Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

ИСТОРИЯ ХИМИИ

«Я хотел бы сообщать вам здесь не сухой набор фактов из истории химии прошлого, но и дать вам понятие о психологии тех пионеров этой науки, которые расчищали для нас наудачу первые извилистые тропинки в темном лесу неведомого. Мне хотелось бы сделать для вас ясным, почему наука о строении вещества, после своего возникновения неизбежно должна была пройти сначала через стадию магии, а затем стадию Алхимии».

Николай Морозов. «В поисках Философского камня».

У разных народов, как известно, разная кухня. Причем дело не в экзотических блюдах; достаточно посмотреть на самые обычные, повседневные. Даже они оказываются весьма специфическими в разных местах. Неужели же это разнообразие появилось из-за знания биохимических процессов? Нет, это результат огромного числа проб и ошибок. Так родилось, то, что называется кулинарией.

Скажем, в горах вода кипит при более низкой температуре, чем в низинах. И в горской кухне мы обнаруживаем в основном жареные блюда. А ведь горцы и не задумывались об этом законе природы. Просто, если в условиях пониженного давления варить продукты, еда будет жесткой. А если жарить, за счет образовывающейся внешней корочки внутри продукта повышается давление и процесс идет успешней. И они знают, что если делать так, то будет хорошо. И все.

История элементов

В 1880 году Фрэнк Уиглсуорт Кларк, главный химик Геологического комитета США, опубликовал результаты своих долголетних исследований состава земной коры. С тех пор подобные исследования, каждый раз все более точные, проводились неоднократно. Числа, выражающие процентное содержание элементов в коре, стали называть кларками. Вот кларки двадцати элементов, оказавшихся наиболее распространенными (% по массе):

1) кислород — 49,50

2) кремний — 25,80

3) алюминий — 7,57

4) железо — 4,70

5) кальций — 3,38

6) натрий — 2,63

7) калий — 2,41

8) магний — 1,95

9) водород — 0,88

10) титан — 0,41

11) хлор — 0,19

12) фосфор — 0,09

13) углерод — 0,087

14) марганец — 0,085

15) сера — 0,048

16) азот — 0,030

17) рубидий — 0,029

18) фтор — 0,028.

19) барий — 0,026

20) цирконий — 0,021

Еще до знакомства с металлами человек научился распознавать некоторые минералы, особенно по внешним признакам и прежде всего по привлекающим цветам, — ярко-красным, зеленым, синеватым. Он использовал серпентин, бирюзу, малахит, азурит, гематит, реальгар, аурипигмент, галенит и т. д. Это можно утверждать уверенно, поскольку изделия из этих минералов обнаруживаются в древнейших человеческих захоронениях. Известно также, что некоторые минералы красных цветов, как, например, ярко-красный реальгар (As₄S₄), наделялись магическими свойствами.

Углерод = С

Несмотря на полное отсутствие конкретных сведений о том, кто, где и когда открыл простые вещества, относительно одного из них можно утверждать, что именно оно было обнаружено и использовано первым. Русское слово уголь и латинское карбо образованы от древнейшего корня кар, которым обозначалось горение. Только у славян этот кар превратился в жар, гол (уголь) и гор (горение).

Огонь первобытных людей оставил после себя вещественный след в виде слоев окаменевшей золы и окаменевшего пепла. В карстовой пещере в окрестностях Пекина толщина такого слоя достигала нескольких метров.

Сначала жгли дерево, затем обнаружили, что если из дерева выжечь все лишнее, кроме того, что мы нынче называем углем, получится топливо, дающее значительно больше тепла, и в обращении более удобного, чем дрова. Технология производства угля изложена в «Естественной истории» Плиния Старшего, и она ничем не отличается от той, какой углежоги пользуются и по сей день: дрова складывают неплотной кучей, как для костра, затем засыпают землей, оставляя отверстия, достаточные, чтобы шло обугливание, но недостаточные для полного сгорания углерода.

Почему именно углерод — в виде угля — оказался первым элементом, который удалось найти и использовать? Не мог ли в принципе опередить его какой-нибудь другой элемент? Дело в том, что углерод повсеместно имеется в виде угля. Было бы просто невероятно, чтобы люди уже на заре цивилизации не встречались с ним чуть ли не на каждом шагу, как встречаются, кстати, до сих пор.

Сера = S

Слово сера лингвисты производят от цира, санскритского слова, означающего светло-желтый цвет. Однако, судя по тому, что серой называют и другие горючие вещества, например смолу, главной особенностью серы очень давно стала для человека ее горючесть и способность образовывать при горении сильно пахнущий дым.

Не существует каких-либо сведений о том, когда именно люди начали использовать серу. Но можно предположить, что это произошло еще до ознакомления с металлами. Во всяком случае, ничто не мешало человеку сделать это еще тогда, когда он вел пещерный образ жизни. Случайно попав в очаг, светло-желтый камешек загорался и наполнял пещеру удушливым дымом, вынуждая ее обитателей бежать прочь. А когда через некоторое время дым рассеивался, они, вернувшись, бывали приятно поражены исчезновением всех насекомых. Вероятно, такое случалось не раз, пока люди не распознали, в чем тут дело, и не стали разыскивать и сжигать серу специально, развешивая над очагом одежду. При этих процедурах могли обнаружить и отбеливающее действие сернистого газа на ткани.

В древности люди использовали в основном самородную серу. Народы Средиземноморья получали ее из Сицилии; «рудником» служил кратер вулкана Этна.

Получали серу и из руд. У Агриколы так написано про этот процесс:

«Если руда очень богата серой, ее зажигают на широком железном листе с множеством отверстий, через которые сера вытекает в горшки, наполненные доверху водой».

Медь и ее сплавы = Cu

Открытие металла произошло во времена каменного века. Занимаясь поиском подходящих пород камней, а затем наблюдая за изменением формы самородков под ударами твердых камней, люди пришли к мысли использовать их для изготовления мелких украшений путем холодной ковки. Позже начали ковать самородки меди с предварительным отжигом. Поэтому общепринято мнение, что с древности и до начала широкого использования железа наибольшее значение в материальной культуре человечества играли медь и ее сплавы с другими цветными металлами.