Антуан Лоран Лавуазье. Его жизнь и научная деятельность

Кроме науки и общественных дел, он интересовался живописью, – сохранился каталог выставки с его пометками – но в особенности увлекался музыкой. В памфлете против откупщиков, вышедшем в 1789 году, его упрекают за то, что он имеет ложу на все оперные спектакли. В бумагах его сохранился трактат о гармонии.

Как это часто бывает, он строго отделял религиозную сферу от научной. Разрушитель и скептик в науке, он принимал беспрекословно догматы, заученные в детстве. Это раздвоение представляет тоже почти общее явление: весьма редко встречаем мы в истории науки людей вроде Дарвина с его удивительною последовательностью и единством взглядов. «Вы предпринимаете прекрасное дело, – писал Лавуазье некоему Кингу, издавшему трактат в защиту религии, – выступая защитником откровения и подлинности Священного Писания; в особенности замечательно ваше уменье обратить в пользу религии те самые аргументы, которыми думали опровергнуть ее».

Политические взгляды его гармонировали с общим складом его ума, по преимуществу творческого. Правда, как мы только что говорили, он явился разрушителем старых доктрин в науке. Но как он вел это дело? Сначала он создает метод исследования, прилагает его на деле, исследует и объясняет главнейшие факты, известные в то время, вырабатывает основные истины новой химии, почти ни единым словом не затрагивая старой теории. Наконец, когда все готово, здание выстроено и учение флогистона, фактически уже уничтоженное, треплется в нем только в силу инерции, как бесполезная тень прошлого, он обращается к этой теме и выгоняет ее одним взмахом руки. То же стремление созидать обнаруживается и в его политической деятельности. Он был безусловным сторонником реформ и врагом насилия – либералом, по современной терминологии. Его убеждения не были только словами: всю свою жизнь он работал над исправлением недостатков старого механизма, и если большая часть его усилий пошла прахом, его ли это вина! Но мы дадим ниже более подробный очерк его общественной деятельности; здесь же отметим только его непоколебимую верность своим идеалам. Ужасы революции не сделали его ренегатом, как многих из его единомышленников; страх за свою шкуру не вынудил его примкнуть к партии террористов; он до конца остался верен своим либеральным идеям и принял смерть без злобы и проклятий, как принимают смерть от болезни, в которой никто не повинен.

Глава III. Научная деятельность Лавуазье

«В этой главе придется развернуть перед читателем картину, полную величия. В тиши лаборатории, предоставленный лишь собственным силам, один человек оказывается достаточно сильным, чтобы обновить всю науку».

Н. Меншуткин

Состояние химии в конце XVIII века. – Теория флогистона. – Задача Лавуазье. – Работа о природе воды. – Преобразование химии: исходный пункт исследований Лавуазье; теория горения; состав воздуха; строение окислов, кислот и солей; опровержение флогистонной теории; анализ и синтез воды; строение органических тел; органический анализ; новая химическая номенклатура. – «Traité de chimie». – Значение Лавуазье для физиологии: теория дыхания; объяснение животной теплоты. – Калориметрия. – Распространение новой химии: период нападок; торжество новых идей. – Литературные достоинства Лавуазье.

Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов – Пристли, Блэк, Шееле, Кавендиш и другие. В работах Блэка, Кавендиша и в особенности Пристли ученым открывается новый мир – область газов, дотоле совершенно неведомая. Приемы исследования совершенствуются; Блэк, Кронштедт, Бергман и другие разрабатывают качественный анализ; результат этого – открытие массы новых элементов и соединений.

А между тем, строго говоря, наука химия еще не существовала. Были факты, накоплявшиеся не по дням, а по часам; были ложные противоречивые теории, кое-как объединявшие эти факты; но науки, то есть правильного объяснения, координации фактов, не было.

Не было основного закона химии, потому что идея вечности материи, высказанная еще Лукрецием и Демокритом, никогда не применялась к химическим явлениям, не формулировалась химически, то есть в виде положения: вес тел, входящих в реакцию, равен весу тел, получаемых в результате реакции. А пока это положение, которое ныне молчаливо подразумевается во всех химических исследованиях, не вошло в сознание ученых, немыслимо было сколько-нибудь правильное объяснение химических явлений: тела весомые смешивались с «невесомыми» (то есть теплотой, светом и пр.), присоединение тела могло уменьшать вес, отделение – увеличивать, и так далее, иными словами – не было правильного представления о простых телах.

