуазье Общий характер деятельности Лавуазье. – Академия. – Исследование тюрем. – Мнение о месмеризме. – Агрономические опыты Лавуазье. – Участие в комитете земледелия. – Инструкция провинциальным собраниям. – Управление
Из книги Мои воспоминания автора Крылов Алексей НиколаевичГлава V. Деятельность Лавуазье в эпоху революции Отношение Лавуазье к революции. – Выборы в Блуа. – Первый период революции. – Нападки Марата. – Затруднительное положение Лавуазье. – Письмо к королю. – Деятельность в Комиссии мер и весов. – Гонение на академиков. –
Из книги Моя жизнь в рекламе автора Хопкинс КлодНаучная и профессорская деятельность в Военно-морской академии. Консультантство Приняв в 1900 г. в свое заведывание Опытовый бассейн, я продолжал чтение лекций в Морской академии.В сентябре 1900 г. проф. А. Н. Коркин оставил чтение лекций в Морской академии и рекомендовал
Из книги Четыре жизни. 2. Доцент [СИ] автора Полле Эрвин Гельмутович Из книги Пережитое автора Гутнова Евгения Владимировна Из книги Антарктическая одиссея. Северная партия экспедиции Р. Скотта автора Пристли РеймондНаучная деятельность В учебном институте главным является обучение студентов, для молодых преподавателей стимулом к росту является научная работа. Преподаватель ВУЗа без учёной степени и звания - никто, по социальному статусу недалеко ушёл от лаборанта (к
Из книги Рутгерс автора Тринчер Гертруда СебальдовнаГлава 30. Моя научная судьба Вскоре после моего возвращения в Москву приехал и Евгений Алексеевич, сначала один, без семьи. Он позвонил мне сразу после приезда и пригласил заглянуть к нему. В тот день нам с Эльбрусом пришлось побывать на огороде, который находился в Кусково,
Из книги 10 гениев науки автора Фомин Александр ВладимировичГЛАВА V НАШ БЫТ И НАУЧНАЯ РАБОТА Распорядок дня. – Граммофон. – Состязания в стрельбе. – Субботняя уборка. – Зимовка в Антарктике уже не страшна. – Ацетиленовая установка. Научные занятия. – Моряки-ученые. – Метеорология и биология. – Вылазки на плоскодонке. – Только
Из книги Жизнь и труды Пушкина [Лучшая биография поэта] автора Анненков Павел ВасильевичКнига пятая Научная работа, политическая деятельность (Австрия, Германия, Советский Союз, Франция, Голландия). 1927-1945 Рутгерсы снова, в который раз, возвращаются в родную Голландию. Отдых и заботливый уход Барты постепенно восстанавливают силы Себальда. И вместе с новыми
Из книги Воспоминания автора Сахаров Андрей ДмитриевичНаучная деятельность в Лондоне. Последние годы жизни Как мы видим, основы подавляющего большинства своих научных открытий Ньютон заложил во время пребывания в Тринити-колледже. В Лондоне он в основном уточнял и дополнял свои труды. Исключение составляет, пожалуй, только
Из книги Атомы у нас дома автора Ферми ЛаураНаучная и преподавательская деятельность Путешествие в ЛапландиюПрофессор Рудбек много рассказывал Линнею о путешествии в Лапландию, которое он совершил еще в молодости.И молодой человек тоже загорелся идеей совершить подобное путешествие. Домоседом и кабинетным
Из книги Грустный оптимизм счастливого поколения автора Козлов Геннадий ВикторовичГлава XXXVI 1835 г. Деятельность общественная и деятельность кабинетная «Материалы для Истории Петра Великого». Развитие сношений поэта в обществе в 1834–1835 годах. - Наблюдательность его, отношение к нему литературных партий. - Пушкин - воспитатель художественного
Из книги Энрико Ферми автора Понтекорво БруноГЛАВА 18 Научная работа в 60-х годах Годы 1963-1967-й были для меня плодотворными в научном отношении. Одной из причин было уменьшение интенсивности работы по спецтематике, которая стала гораздо меньше занимать мои мысли. Дома, т. е. на объекте, в коттедже, где я большую часть
Из книги автора4 глава Как родилась научная школа К осени 1926 года Ферми наконец прочно обосновался в Риме. Он расстался со своей тирольской курткой и короткими штанами и облачился и несколько тесноватый для него костюм такого же коричневого оттенка, как его собственная загорелая
Из книги автора Из книги автораНАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В РИМЕ Кипучая теоретическая деятельность Ферми, со времени опубликования работы по статистике (1926) до конца 1933 г, когда он начал работать в области ядерной физики, шла по трем главным направлениям.Во-первых, Ферми в течение нескольких лет осваивал
Французский химик, один из создателей современной химии.
Не зная о идеях М.В. Ломоносова , заново открыл закон сохранения массы. Обнаружил, что воздух имеет сложный состав; определил состав воды; объяснил сущность горения и окисления, разработал принципы химической номенклатуры.
