Возникновение химии как науки. Ранние этапы её развития

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Московской области «Электростальский техникум отраслевых технологий»

Возникновение химии как науки.

Ранние этапы её развития

г. Электросталь

2015

Возникновение химии как науки.

Ранние этапы её развития

Человека всегда интересовали изменения в природе, которые он наблюдал вокруг себя. И прежде всего вещества - их многообразие и способность изменяться. Некоторые из них трансформируясь, дают новую жизнь другим, либо совершенно неожиданно меняют свою форму, цвет, запах - все эти процессы не могли не интересовать человека.

С древнейших времен человек стал в своей жизни применять химические реакции для того, чтобы облегчить жизнь. Первые из этих реакций были связаны с изменением природных материалов. Так, например, в Древнем Египте, около пяти миллионов лет до нашей эры, древние египтяне уже умели выплавлять из руд металлы (железо, свинец, олово, медь, сурьму), получать их сплавы, применяли золото и серебро для изготовления ювелирных украшений, производили керамику, стекло, краски, духи.

Первыми учеными–химиками были египетские жрецы. Они владели многими, еще до сих пор не разгаданными химическими секретами: бальзамированием тел, получением красок, которые и через тысячи лет остались яркими. К сожалению, знания жрецов были элитными и передавались только касте жрецов, потому и не сохранились до нашего времени. Они пытались объяснить непрерывно возникавшие в Природе химические превращения, их глаза подмечали всё новые явления в окружающем мире, а искусные руки осваивали сложные ремёсла, неизменно связанные с химией…

КYII веку до нашей эры Египет и Месопотамия стали центрами производства красителей; там же получали в чистом виде золото, серебро и другие металлы. Примерно с 1500 до 350 годов до нашей эры для производства красителей использовали перегонку, а металлы выплавляли из руд, смешивая их с древесным углем и продувая через горящую смесь воздух. Самим процедурам превращения природных материалов люди придавали мистический смысл.

Кроме Египта и Месопотамии, химические производства существовали в Индии, Китае и Греции. Однако греческих философов интересовали не способы получения веществ и их практическое использование, а главным образом суть происходящих в мире процессов. Фалес Милетский, сводил всё многообразие явлений и вещей к единой первостихии – воде, а Анаксимен утверждал, что первооснова Вселенной – воздух (при разряжении воздух превращается в огонь, а по мере сгущения становится водой, затем землей и, наконец, камнем), Гераклит Эфесский пытался объяснить явления природы, постулируя в качестве первоэлемента огонь.

Так в Греческой натурфилософии появилисьчетыре первоэлемента. Эти представления были объединены в натурфилософии Эмпедокла из Агригента – создателя теории четырех начал мироздания. В различных вариантах его теория властвовала над умами людей более двух тысячелетий. Согласно Эмпедоклу, все материальные объекты образуются при соединении вечных и неизменных элементов - стихий – воды, воздуха, земли и огня – под действием космических сил любви (притяжения) и ненависти (отталкивания). Теорию элементов Эмпедокла приняли и развили сначала Платон, (уточнивший, что нематериальные силы добра и зла могут превращать эти элементы один в другой), а затем и - Аристотель.

Согласно Аристотелю, элементы-стихии – это не материальные субстанции, а носители определенных качеств – тепла, холода, сухости и влажности. Этот взгляд трансформировался в идею четырех «соков» Галена и господствовал в науке вплоть до XYII века.

Другим важным вопросом, занимавшим греческих натурфилософов, был вопрос о делимости материи. Родоначальниками концепции, получившей впоследствии название «атомистической», были Левкипп и его ученик Демокрит, а также Эпикур.

Согласно учению этих древних философов, существуют только пустота и атомы – неделимые материальные элементы, вечные, неразрушимые, непроницаемые, различающиеся формой, положением в пустоте и величиной; из их «вихря» образуются все тела. Атомистическая теория оставалась непопулярной в течение двух тысячелетий после Демокрита, но не исчезла полностью. Одним из ее приверженцев стал древнегреческий поэт Тит Лукреций Кар, изложивший взгляды Демокрита и Эпикура в поэме о природе вещей(De Rerum Natura).

Будучи мерилом материальных ценностей, человека, испокон веков, интересовало Золото.

