Дмитрий Калюжный - Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

Проблема была в том, что соединение двух элементов давало новое вещество, которое не обладало рядом свойств исходных, но приобретало такие, которых не было у исходных. Это были качественные переходы, ведь при образовании химического соединения его свойства не есть сумма свойств составляющих его компонентов.

Так возникло глубокое противоречие: образование химического соединения требовало утраты индивидуальности исходных материалов, и это не могло не вызывать удивления и восхищения. Людям, которые впервые столкнулись с этим, было ясно, что такое не могло происходить без некоторого магического вмешательства. Тем более что нужный результат получался не всегда. Вот что тормозило развитие знания, приводило к разобщению теории и практики.

Химия – один из примеров того, как эмпирическая разработка практических ремесленных приемов и некие натурфилософские представления подготовили почву для возникновения науки. Потребовалась длительная работа, пока безграничная вера в полную взаимопревращаемость вещества рухнула под напором практики.

С нашими сегодняшними знаниями можно посмеяться над многими наивными теоретическими построениями. Но для своего времени они были более чем полезны. Анализ алхимических источников убедительно показывает историческую обязательность эпохи, которую называют ныне эпохой «заблуждений и обмана».

К тому же в истории науки с алхимией связана не только загадка ее исторического места и исторической роли, но и загадка происхождения. Но начнем по порядку.

Начало химических технологий можно отнести ко времени создания первых масляных светильников, обработки шкур, добычи первых красителей, готовки на костре пищи и т. д. Затем стали осваиваться и другие химические технологии, дающие начало развитию ремесел. Освоение высокотемпературных процессов дало керамику, начатки металлургии и стеклоделия. Появляются фармация и парфюмерия. Получение красителей развивает технику крашения. Сюда же следует добавить использование биохимических процессов, в частности брожения, для переработки органических веществ. Эти важнейшие области практической и ремесленной химии получили свое начальное развитие еще в первобытную эпоху, но особенно бурно дело пошло с возникновением государств.

В отличие от первобытного общества, в котором отсутствовала какая-либо специализация производства, а все операции производственного цикла выполнялись одним человеком, в рабовладельческом обществе можно уже видеть специализацию ремесленников, а также разделение труда, придавшее производству коллективный характер. Это способствовало и быстрому совершенствованию производственных приемов, и возникновению новых производств.

Краски и техника крашения

С древнейших времен люди применяли некоторые минеральные, растительные, животные и неорганические краски. Для наскальной и стенной живописи в Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные окислы и другие соединения металлов. Особенно часто применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, окислы железа и меди, кобальт и свинцовую глазурь. Так, египетская лазурь, изготовление которой описано Витрувием, состояла из песка, прокаленного в смеси с содой и медными опилками в глиняном горшке.

Наряду с минеральными красками в Египте даже в глубокой древности население использовало растворимые природные красители. Имеются циновки, окрашенные в красный цвет. В это время были известны способы не только прямого, но и протравного крашения. В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы.

Алканна – род многолетних растений семейства Asperifoliaceae, близких к известной у нас медунице. Наиболее интересна A. tinctoria, фиолетово-красный корень которой содержит смолистое красящее вещество, растворяющееся, например, в маслах, с образованием раствора яркого красно-малинового цвета. Краситель, растворенный в водном растворе соды, окрашивает его в голубой цвет, но при подкислении он выпадает в виде красного осадка. Дает окраску красивую, но весьма непрочную.

Вайда (синильник) – один из видов растений рода Isatis, к которому принадлежит также и знаменитая индигофера. Образует синюю краску. Как выяснилось уже в конце XIX века, в состав лучшего индийского «индиго», полученного из индигоферы, входит не только синий краситель – индиготин, но и красный – индигорубин. В видах рода Isatis количество индигорубина различно, и из растений, где его мало или вовсе нет, выделяется синий краситель унылого цвета, именно поэтому ярко окрашивающее индиго из Индии ценилось особенно дорого, но доставка его была нелегка. Согласно Геродоту, на территории Палестины имелись значительные плантации вайды. Ею окрашена туника Тутанхамона.