«Именно Лавуазье правильно соединяя вместе все части головоломки и создал условия, при которых развитие химической теории стало происходить в правильном направлении. Прежде всего Лавуазье объявил, что теория, в основе которой лежит флогистон, совершенно неверна; вообще не существует такой субстанции, как флогистон. Процесс горения происходит в результате химического взаимодействия горючих веществ с кислородом. Во-вторых, вода вовсе не является простым веществом, а представляет собой сочетание кислорода и водорода. Воздух также не является простой субстанцией, он представляет собой сочетание, главным образом, двух газов - водорода и азота. Все эти утверждения представляются сегодня вполне очевидными. Однако они вовсе не казались очевидными предшественникам Лавуазье и его современникам. Даже когда Лавуазье сформулировал свою теорию и представил её доказательства, многие ведущие химики отказались принять его соображения. Однако превосходный учебник Лавуазье «Начальный учебник химии» (1789) так чётко изложил его гипотезы и настолько убедительно представил доказательства в их пользу, что молодое поколение химиков быстро в них уверилось. Доказав, что вода и воздух не являются химическими элементами, Лавуазье включил в свою книгу список веществ, которые он считал элементарными. Несмотря на то, что в его книге было несколько ошибок, современный список химических элементов является расширенной версией таблицы Лавуазье.
Лавуазье уже разработал (в содружестве с Бертолле, Фуркруа и Гитоном де Морво) первую систему химической номенклатуры. В системе Лавуазье (которая составляет основу современной системы) входящие в неё химические вещества систематизировались по их названию. Принятие первой единообразной системы номенклатуры позволило химикам во всем мире лучше информировать друг друга о произведенных ими открытиях.
Лавуазье [...] чётко изложил принцип сохранения массы в химических реакциях: химическая реакция может перестроить элементы, представленные в первоначальных веществах, но независимо от того, какова была степень разрушения, конечные продукты весят столько же, сколько и первоначальные компоненты. Настойчивость, с которой Лавуазье подчеркивал важность взвешивания химикатов, участвующих в реакции, способствовала превращению химии в точную науку и проторила дорогу для многих других достижений, обеспечивших дальнейший прогресс химической науки.
Лавуазье сделал некоторый вклад в развитие геологии, а в области физиологии его вклад был значительным. Путем тщательных экспериментов (работая в содружестве с Лапласом ) он сумел доказать, что физиологический процесс дыхания эквивалентен медленному горению. Иными словами, человеческие существа и животные получают энергию в результате медленного внутреннего горения органического материала; они дышат, получая кислород из воздуха. Одно только это открытие, Которое, очевидно, можно сравнить по значению с открытием Гарвеем циркуляции крови, позволяет Лавуазье с успехом занять место в нашем списке. И всё же главная заслуга Лавуазье состоит в том, что он заложил основы химической теории и тем самым направил развитие химической науки на правильный путь. Его принято называть «отцом современной химии», и он по праву заслужил этот титул».
Майкл Харт , 100 великих людей, М., «Вече», 1998 г., с. 122-124.
«В своей классической книге «Начальный курс химии» (1789 г.) Лавуазье неоднократно ссылается на труды французского философа Кондильяка , который развил идеи английского философа-материалиста эмпирика Локка и способствовал их распространению во Франции. Кондильяк считал единственным источником мышления ощущение, а основой научной работы - опыт. В соответствии с этим Лавуазье всегда шёл в своих исследованиях от неизвестного к известному и не делал выводов, не подкреплённых опытом и наблюдениями».
Биографии великих химиков / Под ред. Карла Хайнинга, М., «Мир», 1981 г., с.73.
«В годы Первой республики прославленный химик служил комиссаром финансовой палаты (общественной казны) и, обвинённый в заговоре и должностных преступлениях, по суду революционного трибунала в числе других 28-ми откупщиков был гильотинирован 8 марта 1794 г. Сохранялась некоторая надежда, что Лавуазье спасут его учёная европейская слава, множество друзей и почитателей, но террор сковал всех. В начальные годы первой империи в среде французской науки и литературы предложение раболепия превышало спрос на него. Сохранилось предание, что Лавуазье просил отсрочить казнь и предоставить ему время довести до конца задуманное исследование.
Палачу, говорил впоследствии знаменитый французский математик Лагранж (1736-1813), стоило только одного мгновения отрубить такую голову, но целого века было недостаточно, чтобы снова произвести подобную. В столетнюю годовщину Французской революции (1889) в Париже было решено открыть памятник Лавуазье, поскольку именно в 1789 г. он предложил «Таблицу простых тел», по существу первую классификацию элементов. В том же году совместно с К.Л. Бертолле (1748-1822) и другими учёными основал журнал «Annales de Chimie».
В 1789 г. появилась его книга «Трактат о химии», означавшая не менее глубокую революцию научной мысли, зарождение классической химии.
Памятник Лавуазье открыли через 10 лет, в 1899 году».
Помпеев Ю.А., Очерки по истории европейской научной мысли, СПб, «Абрис», 2003 г., с. 225.
Научная слава Л. по смерти неоднократно оспаривалась. Главным образом Thomson () и Voihard () старались умалить заслуги Л. и набросить тень на всю его научную деятельность. Они обвинили его в том, что он присвоил себе открытия, сделанные другими, что он умышленно умалчивал имена своих предшественников и т. д. Причины этих нападок, однако, коренятся главным образом в национальном антагонизме. Не говоря уже о том, что эти нападки на деле далеко не оправдываются, научная слава Л. заключается не в установлении новых фактов, а главным образом в водворении в науке новой системы, которая ее совершенно реформировала. Этот труд произведен Л. с необыкновенной энергией и логической убедительностью, благодаря чему система его восторжествовала над прежней в сравнительно очень короткое время. В настоящее время нарекания на Л, по-видимому, смолкают. Его неутомимо-деятельная и благородная, гуманная личность встает, как живая, в полной биографии, изданной Гримо. В столетнюю годовщину его смерти () предпринята в Париже международная подписка на памятник Л.