Существует миф Древней Греции о царе Мидасе. За услугу, оказанную Богам, он попросил у них, чтобы все, к чему он прикасается, превращалось бы в золото. И они наградили его этим качеством: все окружающие его вещи, к которым он прикасался, становились золотыми. Он уже насладился видом золота вокруг себя – и диван, и подушки, и стол – все из золота. Но в золото превращались также одежда, обувь и продукты питания. Так и умер царь Мидас от голода.

Подобно Мидасу, многие химики древности ставили своей целью поиск философского камня, который и неблагородные металлы (цинк, железо, олово) превратит в золото, и от болезней излечит, и бессмертие обеспечит. Так началась эпоха алхимии, которая зародилась в арабских странах древнего Востока.

Научные воззрения арабов проникли в средневековую Европу в XII веке через Северную Африку, Сицилию и Испанию. Работы арабских алхимиков были переведены на латынь, а затем и на другие европейские языки. Вначале алхимия в Европе опиралась на работы таких корифеев, как Джабир, но спустя три столетия у европейских алхимиков вновь проявился интерес к учению Аристотеля, особенно в трудах немецкого философа и теолога-доминиканца, ставшего впоследствии епископом и профессором Парижского университета, Альберта Великого и его ученика Фомы Аквинского. Убежденный в совместимости греческой и арабской науки с христианской доктриной, Альберт Великий способствовал введению их в схоластические курсы обучения. В 1250 году философия Аристотеля была введена в курс преподавания в Парижском университете.

Алхимическими проблемами интересовался и английский философ и естествоиспытатель, монах-францисканец Роджер Бэкон, предвосхитивший многие позднейшие открытия; он изучал свойства селитры и многих других веществ, нашел способ изготовления черного пороха.

Сколько таких ученых – мистиков и мечтателей пытались открыть тайны веществ и получить «ключ жизни»!

Испанский врач Арнальдо да Вилланова (около 1240 г. – 1313 г.) приписывал философскому камню чудодейственные лечебные свойства («панацея»). В своих книгах Вилланова описывал химические препараты, применявшиеся в качестве медикаментов, и создал подробный перечень известных в то время ядов и противоядий. Вилланова описал способ получения и перегонки виноградного спирта, выделенного из виноградного вина, который он называл «водой жизни» (aqua vitae). При всей своей учености, этот врач искренне верил в магию, в мощь дьявола и демонов, и в лечебной практике, наряду с лекарствами, применял амулеты, а золото считал универсальным лекарством.

Современник Виллановы, испанский кавалер, поэт и философ Раймонд Луллий (1235 г. – 1316 г.), также пытался получить философский камень. Он свято верил в символ вечной красоты и бессмертия - саламандру. Легенда гласила, что саламандра жила в огне, но была холоднее льда. Алхимики, утверждавшие единство всего сущего, полагали, что эта двойственно устроенная тварь помогает превратить безобразное в прекрасное. Мудрец, совершивший такое превращение, получит от саламандры бессмертие. И Раймонд Луллий упорно пытался достигнуть результата. Много лет провел он на Востоке, изучая химию, медицину и философию. Со временем за ним закрепилась репутация странного, почти безумного, но очень искусного врачевателя. Перед смертью ученый со слезами проклинал саламандру и, давясь слезами, говорил, что на земле красота невозможна, её пожирают болезни, алчность и ложь. Спустя два с лишним столетия медицинские препараты Раймонда Луллия использовал в своей практике другой известный средневековый лекарь – Парацельс (настоящее имя – Теофраст фон Гогенгейм).

Так же Луллию принадлежит идея логической машины – устройства для преобразований формул и доказательств теорем. Создать такую машину Луллий пытался вместе с виднейшим европейским алхимиком, математиком, профессором Оксфорда Роджером Бэконом. Идею Луллия применят на практике только в XX веке, когда появятся ЭВМ и компьютеры.

