Краткая история науки

Пристли понимал, что воздух играет важную роль, и понимал, что есть некая разновидность «воздуха» (газ), которая заставляет горение проходить более энергично, чем в обычном воздухе, которым мы дышим. Он получил этот «воздух», нагревая вещество, которое мы знаем как окись ртути, и собирая газ с помощью водяной бани. Затем он продемонстрировал, что животные могут жить в нем точно так же, как растения в «связанном воздухе».

Новый «воздух», открытый Пристли, оказался чем-то особенным: в самом деле, все выглядело так, что он включен во множество химических реакций, участвует в дыхании и горении. Ученый думал, что все это может быть отнесено на счет субстанции, именуемой «флогистон», и что все вещи, способные гореть, содержат флогистон, и тот освобождается в процессе горения, ну а когда воздух вокруг насыщается флогистоном, то процесс прекращается.

Многие химики использовали концепцию флогистона, пытаясь объяснить, что происходит при горении и почему некоторые виды «воздуха» заставляют вещество в закрытом контейнере гореть некоторое время, а затем почему-то прекращают процесс. Если вам удастся «сжечь» слиток свинца[6], то продукт (что останется после горения) окажется тяжелее, чем исходный материал.

И это предполагает, что флогистон, который, если верить некоторым ученым, должен содержаться в свинце и освобождаться с помощью пламени, имеет отрицательный вес. То есть нечто, заключающее флогистон, должно весить меньше, чем в том случае, если его в субстанции нет.

Когда некий объект сгорает, то в результате получаются большей частью газы, которые трудно собрать и взвесить. Например, когда вы сжигаете ветку дерева, то оставшееся – пепел – много легче самой ветки.

Отсюда легко понять, отчего Пристли решил, что вещи, содержащие флогистон, весят меньше, чем вещи без него. В его схеме флогистон занимает место того, что мы именуем кислородом, за исключением того, что обладает совершенно противоположными свойствами.

Для Пристли, когда вещи горят, они теряют флогистон и становятся легче; мы бы сказали, что они соединяются с кислородом, и мы сейчас знаем, что они становятся тяжелее, когда это происходит. Когда свеча в закрытой емкости потухает или умирает запертая мышь или птица после некоторого времени, проведенного внутри контейнера с обычным воздухом, то Пристли сказал бы, что все случилось из-за того, что воздух насытился флогистоном. Мы же знаем, что причиной стало то, что закончился кислород.

Все это напоминает нам, что искусно проводить опыты и делать верные измерения – это одно, но объяснить результаты правильно – совсем другое.

Человека, придумавшего название «кислород», до сих пор именуют «отцом» современной химии. Антуан-Лоран Лавуазье (1743–1794) встретил насильственную смерть во времена Французской революции, его арестовали, допросили и лишили головы не потому, что он занимался химией, а по той причине, что он был откупщиком.

В дореволюционной Франции богатый человек мог заплатить государству, чтобы стать сборщиком налогов, и с их помощью возместить то, что он потратил. Система была, само собой, прогнившей, народ ее ненавидел, но нет доказательств того, что Лавуазье злоупотреблял служебным положением. На самом деле он проводил большую часть жизни, занимаясь научными и техническими изысканиями для страны, исследуя целый ряд важных проблем в промышленности и сельском хозяйстве.

Но он принадлежал к аристократии, а лидеры Революции ненавидели всех аристократов, так что Лавуазье оказался среди тех, кому пришлось заплатить.

Подобно Пристли. Кавендишу и другим пневматическим химикам. Лавуазье был вдохновенным экспериментатором. В процессе работы он изобрел множество разных приспособлений, и часто ему помогала жена, мадам Лавуазье, также оставившая след в науке. Мария Анна Пьеретта Польз (1758–1836) вышла замуж за Антуана Лорана, когда ей было только четырнадцать (а ему двадцать восемь), и они работали вместе в лаборатории, ставили опыты, фиксировали результаты.

Помимо всего прочего она была отличной хозяйкой, и семья Лавуазье устраивала приемы для образованных мужчин и женщин, где обсуждались последние достижения науки и техники. Это был счастливый брак равноправных и подходящих партнеров.

Еще школьником Лавуазье заинтересовался наукой, его острый ум и амбиции ученого были очевидны с раннего возраста. Подобно большинству студентов, получавших образование в то время, он вырос с концепцией флогистона, но сам же нашел в ней множество логических и экспериментальных изъянов.

Лавуазье был полон решимости пользоваться только лучшим оборудованием, поэтому они с женой сами разработали многие устройства, поставив себе цель увеличить точность химических экспериментов. Он использовал очень точные весы, чтобы взвешивать вещества, и несколько разных опытов убедили ученого, что, когда вещи горят, общий вес продуктов горения увеличивается.

Для того чтобы получить такой результат, приходилось собирать и взвешивать выделявшиеся при горении газы.