Научные работы Л. и их значение. Одна из первых по времени, наиболее важных работ Л. посвящена решению вопроса, можно ли воду превратить в землю. Вопрос этот занимал в то время многих исследователей и оставался нерешенным, когда к нему приступил Л. Лавуазье посвятил ему два мемуара, носящие общее заглавие: "Sur la nature de l"eau et sur les exp ériences par les quelles on a prétendu prouver la possibilité de son changement en terre" (). В этом исследовании Л. впервые показал, какую важность при выяснении химических задач могут иметь весовые определения. Очистив дождевую воду восьмикратной перегонкой, он поместил ее в стеклянный сосуд особого устройства, который был после того герметически закупорен и взвешен. Вес сосуда без воды был определен ранее. Нагревая воду в этом сосуде в течение 100 дней, Л. нашел, что в воде действительно появилась "земля". Но взвесив сосуд без воды после опыта, он нашел, что вес его уменьшился, причем оказалось, что вес образовавшейся земли равен уменьшению в весе сосуда. Отсюда он заключил, что эта "земля" есть продукт действия воды на стекло сосуда. Этим опытом Л. окончательно и навсегда разрешил вопрос о превращении воды в землю, долго остававшийся спорным. - После этого Л. обращается к изучению газов Со стороны физической газы были уже несколько исследованы Бойлем и Мариоттом, но со стороны химической они представляли в это время очень темную и почти неизведанную область. Приступая к исследованию газов, Л. чувствовал, что изучение этой области должно произвести переворот в физике и химии и высказал эту мысль в своем лабораторном журнале в г. Прежде всего он подвергает проверке тот факт, что вес металлов при превращении их в "извести" (так наз. в то время все металлические окислы, напр. красная окись , железная окалина и др.) увеличивается, факт, установленный еще в г. Реем и в г. Майовом, и доказывает, что увеличение в этом случае совершается на счет части воздуха, а не на счет присоединения огня, как думал Бойль, мнение которого в то время было общепринято. Л. превращал в "известь" (окись) олово в герметически закрытом сосуде, нагревая металл при помощи большого зажигательного стекла. Общий вес сосуда с оловом, после превращения олова в "известь", оставался неизмененным; этого не могло бы быть, если бы действительно к олову что-нибудь присоединилось извне. Л. нашел кроме того, что количество взятого воздуха после опыта уменьшается на 1 / 5 и что остающийся воздух не поддерживает горения и дыхания. Он показал также увеличение веса при сгорании серы и фосфора. Установленные им факты описаны в "Opuscules physiques et chimiques" () и в "M émoire sur la calcination de l"étam dans les vaisseaux fermés et sur la cause de l"augmentation du poids qu"acquiert ce métal pendant cette opé ration" (). Открытие кислорода, сделанное в г. Пристлеем и Шееле , дало Л. толчок к полному разъяснению вопроса. В г. Л. представил в академию мемуар "Sut la nature du principe qui se combine avec les m étaux pendant leur calcination et qui en augmente le poids ", в котором определяет роль кислорода в образовании металлических "известей" и признает кислород одной из составных частей воздуха. Вслед за тем в целом ряде мемуаров Л. развивает свою новую теорию окисления и горения, диаметрально противоположную по своим основаниям теории "флогистона", которая была тогда общепринятой. По теории флогистона, введенной в науку Бехером (конец XVII в.) и разработанной Сталем (начало XVIII в.), все тела, способные гореть и окисляться, заключают особое горючее начало, "флогистон", которое при процессе горения выделяется из тела, оставляя золу, "известь". Прибегая в своих исследованиях постоянно к точному взвешиванию, Л. показал, что при процессе горения вещество не выделяется из горящего тела, а присоединяется к нему. Установив свой новый взгляд на процессы горения и окисления, Л. вместе с тем правильно понял состав воздуха. Путем анализа и синтеза он показал, что воздух есть смесь двух газов: один из них - есть газ, преимущественно поддерживающий горение , "здоровый (salubre) воздух, чистый воздух, жизненный воздух, кислород", как последовательно называл его сам Л., другой газ - нездоровый воздух (moffette) или азот . Пристлей и др. сторонники теории флогистона смотрели на изменения воздуха, вызываемые горением и окислением, совершенно иначе. Как кислород, так и азот они считали различными видоизменениями обыкновенного воздуха, отличающимися от него количествами содержащегося в них флогистона: кислород, как энергично поддерживающий горение, считали "воздухом лишенным флогистона", "дефлогистированным воздухом", а азот - "флогистированным воздухом", т.е. насыщенным флогистоном и потому неспособным отнимать его от других тел, и значит, поддерживать горение. Л. произвел анализ и синтез воздуха, нагревая с определенным объемом воздуха и разлагая затем образовавшуюся красную окись ртути. Описание этого классического опыта Л., перешедшее с тех пор во все руководства химии, помещено в его "Trait é été meutaire de chimie" (I, chap. 3). Вместе с изучением состава воздуха Л. исследует роль кислорода в образовании кислот ("Consid érations générales sur la nature des acides et sur les principes dont ils sont composé s", ), устанавливает состав угольной кислоты, многочисленные случаи выделения которой были изучены уже Блэком ("Sur la formation de l"acide nommé l"air fixe", ), объясняет изменения воздуха, вызываемые горением свечи ("M ém. sur la combustion des chandelles dans l"air atmosphérique et dans l"air é