Поделиться статьей
Химия – естественная наука?
Долгое время химия была дисциплиной, отстававшей от других естественных наук. Стремление обмануть смерть и преодолеть бедность было слишком сильным, чтобы люди отказались от обещаний алхимии и занялись научными исследованиями.
В этой статье, которая является первой в нашей серии из четырех статей по истории химии, мы рассмотрим, как химия оставила позади мистицизм алхимии.
Истоки химии
Человек увлекается химией на протяжении тысячелетий. Первое использование химических процессов относится к четвертому тысячелетию до нашей эры и включало извлечение металлов из минеральных руд. Однако переход от химии как простой практической полезности к полномасштабной научной дискуссию с его многочисленными областями исследования произошел намного позже. Только во времена Древней Греции естествоиспытатели задокументировали взаимодействие с природой и пытались объяснить естество мира.
Например, Демокрит (ок. 460–371 до н. э.) занимался структурой материи. Как и его наставник Левкипп, он был убежден, что материя состоит из мельчайших неделимых частиц. Сам Демокрит ввел термин «атом», происходящий от греческого слова «átomos» (по-английски «неделимый»).
Алхимия – тайная наука
Теоретические принципы греческих натурфилософов позже уступили место алхимии, которая, как и современные науки, была направлена на получение знаний о природе путем проведения экспериментов.
Эти идеи распространились из Греции в Египет и Вавилон, а также гораздо позже достигли средневековой Западной Европы. Однако прогресс алхимии долгое время был окружен многочисленными камнями преткновения. Некоторые основные положения алхимии, основанные не на наблюдениях, а на мистицизме и суевериях, стояли на пути реальных научных открытий. Что еще хуже, алхимический технический язык был непоследовательным и намеренно оставался расплывчатым и непонятным, чтобы исключить "посторонних" из его секретов.
Несмотря на свои недостатки, алхимики Средневековья обладали (для своего времени) прочным базовым пониманием науки. Они научились экспериментировать с материалами и лучше других понимали, как отделять чистые вещества, составные части материи и создавать новые смеси. Способности алхимиков позволяли им работать в шахтах, монетных дворах, заниматься кузнечными и аптекарскими делами.
За это время они выделили неизвестные до сих пор вещества, усовершенствовали методы консервирования продуктов и создали сплавы. Но научных открытий оставалось немного и они были редки. Базовые основы алхимии не были готовы дать начало всестороннему, систематическому подходу к химии.
Картезианское сомнение
Объективное исследование мира природы впервые стало возможным, когда мыслители эпохи Возрождения стали подвергать сомнению все неясное как день и очевидное без тени сомнения.
Французский философ Рене Декарт (1596–1650) произвел революцию в естественных науках своим подходом сомнения, с помощью которого можно было тщательно исследовать предположения для систематического получения знаний. Под сомнение были поставлены даже учения религиозных авторитетов, что в то время было массовым табу. Декарт также отстаивал математику как основу всех естественных наук, позволяющую описывать и объяснять природу не только качественно, но и количественно.
В области физики идеи Декарта получили быстрое признание, они были подхвачены и развиты другими учеными, в том числе Исааком Ньютоном (1643–1727). Работы Декарта и Ньютона стали катализатором быстрого прогресса в физике и астрономии, но химия все еще отставала: сам Ньютон провел свою жизнь в погоне за «философским камнем» — материалом, который в идеале мог превращать неблагородные металлы в золото, далее метод называли «трансмутация».
Переход от алхимии к химии
Роберт Бойль (1627–1692) был пионером современной химии. Одним из первых, кто попытался объединить знания алхимиков о свойствах материалов и реакциях во всеобъемлющую теорию, он демистифицирует химию вместе с ее номенклатурой.
Именно Бойль определил «элемент» как конечный продукт анализа, т.е. как чистое вещество. Его рациональный подход был уникальным в области химии. Он опубликовал выводы в своей новаторской работе 1661 года «Химик-скептик». Это издание ознаменовало переход от алхимии к химии, как видно из названия книги, приставка «ал» опущена. Тем не менее Бойль до конца жизни занимался алхимией и продолжал верить в трансмутацию. Окончательного прорыва в химии пришлось ждать до начала 19 века.
Снова отступление: электрохимия
В 1800 году Алессандро Вольта (1745–1827) разработал первую гальваническую батарею. С этого изобретения началась история электрохимии. Батарея состояла из уложенных друг на друга чередующихся медных и цинковых пластин, каждая из которых была отделена от следующей тканью, пропитанной раствором электролита. Хамфри Дэви (1778–1829) использовал котел в своих электрохимических экспериментах и в 1807, и 1808 годах открыл многочисленные элементы (включая натрий, калий, кальций и магний) путем электролиза солевых растворов или горячих расплавленных солей.
Дэви также выделил хлор, который реагирует с водой с образованием хлористого водорода путем электролиза солевого раствора. До этого времени предполагалось, что ключевым компонентом всех кислот является кислород. Однако, поскольку в хлороводороде нет кислорода, Дэви обнаружил, что именно водород придает соединению свойства кислоты.
В следующем выпуске мы расскажем о возвращении к атомизму и подъеме современной химии между 18 и 19 веками. Почитать можно по ссылке ниже.