Куркума – многолетнее травянистое растение семейства имбирных. Для крашения использовали желтый корень С. longa. Краситель легко экстрагируется содой с образованием красно-бурого раствора; окрашивает в желтый цвет без протравы и растительные волокна, и шерсть. Легко изменяет цвет при малейшем изменении кислотности, бурея от щелочей, даже от мыла, но так же легко восстанавливает яркий желтый цвет в кислоте. Нестоек на свету.

Марена красильная – хорошо известное растение, толченый корень которой носил название крапп. Содержащийся в краппе ализарин давал с железной протравой фиолетовые и черные выкраски, с алюминиевой – ярко-красные и розовые, а с оловянной – огненно-красные. В Египте этот краситель был в большом ходу.

Сафлор – однолетнее травянистое растение с яркими оранжевыми цветками, из лепестков которых изготовляли краски – желтую и красную, легко отделяемые друг от друга с помощью уксуснокислого свинца. Несмотря на относительную нестойкость к свету и мылу, сафлор использовали для прямого, без протравы, окрашивания хлопка в желтый или оранжевый цвет.

Кермес – этот краситель получали из особого насекомого – дубового червеца, паразитирующего на разновидности дуба, произрастающей в Средиземноморье. Для приготовления красителя самок насекомых в определенное время собирали (в Испании, например, это делали в июне), умерщвляли уксусом, выдерживали на солнечном свету и высушивали. Красящее начало растворимо в воде, от кислоты желтеет, а от щелочи приобретает фиолетовый цвет. С алюминиевой протравой дает кроваво-красный цвет, с железной – фиолетово-серый, с медной и винным камнем – оливково-зеленый, с оловянной и винным камнем – канареечно-желтый. С железным купоросом дает черный цвет. Согласно Плинию, половина податей, выплачиваемых Испанией Риму, погашалась поставками кермеса.

Пурпур – самая знаменитая краска древности. Источником ее служил напоминающий мидию двустворчатый моллюск рода мурекс, обитавший на отмелях острова Кипр и у финикийского побережья. Образующее краску вещество находится в маленькой железе в виде мешочка, из которого выдавливали студенистую бесцветную массу с сильным чесночным запахом. При нанесении на ткань и высушивании на свету вещество начинало менять окраску, последовательно становясь зеленым, красным и, наконец, пурпурно-красным. После простирывания с мылом окраска становилась ярко-малиновой. Из 12 000 моллюсков получали 1,5 г сухого красителя.

Техника крашения достигла высокого уровня в Сирии. Египтяне для получения пурпурной окраски наносили красную краску на синюю ткань, а для зеленой окраски – синюю на желтую. В качестве протрав употребляли вначале алюминиевые квасцы и соли железа, главным образом сульфат, но затем и ацетат. Медные, свинцовые и оловянные протравы вошли в практику достаточно давно.

Алюминиевые квасцы добывали в Египте, в пустыне к западу от Нила. По утверждению Геродота, в VI веке до н. э. из Египта в Дельфы было направлено 1000 талантов (более 36 тонн) «вяжущей земли», то есть квасцов. Считается, что греки использовали квасцы для крашения мареной. А вещество, пригодное для протравы, можно выделять из лишайников. Теперь мы знаем, что это сульфат и тартрат алюминия. О пользе квасцов для дубления кож и в медицине было также достаточно давно известно.

В качестве протравы другого типа употребляли танниды из галловых орешков, из плодов, древесины и корня гранатового дерева, из древесины и плодов акации (катехины), из сумаха и др.

Стекло

Стекло было получено достаточно рано. К сожалению, одно и то же слово, применяемое и для древнего, и для современного изделия – стекло, затемняет суть. То, что получали в древности, представляло собой плохо сплавленную смесь песка, поваренной соли и окиси свинца – фритту. Ни материал, ни техника античности не позволяли изготавливать из стекла крупные предметы.