minement respirable" ) и дыханием животных ("Exp ériences sur la respiration des animaux et sur les changements qui arrivevt à l"air en passant par leurs poumons", ). С г. Л. занимался изучением горения водорода, или как его называли тогда, "горючего воздуха", открытого в г. Кавендишем. Долго Л. не мог придти к определенному результату, так как предполагал найти, как продукт горения водорода, какую-нибудь кислоту. Одновременно с Л. тем же вопросом занимались многие др. химики, Кавендиш, Пристлей, Монж, Warllire и др. Только в г. Л. и Лаплас нашли искомое: продуктом горения водорода оказалась чистая вода. Одновременно с ними то же было найдено Кавендишем и Ваттом. Но так как один Л. в то время правильно понимал процесс горения, то он один из всех, кому стало известно это явление, правильно истолковал его и понял состав воды. В г. Л. вместе с Менье получили, путем синтеза из водорода и кислорода, 45 гр. воды. Как и в других случаях Л. и здесь не довольствовался одним синтезом. Вместе с Менье он производит в 1783-84 гг. разложение воды при помощи железа. Через раскаленный ружейный ствол они пропускали пары воды и выделяющийся газ собирали: это был водород ; железный ствол покрывался внутри слоем железной окалины , представляющей соединение железа с кислородом. Определив состав воды, Л. затем правильно истолковал восстановление металлических окислов водородом и выделение водорода при действии кислот на металлы . Учение о кислороде, как о главном агенте горения, было встречено очень враждебно. Макер, французский химик , смеется над новой теорией. В Берлине, где память флогистика Сталя особенно чтилась, Л. был даже предан сожжению in effigie , как еретик науки. Л. не тратил времени на полемику с воззрением, несостоятельность которого он чувствовал, но, изучая настойчиво и терпеливо факты, устанавливал постепенно шаг за шагом основы своей научной теории. Только тщательно изучив факты и выяснив вполне свою точку зрения, Л. выступает открыто с критикой учения о флогистоне и показывает его шаткость ("R é flexions sur le phlogistique", ). Объяснение состава воды было решительным ударом для теории флогистона; сторонники ее стали переходить на сторону учения Л. Когда же в г. Л. издал "Trail é élé mentaire de chimie", которое тотчас же было переведено на многие иностранные языки, многие прежние противники его системы изменили теории флогистона; так напр. англичанин Кирван, написавший книгу "Опыт о флогистоне", наполненную жестоких нападок на учение Л., в г. оставил теорию и флогистона и признал взгляды Л. : "я кладу оружие и оставляю флогистон", писал он Бертолле. Л. был еще при жизни свидетелем полного торжества своего учения. Разъяснив состав воздуха и воды, Л. полно выдвинул и разъяснил много других вопросов. Найдя, что при сжигании органических соединений образуются вода и углекислый газ , Л. дал указания относительно состава органических веществ, признав составными частями их углерод , водород и кислород. Вместе с тем Л. дал первые примеры органического анализа, производя сжигание спирта, масла и воска в определенном объеме кислорода и определяя над ртутью объем образующегося углекислого газа ("Sur la combinaison du principe oxygine avee l"esprit de vin, l"huile et diff é rents corps combustibles", ). Позже он сжигал сахар , нагревая его с красной окисью ртути, образующуюся угольную кислоту поглощал едким кали и взвешивал: для сжигания он применял также перекись марганца и бертолетову соль. Таким образом, Л. был знаком не только принцип, но и практическое выполнение органического анализа. Л. занимался также процессами брожения и установил факт расщепления виноградного сахара на алкоголь и углекислый газ. Он пытался даже выразить это превращение количественным уравнением и по поводу его ясно формулировал истину о неизменяемости веса вещества ("Trait é ", I. chap. ХIII). Опираясь на свойства кислородных соединений различных простых тел (см. далее), Л. первый дал классификацию тел, известных в то время в химической практике. Основой его классификации служили, вместе с понятием о простых телах, понятия - окись, кислота и соль. Окись есть соединение металла с кислородом, напр. окись железа, ртути, меди и мн. др.; кислота есть соединение неметаллического тела, каковы уголь , сера , фосфор , с кислородом; органические кислоты уксусную, щавелевую, винную и др. Л. рассматривал, как соединения с кислородом различных "радикалов" (см.). Соль образуется соединением кислоты с основанием. Эта классификация, как показали скоро дальнейшие исследования, была узка и потому неправильна: некоторые кислоты, как напр. синильная кислота , сероводород , и отвечающие им соли, не подходили под эти определения; кислоту соляную Л. считал соединением кислорода с неизвестным еще радикалом, а хлор рассматривал как соединение кислорода с соляной кислотой. Тем не менее это была первая классификация, давшая возможность с большой простотой обозреть целые ряды известных в то время в химии тел. Она дала Л. возможность предугадать сложный состав таких тел как известь, барит, едкие щелочи , борная кислота и др., считавшихся до него телами элементарными. Рядом с классификацией Л. много работал над упрощением химической номенклатуры, вопрос о которой был поднят Гитоном де Морво в г.; в основу этой номенклатуры легла классификация, данная Л. Новая номенклатура внесла большую простоту и ясность в химический язык, очистив его от сложных и запутанных терминов, которые были завещаны алхимией и были вполне произвольны, а часто и лишены всякого смысла.
