Читаем Век Вольтера полностью

Тем не менее, среди всех побед математики, физики и астрономии XVII века, из пелены алхимии вышла молодая наука. Трагическая ошибка едва не задушила ее в зачаточном состоянии. Следуя теории, предложенной Иоганном Бехером в 1669 году, Георг Шталь, профессор медицины и химии в Галле, интерпретировал горение как высвобождение «флогистона» из горящего вещества в воздух. (Флогистон в переводе с греческого означает «горючий»; флоксы в переводе с греческого означают «пламя», и так мы называем растение, цветы которого иногда бывают огненно-красными). К 1750 году большинство химиков в Западной Европе приняли эту теорию тепла или огня как вещества, отделяющегося от горящей материи. Но никто не мог объяснить, почему, если это так, металлы после горения весят больше, чем до него.

Наше современное объяснение горения было подготовлено работами Хейлза, Блэка и Шееле по химии воздуха. Стивен Хейлз проложил путь, придумав «пневматическое корыто», или сосуд для воздуха, в который можно было собирать газы в закрытом сосуде над водой. Он отметил, что газы (которые он назвал «воздухом») содержатся во многих твердых телах, и описал воздух как «тонкую упругую жидкость, в которой плавают частицы самой разной природы». Разложение воздуха и воды на различные вещества положило конец длительному представлению о воздухе, воде, огне и земле как о четырех фундаментальных элементах. В следующем поколении эксперименты Джозефа Блэка (1756) доказали, что одной из составляющих воздуха является то, что он, вслед за Хейлзом, назвал «неподвижным воздухом», то есть воздухом, содержащимся в твердых или жидких веществах и удаляемым из них; сейчас мы называем его углекислым газом или «углекислотой». Блэк расчистил путь к открытию кислорода, экспериментально показав, что этот газ содержится в выдохах человека. Но он все еще верил в флогистон, и кислород, водород и азот оставались загадками.

Швеция внесла огромный вклад в химию XVIII века. Торберн Улоф Бергман, с которым мы еще встретимся как с пионером физической географии, был прежде всего химиком, известным и любимым как профессор этой науки в Упсальском университете. Он первым получил никель в чистом виде и первым показал важность углерода для определения физических свойств соединений углерода с железом. За свою относительно короткую сорокадевятилетнюю жизнь он изучил, проведя более тридцати тысяч экспериментов, химическое сродство пятидесяти девяти веществ и сообщил о своих выводах в работе «Электрическое притяжение» (1775). Он умер, так и не завершив эту задачу, но тем временем передал Шееле свою преданность химическим исследованиям.

Английские историки науки теперь галантно признают, что шведский химик Карл Вильгельм Шееле предвосхитил (1772) открытие Пристли (1774) того, что Лавуазье (1779) первым назвал кислородом. Большую часть своих сорока трех лет Шееле прожил в бедности. Начав с ученика аптекаря в Гетеборге, он поднялся не выше, чем до должности аптекаря в скромном городке Кёпинг. Его учитель, Торберн Бергман, добился для него небольшой пенсии от Стокгольмской академии наук; восемьдесят процентов этой пенсии Шееле тратил на химические опыты. Большинство из них он проводил по ночам после дневной работы и с простейшим лабораторным оборудованием; отсюда и его ранняя смерть. Тем не менее он охватил почти всю область новой науки и определил ее со свойственной ему простотой: «Цель и главное дело химии — умело разделять вещества на составные части, открывать их свойства и соединять их различными способами».

В 1775 году он отправил в типографию рукопись под названием «Химический трактат о воздухе и огне»; ее публикация затянулась до 1777 года, но почти все описанные в ней эксперименты были проведены еще до 1773 года. Шееле, до самой смерти сохраняя веру во флогистон, выдвинул основное положение о том, что незагрязненная атмосфера состоит из двух газов: один из них он назвал «огненным воздухом» (наш кислород), как главную опору огня; другой — «витированным воздухом» (наш азот), как воздух, потерявший «огненный воздух». Он готовил кислород несколькими способами. В одном случае он смешал концентрированную серную кислоту с мелко истолченным марганцем, нагрел смесь в реторте и собрал полученный газ в пузырь, который был сжат почти без воздуха. Он обнаружил, что, когда полученный таким образом газ подносят к зажженной свече, она «начинает гореть большим пламенем и излучает такой яркий свет, что ослепляет глаза». Он пришел к выводу, что «огненный воздух» — это газ, поддерживающий огонь. «Мало сомнений в том, что он получил этот газ за два года до Пристли».