Не было метода исследования, потому что весы – главное орудие химии – применялись только случайно, и никому не приходило в голову, что весовое, количественное определение должно всегда, неизбежно, неизменно сопровождать химическое исследование, что в нем-то и лежит ключ к объяснению химических явлений.

Наконец (что и понятно из вышесказанного), основные явления химии – процессы горения и окисления вообще, состав воздуха, роль кислорода, строение главных групп химических соединений (окислов, кислот, солей и прочего) – не были еще объяснены.

Теория флогистона, правда, объединяла, но не объясняла многие из этих явлений. Вот сущность этой теории, основанной Бехером, развитой и переработанной Сталем: она признает существование особого элемента, флогистона, в большей или меньшей степени насыщающего все горючие тела. Он находится, например, в железе и в других металлах. Металл сгорает (окисляется) – флогистон выделяется; в этом разъединении двух тел и состоит горение. В результате получается окись, простое тело: металл минус флогистон. Как видит читатель, это объяснение как раз противоположно действительности; на самом деле металл – простое тело, горение – соединение двух тел; результат горения – сложное тело. Итак, объяснение, даваемое теорией флогистона, было ложно. Но, кроме того, оно было фиктивно: оно вводило в сферу реальных явлений нереальный принцип, нематериальную материю – флогистон, удивительное тело, неуловимое, загадочное, не походившее на все остальные тела, ускользавшее от всякого объяснения, одинаково пригодное для всевозможных теорий и одинаково превращавшее все их в фикцию.

Пока этот призрак путался в химические исследования, наука как объяснение фактов, а не только их накопление, не могла развиваться. И в самом деле, сравнивая воззрения Пристли, Шееле, Макера и других с теорией самого Сталя, мы не видим прогресса. Напротив: факты накопляются, идеи запутываются; бревна и кирпичи сносятся со всех сторон и здание принимает вид все более и более безобразной груды. Довольно благовидное в изложении Сталя учение о флогистоне превращается у его последователей в какую-то фантасмагорию: это уже не одна теория, это – десятки теорий, запутанных, противоречивых, изменяющихся у каждого автора.

Итак, вот что предстояло сделать: найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований; создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических явлений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу.

Эту задачу взял на себя и исполнил Лавуазье. Для выполнения ее недостаточно было экспериментального таланта. К золотым рукам Пристли или Шееле требовалось присоединить золотую же голову. Такое счастливое соединение представлял Лавуазье. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу (в действительности оно принадлежит Кавендишу). По поводу последнего открытия Лавуазье даже обвиняли в плагиате, в недобросовестном умолчании о будто бы известном ему открытии Кавендиша. Но слава Лавуазье так мало зависит от этих фактических открытий, что нам даже нет надобности касаться вопросов о первенстве. Если бы он не открыл ни одного нового факта, но высказал только свои выводы, свою систему воззрений – его слава не пострадала бы ни на йоту. Он велик как теоретик, как архитектор, строивший из материалов, накопленных трудами многих исследователей; что за важность, если архитектор не таскает сам кирпичи и бревна!

В научной деятельности Лавуазье нас поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Этот подготовительный период завершается в 1770 году работой «О природе воды». Передадим вкратце ее содержание.

Давно уже было замечено, что при выпаривании воды в стеклянном сосуде получается землистый осадок. Отсюда вывели заключение о способности воды превращаться в землю; другие думали, что земля уже существует в воде в виде особого соединения; третьи приписывали образование осадка материи, присоединяющейся извне.

Лавуазье решился проверить эти мнения. Для этого он в течение 101 дня перегонял воду в замкнутом аппарате. Вода испарялась, охлаждалась, возвращалась в приемник, снова испарялась и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся?

Общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. Вес воды после опыта не изменился: значит, она не превратилась в землю. Вес стеклянного сосуда уменьшился на столько же, сколько весил полученный осадок: значит, осадок получился от растворения стекла.