Явления тепла, тесно связанные с процессом горения, составляли также предмет изучения Л. Вместе с Лапласом, будущим творцом "Небесной механики", Л. дает начало калориметрии (см.); они устраивают ледяной калориметр . С помощью его они измеряют теплоемкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях, напр. при сгорании угля, фосфора, водорода, при взрыве смеси селитры, серы и угля. Этими работами они кладут основание новой области исследования - термохимии и устанавливают ее основной принцип, сформулированный ими в следующей форме: "Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя свое состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в свое первоначальное состояние". Напр., чтобы разложить угольную кислоту на уголь и кислород, необходимо потратить столько же тепла, сколько его выделяется при сгорании угля в углекислоту . Калориметрические и термохимические исследования Л. и Лапласа описаны в мемуаре "Sur la chaleur" (). В 1781-82 г. они дают известный способ определять расширение твердых тел. Выработанные ими методы они вслед затем применяют для изучения животной теплоты. Производя исследования над составом воздуха, Л. установил те изменения, которым подвергается воздух при процессе дыхания животных. Уже упомянутое исследование "Sur la chaleur", сделанное Л. совместно с Лапласом, а также исследования над дыханием животных, произведенные Л. совместно с Сегеном в 1789-90 гг., имели громадное значение в физиологии . Эти исследования показали, что дыхание животных есть медленное горение, на счет которого в организме поддерживается всегда постоянный запас тепла. Траты, производимые в организме процессом горения, восполняются пищеварением. Названные исследования стараются установить соотношение между количеством выделяемой организмом углекислоты и состоянием покоя или работы, в котором организм находится. Л. правильно понял значение и связь трех важных функций животного организма: дыхания, пищеварения и транспирации . Физиология ведет от Л. новую эру - опытного исследования жизненных процессов. Исследованиями над животной теплотой Л. представил против витализма, царившего в то время в науках биологических, столь же сильные доводы, как исследованиями над горением тел и над составом воды против учения о флогистоне. Л. нанес, кроме того, окончательное поражение учению о стихиях, ведущему свое начало от времен глубокой древности. Взгляд на огонь, воздух, воду и землю, как на элементы, дожил до Л. Стоит развернуть, напр., руководство Beaum é, "Chimie expérim. et raisonné e," (), где автор называет огонь, воздух, воду и землю - первичными началами, входящими в состав всех известных тел. Л. выделил огонь, т. е. его источник - теплоту из класса весомых тел и отнес его вместе со светом, магнетизмом и др. в разряд невесомых жидкостей (fluida). Такое разделение внесло большую ясность как в общие воззрения, так и в расчеты химических превращений. Состав воздуха и воды был разъяснен Л.; а что землю нельзя считать элементом, доказательств этому было уже накоплено много. Вместе с тем новое понятие об элементарных телах, установленное Бойлем (), было подкреплено Л. и окончательно введено в науку. Понятие об элементарных телах могло быть в то время, конечно, чисто эмпирическое, так как для широкой философской его концепции не было еще данных. Элементарными телами Л. считал те, которые в его время оставались еще неразложенными. Различие между двумя классами простых тел, металлами и металлоидами, принадлежит Л. Вопрос о трех состояниях тел, близко связанный с учением о стихиях, был выдвинут Л. В этом отношении в воззрениях Л. на природу различных состояний и связь их с теплотой уже ясно намечаются воззрения нашего времени. Он признавал теоретически возможность превращения понижением температуры (и увеличением давления) всех газообразных тел в жидкости и в твердые тела ("Trait é ", I, chap. 2). Эта мысль Л. практически осуществлена была только в наше время работами Пикте, Кальете и др. над сжижением газов. По воззрению Л. газы состоят из весомого "основания" и из невесомой материи, теплоты, благодаря которой они сохраняют свое газообразное состояние. Если материю тепла отнимать от газа, то остается весомая материя в жидком или твердом виде, смотря по количеству отнятого тепла. Когда кислород соединяется с горючим телом, то тепло, скрытое в газообразном кислороде, освобождается и выделяется в виде жара и огня. Л. первый придал важное значение количественной стороне химических превращений веществ и сделал весы необходимой принадлежностью химической лаборатории. Он сам во всех своих исследованиях руководился тем принципом, что при различных химических превращениях вещество не пропадает, не творится вновь и что поэтому веса тел, участвующих в химическом превращении, до превращения и после него, остаются неизмененными. Это положение высказывалось Л. неоднократно, напр. в "Trait é " (I, chap. 13). Со времени с Л. указанная истина легла в основание научной химической системы ("закон вечности вещества") и вместе с другой истиной, добытой в нашем веке физикой, именно - законом сохранения энергии, составляет основу современной философии природы... Руководясь принципом, указанным Л., исследователи быстро пришли к выводам необычайной важности, к установлению законов, управляющих весовыми отношениями соединяющихся между собою веществ; а эти законы, в связи с законами объемных отношений для газов, привели затем к установке понятий об атоме и частице, придающих необыкновенную простоту и ясность современной химической системе.