Немецкий монах-бенедиктинец Василия Валентин(XY –XYI век) считал, что металлы состоят из трех начал – ртути, серы и соли. Он подчёркивал, что под этими началами металлов не следует понимать соответствующие вещества: «Сера представляет мужское семя металлов, а ртуть – женское семя; но это нужно понимать разумом и не принимать за семена металлов обыкновенную серу и обыкновенную ртуть, потому что обыкновенная ртуть, будучи сама металлом, не может быть семенем металлов. Также и обыкновенная сера представляет собой известь металлов. Каким же образом она может быть семенем?» «Соль», по его мнению, также не какое-либо определённое вещество, а отвлечённое начало, символизирующее способность металлов образовывать соли при растворении в кислотах. Именно в его сочинениях впервые упоминается соляная кислота, описывается способ её получения в виде так называемого «соляного спирта» (spiritus salts) при нагревании смеси поваренной соли с железным купоросом, описывается действие «соляного спирта» на металлы и окислы металлов. В «Триумфальной колеснице антимония» Василий Валентин даёт подробное описание сурьмы и её соединений. Василий Валентин был типичным алхимиком-мистиком; в его сочинениях в изобилии встречаются такие названия веществ, как «чёрный ворон», «павлин», «белый лебедь», «лев», «король и королева», «птица феникс» и т. п.

Представьте себе германский средневековый город, узенькие улицы, готические дома и среди них – какой-нибудь ветхий, считающийся необитаемым, дом. По его потрескавшимся стенам лепится мох, ползет сырость. Окна наглухо заколочены. Это жилище алхимика. Ничто не говорит в нем о присутствии живых. Но в гулкую от тишины ночь из трубы вылетает дым, который доказывает о неусыпном бодрствовании старца, уже поседевшего в своих бесплодных исканиях, но все ещё живущего надеждой.

“Чтобы подготовить эликсир мудрецов, возьми, сын мой, философскую землю, положи в реторту и прокаливай ее, пока не превратится в Зеленого Льва. Прокаливай далее – и Зеленый Лев обернется Красным. Киммерийские тени покроют реторту темным покрывалом, а внутри ее ты увидишь Черного дракона, который пожирает собственный хвост…”

“Что это?” – бормотание колдуна, заклинание или просто сочетание слов? Всего понемножку, хотя на первый взгляд, это мало похоже на описание научного опыта - там содержится зашифровка настоящего химического эксперимента. Поэтому нельзя сказать, что алхимия – это бесполезный этап в истории развития химии. Вот послушайте:

Алхимики считают, что ртуть – в любом металле …

Алхимики мешали буру и купорос

Мешали вместе с глиной толченый рог козлиный,

Пять перьев петушиных, один крысиный хвост.

Все в печке обжигали, а после возгоняли

И снова очищали, добавив, волчий ус.

И, выпарив искусно, рассматривали сгусток,

И падали без чувства, попробовав на вкус.

Надеялись случайно раскрыть Природы тайну…

Нашли мышьяк и фосфор.

А это чем не клад?

За хитрые приборы, кислоты и растворы

Все химики алхимикам спасибо говорят.

(Ефимовский)

Рецепты алхимиков использовались в таких технологических процессах, как обработка металлов. В эти годы начинаются систематические поиски способов получения и идентификации новых веществ. Появляются рецепты производства спирта и усовершенствования процесса его перегонки. Важнейшим достижением было открытие сильных кислот – серной и азотной. Теперь европейские химики смогли осуществить многие новые реакции и получить такие вещества, как соли азотной, серной, соляной кислот, купорос, квасцы и др. Услугами алхимиков, которые нередко были искусными врачами, пользовалась высшая знать. Считалось также, что алхимики владеют тайной превращения обычных металлов в золото.

Серная, соляная, азотная кислоты, царская водка, аммиак, поташ, щелочи, уксусная кислота и многое – многое другое открыто и описано алхимиками. Однако алхимия – это еще не наука. Наукой химия стала гораздо позже благодаря ученым, которые открыли ее законы.

К концу XIY века интерес алхимиков к превращению одних веществ в другие уступил место интересу к производству меди, латуни, уксуса, оливкового масла и различных лекарств. В XY-XYI веках опыт алхимиков все чаще использовался в горном деле и медицине.

Всё настойчивее становилось желание алхимиков понять истинные причины необъяснимых процессов, раскрыть тайны великих, но случайных достижений практики. Проводилось бесчисленное число опытов, появлялись первые научные гипотезы. Человек активно и сознательно начал соперничать с Природой в получении полезных веществ и материалов.

Стремясь к достижению самой привлекательной для них цели – созданию неисчислимых богатств, – алхимики разрешили многие практические задачи, открыли множество новых процессов, наблюдали разнообразные реакции, способствуя становлению новой науки – химии, в которой практика на несколько тысячелетий обгоняла теорию.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/141079-vozniknovenie-himii-kak-nauki-rannie-jetapy-e