авторитет, как Фридрих Энгельс, считает, что кислород открыл великий французский химик Лавуазье. Знаменитый Джемс Уатт был искренне убеждён, что его роль не меньше. Есть, наконец, ещё голландец Дреббель, о загадочной судьбе которого мы знаем мало.
Но разве так важно, кто первый сказал «а»? В данном случае – очень. Да и просто интересно, кто первый узнал кислород.
Собственно, знали его первые люди на Земле. Уже эти люди (а до них – растения и животные) «открыли» кислород – они им дышали. И тот, кто первый зажёг огонь, тоже открыл кислород: без кислорода нет горения. И ещё один, бросивший в костёр кусок медной руды, – он хотел освободить медь от кислорода. Об алхимиках и говорить нечего: в поисках «философского камня» они постоянно соединяли элементы с кислородом и отнимали у веществ кислород.
Кислород открывали тысячи людей, и никто его не открыл. Так бывает в науке. Люди умели падать задолго до Ньютона, но закон всемирного тяготения открыл всё-таки Исаак Ньютон.
Первым, кто получил кислород в чистом виде, кто исследовал его свойства и даже предсказал некоторые области применения, был Джозеф Пристли. Он пользовался веществом, которое теперь знакомо школьнику 7-го класса, – окисью ртути.
Не знаю, стоит ли описывать, что он делал с кислородом. Получится простое повторение школьных опытов. Пристли вносил в кислород тлеющую лучину – лучина вспыхивала, горящую свечу – свеча горела ярче. Он поместил под колпак с кислородом мышь – мышь дышала. Попробовал дышать сам – получилось. В своём дневнике он записал: «После ряда других опытов 1 августа 1774 года я попытался извлечь воздух (так Пристли называет кислород. – Р.Б.) из ртутной окалины и нашёл, что воздух легко может быть изгнан из неё посредством линзы (солнце, пропущенное сквозь линзу, исполняло роль горелки). Каково же было моё изумление, когда я обнаружил, что свеча горит в этом воздухе необычайно ярким пламенем. Тщетно пытался я найти объяснение этому явлению… Может быть, чистый дефлогистированный воздух (то есть опять-таки кислород. – Р.Б.) станет когда-нибудь модным предметом роскоши… А пока только две мыши да я сам имели возможность вдыхать его».
Как видите, ничего особенного. И всё-таки не стоит улыбаться и пожимать плечами. Не школа научила Пристли этим опытам. Наоборот, этим опытам Пристли научил школу.
Пристли многое знал о кислороде. Но одного – самого главного – он не знал. Не знал, что открытый им газ – кислород. Воздухом он называл его не случайно. До самой смерти Пристли был искренне убеждён, что имеет дело с очищенным от флогистона «дефлогистированным» воздухом.
Другой химик, Карл Шееле, получивший кислород примерно в то же время, называл его «райским воздухом» – отличие не очень существенное…
Пристли и Шееле многое сделали для химии. Но именно о них писал в «Диалектике природы» Энгельс: «они… идут неверными, кривыми, ненадёжными путями и часто даже не познают истины, хотя и упираются в неё лбом».
Упереться лбом и не увидеть? Что, у них на глазах были шоры? Да. Правда, шоры имели вполне солидное название: «флогистонная теория».
В науке редко пользуются одним цветом: абсолютно белым или абсолютно черным. О флогистонной теории можно сказать много плохого. Можно сказать и немало хорошего. Например, что эта теория (пусть ошибочная) нанесла решительный удар «колдовству» и шарлатанству алхимиков, помогла химии стать наукой.
Но всё зависит от времени. К концу XVIII века борьба с алхимиками осталась в прошлом. Пора было думать о будущем, идти вперёд. И тут оказалось, что флогистонная теория (именно потому, что она ошибочная) идти вперёд не хочет. Мало того, она сдерживает общее движение. Это правило: и теории, и люди, отставшие от времени, боятся будущего.