Важное достоинство, отличающее работы Л., состоит в точном научном методе, в духе которого они произведены. Как образец точной дисциплинированной мысли, работы Л. так же бессмертны, как и результаты их. Вся система Л. представляет логическую стройность и единство. Л. внес в химию тот метод строгой критики и отчетливого анализа явлений, который до него уже оказался столь плодотворным в других областях точного знания, в механике , физике, астрономии. В этом отношении труд Л. составляет звено в той цепи трудов, которые ставили целью открытие законов, управляющих явлениями природы, и имя Л. стоит в одном ряду с немногими именами, каковы имена 1888); "В память Лавуазье" - речи Н. Зелинского, И. Каблукова и И. Сеченова (); M. Энгельгардт, "Лавуазье, его жизнь и научная деятельность"
ЛАВУАЗЬЕ (Lavoisier), Антуан Лоран
Антуан Лоран Лавуазье родился 26 августа 1743 г. в Париже в семье адвоката. Первоначальное образование он получил в колледже Мазарини, а в 1764 г. окончил юридический факультет Парижского университета. Уже во время обучения в университете Лавуазье помимо юриспруденции основательно занимался естественными и точными науками под руководством лучших парижских профессоров того времени. В 1764-1768 гг. слушал курс лекций профессора парижского Ботанического сада Г. Ф. Руэля.
В 1765 г. Лавуазье представил работу на заданную Парижской академией наук тему – "О лучшем способе освещать улицы большого города". При выполнении этой работы сказалась необыкновенная настойчивость Лавуазье в преследовании намеченной цели и точность в изысканиях – достоинства, которые составляют отличительную черту всех его работ. Например, чтобы увеличить чувствительность своего зрения к слабым изменениям силы света, Лавуазье провел шесть недель в тёмной комнате. Эта работа Лавуазье была удостоена академией золотой медали.
В период 1763-1767 гг. Лавуазье совершает ряд экскурсий с известнейшим геологом и минералогом Гэттаром, помогая последнему в составлении минералогической карты Франции. Уже эти первые работы Лавуазье открыли перед ним двери Парижской академии. 18 мая 1768 г. он был избран в академию адъюнктом по химии, в 1778 г. стал действительным членом академии, а с 1785 г. он состоял её директором.
В 1769 г. Лавуазье вступил в Компанию откупов – организацию из сорока крупных финансистов, в обмен на немедленное внесение в казну определённой суммы получавшей право собирать государственные косвенные налоги (на соль, табак и т.п.). Будучи откупщиком, Лавуазье нажил огромное состояние, часть которого потратил на научные исследования; однако именно участие в Компании откупов стало одной из причин, по которой Лавуазье был в 1794 г. приговорён к смертной казни.
В 1775 г. Лавуазье становится директором Управления порохов и селитр. Благодаря энергии Лавуазье производство пороха во Франции к 1788 г. более чем удвоилось. Лавуазье организует экспедиции для отыскания селитряных месторождений, ведёт исследования, касающиеся очистки и анализа селитры; приёмы очистки селитры, разработанные Лавуазье и А. Боме , дошли и до нашего времени. Пороховым делом Лавуазье управлял до 1791 г. Он жил в пороховом Арсенале; здесь же помещалась и созданная им на собственные средства прекрасная химическая лаборатория, из которой вышли почти все химические работы, обессмертившие его имя. Лаборатория Лавуазье была одним из главных научных центров Парижа того времени.
В начале 1770-х гг. Лавуазье начинает систематические экспериментальные работы по изучению процессов горения, в результате которых приходит к выводу о несостоятельности теории флогистона . Получив в 1774 г. (вслед за К. В. Шееле и Дж. Пристли) кислород и сумев осознать значение этого открытия, Лавуазье создаёт кислородную теорию горения , которую излагает в 1777 г. В 1775-1777 гг. Лавуазье доказывает сложный состав воздуха, состоящего, по его мнению, из "чистого воздуха" (кислорода) и "удушливого воздуха" (азота). В 1781 г. совместно с математиком и химиком Ж. Б. Менье доказывает также и сложный состав воды, установив, что она состоит из кислорода и "горючего воздуха" (водорода). В 1785 г. они же синтезируют воду из водорода и кислорода.
Учение о кислороде, как о главном агенте горения, было поначалу встречено очень враждебно. Известный французский химик П. Ж. Макёр высмеивает новую теорию; против теории выступил английский учёный Р. Кирван . В Берлине, где память создателя флогистонной теории Г. Шталя особенно чтилась, труды Лавуазье был даже преданы сожжению. Лавуазье, однако, не тратя поначалу времени на полемику с воззрением, несостоятельность которого он чувствовал, шаг за шагом настойчиво и терпеливо устанавливал основы своей теории. Только тщательно изучив факты и окончательно выяснив свою точку зрения, Лавуазье в 1783 г. открыто выступает с критикой учения о флогистоне и показывает его шаткость. Установление состава воды было решительным ударом для теории флогистона; сторонники её стали переходить на сторону учения Лавуазье.
Опираясь на свойства кислородных соединений, Лавуазье первый дал классификацию "простых тел", известных в то время в химической практике. Понятие Лавуазье об элементарных телах являлось чисто эмпирическим: элементарными Лавуазье считал те тела, которые не могли быть разложены на более простые составные части.
