Джейкоб Броновски - Восхождение человечества
Не случайно, что все это произошло в Базеле, в котором новые иконоборческие идеи, смелые догадки в медицине и химии появлялись на фоне Реформации. Именно здесь в 1517 году начал проповедовать Мартин Лютер, а Фробен печатал книги, среди которых были трактаты Эразма Роттердамского, где был представлен новый взгляд на окружающий мир. Гуманизм процветал в городе еще до Реформации. Центром его стал университет с давней демократической традицией, поэтому хотя некоторые доктора медицины недоверчиво косились на Парацельса, городской совет настоял на том, чтобы ему разрешили преподавать.
В Европе царило ощущение грядущих перемен, более значительных, чем религиозные реформы и политический переворот, к которым призывал Мартин Лютер. Наиболее значимым стал 1543 год, который ознаменовался выходом трех серьезных книг, заставивших европейцев пересмотреть многие устоявшиеся взгляды. Я имею в виду трактат Андреаса Визалия «О строении человеческого тела», текст которого сопровождали 250 анатомических рисунков, «Математику» и «Физику» Архимеда, впервые переведенные на латынь с греческого языка Вильгельмом из Мербеке, и книгу Николая Коперника «О вращении небесных тел», в которой он изложил свою гелиоцентрическую систему.
Эти три фундаментальных труда свершили то, что мы называем научной революцией.
Предвестником переворота была самоотверженная битва Парацельса с рутиной и устаревшими представлениями, которую он вел в Базеле. В 1527 году он на глазах у студентов бросил в костер древний медицинский трактат Авиценны, арабского последователя Аристотеля.
В этом костре, несомненно, было что-то символическое. Представьте себе: в самый разгар лета, когда в обогреве нет необходимости, алхимик разжигает костер, который является алхимическим элементом, при помощи которого можно проникнуть в структуру материи. Является ли огонь формой материи? Если принять такую точку зрения, то придется присвоить ему все невероятные свойства, например, что он легче, чем ничто. Через двести лет после Парацельса, в 1730 году, химики пытались доказать, что существуют некие флогистоны — огненная субстанция, которая улетучивается из горючего вещества при горении. Сегодня мы доказали, что их не существует, потому что огонь не является материалом, он больше, шире этой категории. Огонь представляет собой процесс преобразований и изменений, в результате которых материальные элементы соединяются в новых сочетаниях. Мы поняли природу химических процессов, усвоив, что огонь являет собой не что иное, как процесс.
Этим поступком Парацельс как бы говорил: «Наука не может смотреть назад, в прошлое, — нет никакого золотого века». Однако потребовалось 250 лет, чтобы появился еще один ученый, который открыл новый элемент — кислород. Этот человек объяснил природу огня и вывел химию из темных времен Средневековья. Я говорю о Джозефе Пристли, физике, который никогда не изучал природу огня, а всю жизнь посвятил другому греческому элементу — бесцветному и неосязаемому воздуху.
Большинство сохранившихся вещей, принадлежавших Джозефу Пристли, хранится в Смитсоновском институте в Вашингтоне (округ Колумбия), который не имеет к ученому никакого отношения. Лаборатория Пристли должна быть в английском Бирмингеме — центре промышленной революции, где химик, физик, священник и философ написал самые великолепные свои работы. Но этого не случилось, потому что горожане, разъяренные сочувствием ученого идеям Французской революции, в 1791-м разорили дом и уничтожили его лабораторию.
Биография Пристли — еще один пример конфликта между новацией и традицией. В 1761 году, когда ему исполнилось 28 лет, его пригласили в одну из унитарианских академий в качестве преподавателя современных языков. В течение года Пристли с увлечением слушал лекции своего коллеги об электричестве, а затем обратился к химическим экспериментам. Кроме того, Пристли увлекли идеи американской и французской революций (он был воодушевлен речами Бенджамина Франклина). Если первого увлечения ученого никто не заметил, то другая страсть стала для него роковой: во вторую годовщину взятия Бастилии лояльные граждане ворвались в дом Пристли и разгромили все, что попалось им под руку, в том числе лабораторию, которая считалась лучшей в Европе. Пристли эмигрировал в Америку, но встретили его прохладно. Однако когда Томас Джефферсон стал президентом США, труды Пристли получили заслуженную оценку, потому что президент сказал ему: «Ваша жизнь — одна из немногих — входит в число ценных для человечества».