Любопытно, что в основе флогистонной теории лежит ошибка. Простая и гениальная ошибка, которую сделал замечательный учёный Роберт Бойль (один из первооткрывателей закона Бойля – Мариотта).
В 1673 году Бойль провёл опыт. Вложил кусок свинца в стеклянную реторту, запаял и взвесил. Потом нагрел до высокой температуры. Получилась окись свинца («известь», как тогда говорили). Бойль отломил узкое горлышко реторты – в неё со свистом ринулся воздух. Снова взвесил. Вес увеличился.
Этого следовало ждать. Поскольку кислород, находившийся в реторте, соединился со свинцом и его место занял наружный воздух, общий вес, понятно, стал больше. Бойль, однако, ничего не знал о кислороде. А воздух, ворвавшийся (да ещё со свистом) в реторту, не заметил. Поистине гениальная ошибка!
Результатом её был естественный вопрос: за счёт чего увеличился вес запаянной реторты? Очевидно, за счёт какого-то вещества, которое находилось снаружи и проникло сквозь стеклянные стенки.
Это не был воздух. Ведь воздух ринулся в реторту только после того, как её вскрыли (тут Бойль не забыл о свисте). Воздух считался чрезвычайно «тонкой материей». И если он не смог пройти сквозь стекло, а некое вещество прошло – значит, оно было тончайшей, прямо-таки неуловимой материей. Бойль решил, что это может быть только огонь, «огненная материя».
Остальное просто. Огненная материя просочилась в реторту. Соединилась со свинцом. Образовалась «известь». Вес реторты увеличился – опять-таки за счёт этой «материи»…
Идеи Бойля развили другие химики. В начале XVIII века немецкий учёный Э. Шталь создал законченную, стройную и по-своему логичную теорию.
Все вещества, способные гореть, состоят из особой материи «флогистона» (от греческого «флогистос» – «сжигаемый») и золы. Когда такое вещество, скажем дерево, горит, флогистон улетучивается, превращаясь в тепло и свет. При горении металлов флогистон также исчезает, остаётся металлическая зола – окалина. Окалину можно снова превратить в металл, если вернуть ей флогистон. Для этого её надо прокалить с веществом, в котором много флогистона. Например, с углём.
Как видите, идеи Бойля сильно «усовершенствованы» и выглядят довольно убедительно. Во всяком случае, подавляющее большинство химиков XVIII столетия считало теорию бесспорной. И если, как это было в опытах Пристли, факты противоречили теории, химики действовали по принципу: «Тем хуже для фактов».
Очень интересна в этом смысле история с водой. Со времени древнегреческого философа Эмпедокла считалось, что мир состоит из четырех главных «начал»: земли, воды, огня и воздуха. Эти «начала» просты, и потому их нельзя ни изменить, ни разрушить. И конечно же, «горячий и сухой» огонь не может превратиться в «холодную и мокрую» воду…
И вдруг в 1781 году английский химик Кэвендиш обнаружил, что водород (тогда его называли горючим воздухом) при сгорании превращается в… воду. Ещё раньше это явление наблюдал Пристли. Но отмахнулся от него, как от явной нелепости. Водород многие считали флогистоном (лёгкий и горит). И вдруг «сам» флогистон превращается в негорючую воду…
Кэвендиш тоже не поверил, но остановиться не мог. Для него, экспериментатора по натуре, опыты были страстью. Он искал ошибку. Но скоро убедился, что ошибки нет – флогистон действительно превращается в воду.
И тогда Джемс Уатт высказал поразительно смелую, даже дерзкую мысль (о ней он любил вспоминать впоследствии). Уатт предположил, что одна из «основ мироздания» – вода – сложное тело. Однако (но об этом он предпочитал не вспоминать), он считал воду «соединением дефлогистированного воздуха с флогистоном», то есть обыкновенным