Основой его классификации химических веществ вместе с понятием о простых телах, служили понятия "окись", "кислота" и "соль". Окись по Лавуазье есть соединение металла с кислородом; кислота – соединение неметаллического тела (например, угля, серы, фосфора) с кислородом. Органические кислоты – уксусную, щавелевую, винную и др. – Лавуазье рассматривал как соединения с кислородом различных "радикалов". Соль образуется соединением кислоты с основанием. Эта классификация, как показали скоро дальнейшие исследования, была узка и потому неправильна: некоторые кислоты, как, например, синильная кислота, сероводород, и отвечающие им соли, не подходили под эти определения; кислоту соляную Лавуазье считал соединением кислорода с неизвестным еще радикалом, а хлор рассматривал как соединение кислорода с соляной кислотой. Тем не менее, это была первая классификация, давшая возможность с большой простотой обозреть целые ряды известных в то время в химии тел. Она дала Лавуазье возможность предугадать сложный состав таких тел как известь, барит, едкие щелочи, борная кислота и др., считавшихся до него телами элементарными.
В связи с отказом от флогистонной теории возникла необходимость в создании новой химической номенклатуры, в основу которой легла классификация, данная Лавуазье. Основные принципы новой номенклатуры Лавуазье разрабатывает в 1786-1787 гг. вместе с К. Л. Бертолле , Л. Б. Гитоном де Морво и А. Ф. Фуркруа . Новая номенклатура внесла большую простоту и ясность в химический язык, очистив его от сложных и запутанных терминов, которые были завещаны алхимией. С 1790 г. Лавуазье принимает участие также и в разработке рациональной системы мер и весов – метрической.
Предмет изучения Лавуазье составляли и тепловые явления, тесно связанные с процессом горения. Вместе с Лапласом , будущим творцом "Небесной механики", Лавуазье даёт начало калориметрии. Они создают ледяной калориметр, с помощью которого измеряют теплоёмкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях. Лавуазье и Лаплас в 1780 г. устанавливают основной принцип термохимии, сформулированный ими в следующей форме: "Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя свое состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в свое первоначальное состояние".
В 1789 г. Лавуазье опубликовал учебник "Элементарный курс химии", целиком основанный на кислородной теории горения и новой номенклатуре, который стал первым учебником новой химии. Поскольку в этом же году началась французская революция, переворот, совершённый в химии трудами Лавуазье, принято называть "химической революцией ".
Творец химической революции, Лавуазье стал, однако, жертвой революции социальной. В конце ноября 1793 г. бывшие участники откупа были арестованы и преданы суду революционного трибунала. Ни петиция от "Совещательного бюро искусств и ремесел", ни всем известные заслуги перед Францией, ни научная слава не спасли Лавуазье от смерти. "Республика не нуждается в учёных", заявил председатель, трибунала Коффиналь в ответ на петицию бюро. Лавуазье был обвинён в участии "в заговоре с врагами Франции против французского народа, имевшем целью похитить у нации огромные суммы, необходимые для войны с деспотами", и присуждён к смерти. "Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову" – сказал известный математик Лагранж по поводу казни Лавуазье, – "но будет мало столетия, чтобы дать другую такую же..." В 1796 г. Лавуазье был посмертно реабилитирован.
Антуан Лоран Лавуазье
(1743-1794).
Антуан Лоран Лавуазье родился в семье адвоката 26 августа 1743 года. Первые годы жизни ребенок провел в Париже, в переулке Пеке, окруженном садами и пустырями. Мать его умерла, родив еще девочку, в 1748 году, когда Антуану Лорану было всего пять лет.
Первоначальное образование он получил в Коллеже Мазарини. Эта школа была устроена кардиналом Мазарини для знатных детей, но в нее принимали экстернов и из других сословий. Она была самой популярной школой в Париже. Антуан Лоран учился отлично. Как многие из выдающихся ученых, он мечтал сначала о литературной славе и, находясь еще в коллеже, начал писать драму в прозе "Новая Элоиза", но ограничился только первыми сценами.
По выходе из коллежа он поступил на факультет права, - вероятно, потому, что его отец и дед были юристами и эта карьера начинала уже становиться традиционной в их семействе: в старой Франции должности обыкновенно передавались по наследству.
В 1763-м он получил степень бакалавра, в следующем году - лиценциата прав.
Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Он интересовался всем - от философии Кондильяка до освещения улиц. Он впитывал знания, как губка; всякий новый предмет возбуждал его любопытство, он ощупывал его со всех сторон, выжимая из него все, что возможно. Вскоре, однако, из этого разнообразия начинает выделяться одна группа знаний, которая все более и более поглощает его: естественные науки. Не оставляя своих занятий правом, он изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в Коллеже Мазарини; ботанику - у великого Бернара Жюсье, с которым вместе гербаризировал; минералогию - у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию - у Руэля.
Первые работы Лавуазье были сделаны под влиянием его учителя и друга Гэтара. Гэтар предпринял ряд экскурсий; Лавуазье был его сотрудником в течение трех лет, начиная с 1763 года, и сопровождал его в поездках или "экскурсировал" один. Плодом этой экскурсии явилась его первая работа - "Исследование различных родов гипса".
После пяти лет сотрудничества с Гэтаром, в 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.
В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бодона, уступившего ему третью часть своих доходов.