Я очень хотел бы сказать, что толпа, уничтожив дом Пристли, разрушила мечту красивого, милого и обаятельного человека. Однако в этом случае я погрешил бы против истины. Увы, Пристли был не более приятным в общении, чем Парацельс. Я подозреваю, что ученый отличался холодным, сварливым, чопорным пуританским нравом. Однако достижения на пути восхождения человечества отнюдь не всегда совершали обаятельные люди. Это были личности, наделенные двумя качествами: цельностью натуры и гениальностью. Пристли обладал и тем и другим.
Суть сделанного им открытия заключается в том, что воздух — это не отдельная субстанция, а смесь нескольких газов. Пристли выделил в их числе кислород и назвал дефлогистированным воздухом, который имеет важное значение в жизни животных. Пристли был великолепный экспериментатор, наделенный прозорливостью и чувством меры, поэтому провел исследование в несколько этапов. Сначала он 1 августа 1774 года получил чистый кислород и зажег свечу в заполненной им камере. Он был поражен тем, как ярко горел огонь, поэтому, не откладывая в долгий ящик, в октябре отправился в Париж к Лавуазье, чтобы рассказать о своем открытии. По возвращении домой он 8 марта 1775 года положил мышь в кислород. Затем, увидев, как хорошо это отразилось на животном, вдохнул газ сам. День-два спустя Пристли написал Франклину восхищенное письмо, в котором описал свое открытие, и добавил: «До сих пор только три живых существа — две мыши и я — имели честь дышать кислородом».
Пристли также обнаружил, что растения днем выделяют кислород, которым дышат живые существа. Следующие сто лет показали, насколько это важно, животные не возникли бы, если бы растения не производили кислород. В 1770-х годах об этом никто не догадывался.
Открытие кислорода по достоинству оценил Антуан Лавуазье (погибший во время Великой французской революции), с его ясным, революционным умом. Ученый повторил эксперименты Пристли, которые были почти карикатурой одного из классических тестов алхимиков, описанного в начале этой главы: Лавуазье положил в стеклянный сосуд красный оксид ртути, нагрел его при помощи зажигательного стекла и плотно укупорил сосуд (очень популярный тогда способ проведения реакции). Во время горения проявилась чистая ртуть, потому что кислород вернулся в газообразное состояние. Это был качественный анализ, то есть ученым удалось установить химический состав вещества. Лавуазье почти мгновенно догадался, как учесть количество элементов, участвовавших в реакции разложения.
Идея Лавуазье была красива и проста: провести алхимический эксперимент в прямом и обратном направлениях. Сначала провести реакцию окисления: поджечь ртуть (в это время металл активно поглощает кислород) и измерить объем кислорода до опыта и после него. Затем провести реакцию разложения: нагреть полученный на первом этапе оксид ртути, чтобы выгнать из него газ. После этого замерить количество выделенного оксидом кислорода. Невероятно, но объем газа, поглощенный ртутью в процессе окисления, оказался равен объему выделенного газа в ходе реакции разложения. Блестящий опыт Лавуазье показал, что оксид металла состоит на самом деле из двух элементов. Ученый доказал, что не существует никаких огненных эссенций, принципов и флогистонов. Оксид ртути, полученный под воздействием огня, — это соединение ртути и кислорода — двух самостоятельных химических элементов.
Мы смогли отойти от примитивных технологий первых медников и магических спекуляций алхимиков и продвинуться к самой продуктивной идее естественных наук — атомной теории строения материи. Почти невероятно. Но дорога — по раскаленным углям — была открыта. На этот путь смело ступил сын ткача из Камберленда Джон Дальтон, ставший одним из самых ярких естествоиспытателей первой половины XIX века.
После огня, серы и горящей ртути история восхождения человечества неизбежно устремилась к своей кульминации в холодный и влажный Манчестер. Здесь между 1803 и 1808 годами квакер и учитель Дальтон превратил смутное представление о химических соединениях, созданное гениальным Лавуазье, в точную теорию атомного строения материи. Первое десятилетие XIX века было очень продуктивным для химии — были открыты десять новых элементов. Правда, Дальтон этим не интересовался. Он был, откровенно говоря, несколько бесцветным человеком. (Он страдал цветовой слепотой и не отличал зеленый цвет от красного. Описанный им эффект называют дальтонизмом.)