"Ferme generale" было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Контракт между откупом и государством заключался на шесть лет; в промежутке между окончанием одного и выработкой другого контракта сбор податей поручался (фиктивно) особо назначенному лицу, "генеральному подрядчику", который давал свое имя новому контракту и по утверждении его уступал право сбора откупщикам. Это была чистая формальность: труды "генерального подрядчика" ограничивались получением четырех тысяч ливров в год в течение шести лет. Таким образом, в распоряжении министра финансов оказывалась синекура, которую он мог подарить кому-нибудь из своих протеже.
Откупщиков ненавидели. Никто не верил в их честность. Они могут воровать, следовательно, они воруют, - так рассуждала публика. Как не погреть руки около общественного ящика? Это сам Бог велел! Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье.
Некоторые из его товарищей по академии опасались, что занятия, связанные с новой должностью, пагубно повлияют на его научную деятельность. "Ничего, - утешал их математик Фонтэн, - зато он будет задавать нам обеды".
Устроившись в материальном отношении, Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика Польза. Женитьба Лавуазье была до некоторой степени избавлением для его невесты. Дело в том, что ее важный родственник, генерал-контролер (министр финансов) Террэ, от которого зависел Польз, во что бы то ни стало хотел выдать ее за некоего графа Амерваля, обнищалого дворянина, славившегося своими кутежами, скандалами и буйным характером и желавшего поправить свои финансы женитьбой на богатой мещаночке. Польз наотрез отказался от этой чести; и так как Террэ настаивал, то откупщик решил поскорее выдать дочь замуж, чтобы прекратить всякий разговор о графе. Он предложил ее руку Лавуазье, и последний согласился. В 1771 году ему было 28 лет, а его невесте - 14. Несмотря на молодость невесты, брак оказался счастливым. Лавуазье нашел в ней деятельную помощницу и сотрудницу в своих занятиях. Она помогала ему в химических опытах, вела журнал лаборатории, переводила для мужа работы английских ученых. Даже сделала рисунки для одной из книг.
Известный ученый Артур Юнг, путешествовавший по Франции в 1787 году, интересуясь "познанием всякого рода вещей", побывал также у Лавуазье и оставил такой отзыв о его жене: "Г-жа Лавуазье, особа очень образованная, умная и живая, приготовила нам завтрак по-английски; но лучшая часть ее угощения, без сомнения, ее разговор, частью об "Опыте о флогистоне" Кирвана, частью о других предметах, которые она умеет передавать замечательно интересно".
Она гордилась успехами мужа больше, чем он сам. Недостатком ее характера была некоторая вспыльчивость, резкость и высокомерие. Тем не менее они уживались как нельзя лучше, связанные не только любовью, но - и главным образом - дружбой, взаимным уважением, общими интересами и общей работой. Детей у них не было.
В жизни Лавуазье придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.
Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками; тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени - Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера.
Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.
Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов.
Однако еще предстояло найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований, создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических делений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу.
Эту задачу взял на себя и исполнил Лавуазье. Для выполнения ее недостаточно было экспериментального таланта. К золотым рукам требовалось присоединить золотую же голову. Такое счастливое соединение представлял Лавуазье. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу.
В научной деятельности Лавуазье поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Ученый ставит опыт. В течение 101 дня перегоняет воду в замкнутом аппарате. Вода испаряется, охлаждается, возвращается в приемник, снова испаряется и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся?
Тем не менее общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В этой работе Лавуазье убеждается во всеоружии своего метода - метода количественного исследования.
Овладев методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.
Этот факт - основополагающее, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь идет здесь о единичном неважном явлении… Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду - в воздухе, земле, организмах - во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах.
Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой - к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда - к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.
В 1775 году он представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: "чистого воздуха", способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и "мефитического воздуха", не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.
Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Все кислоты Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем - угольную, с фосфором - фосфорную кислоту и т. д.
Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание в фундамент органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. "Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье" (Н. Меншуткин).
Когда основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его первый учебник современной химии - явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора.
Работы Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма.
Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного. Не меньшую важность имело его учение о животной теплоте. Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: "если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла".
Научные исследования и занятия откупом не помешали Лавуазье проявить удивительную энергию в академических делах. Число его докладов (не считая собственно ученых мемуаров) - более двухсот. В 1768 году он избран адъюнктом, в 1772-м Лавуазье стал действительным членом, в 1778-м - пенсионером, в 1785-м - директором академии.
В 1778 году Лавуазье купил имение Фрешин между Блуа и Вандомом за 229 тысяч ливров; затем приобрел и некоторые другие имения (всего на 600 тысяч ливров) и принялся за агрономические опыты, думая, что "можно оказать большую услугу местным земледельцам, давая им пример культуры, основанной на лучших принципах". В своем имении он не скупился на агрономические опыты и постепенно довел свое хозяйство до цветущего состояния.
Плодотворны были и результаты управления Лавуазье пороховыми заводами в 1775-1791 годах. За это дело он взялся со своей обычной энергией.
Во время Французской революции, как один из откупщиков, ученый попал в тюрьму. 8 мая 1794 года состоялся суд. По сфабрикованному обвинению 28 откупщиков, в том числе и Лавуазье, были приговорены к смертной казни. Лавуазье шел четвертым по списку. Перед ним казнили его тестя Польза. Затем наступила его очередь.
"Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову, - сказал на другой день Лагранж, - но, может быть, столетия будет мало, чтобы произвести другую такую же".