Антуан Лоран Лавуазье. Его жизнь и научная деятельность

Однако и новая теория еще натыкалась на многие затруднения. Объяснение процессов дыхания, горения органических тел, образования солей не могло быть полным, пока не объяснилась роль водорода в этих процессах. Лавуазье давно уже занимался этим телом – «горючим газом», как его тогда называли. Но опыты его были неудачны. Он придавал слишком абсолютное значение одному из принципов своей системы. Считая кислород «началом кислотности», он думал получить кислоту и от сожжения водорода. «Я убедился, что при всяком горении образуется кислота: серная – если сгорает сера, фосфорная – если сгорает фосфор, угольная – если сгорает уголь; и я заключил по аналогии, что при сжигании горючего воздуха тоже должна получиться кислота».

С этой целью он произвел ряд опытов, приведших, разумеется, к отрицательному результату. Кислота не получалась, а действительный продукт горения – вода – ускользал от его внимания. Такова сила предвзятых мнений. Если теория, в сущности истинная, но слишком абсолютно понятая, могла затемнить такой исключительно ясный ум, то можно себе представить, к каким результатам должны были приводить теории сплошь ошибочные. После этого мы не станем удивляться приведенным выше мнениям Пристли и Шееле.

Только в 1783 году, после того как Кавендиш показал, что при сжигании водорода образуется вода (но еще не обнародовал своего открытия), Лавуазье представил академии «мемуар, имеющий целью доказать, что вода не есть простое тело». В этом и последующих мемуарах (1784 и 1785 гг.) он разработал предмет со свойственной ему полнотой и точностью. Знал ли он об открытии Кавендиша или нет, это не уменьшает ценности его работ, потому что первый анализ и синтез воды был произведен им при помощи опытов и приборов, которые и ныне описываются в учебниках химии. Далее, важно было не только открыть состав воды, но и вывести последствия этого открытия; а это целиком принадлежит Лавуазье. Он показал, что вода образуется при дыхании вследствие окисления водорода органических тканей; уяснил образование соли при растворении металла в кислоте, показав, что водород, выделяющийся при этом, происходит от разложения воды, кислород которой соединяется с металлом.

Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. «Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье» (Н. Меншуткин).

Накопление фактов, открытие новых соединений, уяснение их состава, наконец, новые понятия, внесенные в химию, требовали и соответственной номенклатуры. До сих пор она находилась в хаотическом состоянии: названия давались случайно; часто были описательного характера, например, «самая чистая часть воздуха», «масло антимония»; одно и то же тело имело по нескольку названий – словом, чувствовалась настоятельная необходимость в общей методической, по возможности простой, номенклатуре. Эта задача была исполнена Лавуазье в сотрудничестве с Гитоном де Морво, Фуркруа и Бертолле в сочинении «Methode de nomenclature chimique» (1787 г.). Мы не будем излагать ее в подробностях; напомним только, что принципы ее лежат в основе современной химической номенклатуры.

Когда, таким образом, основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его «Traité de chimie», первый учебник современной химии – явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора. Разумеется, факты он заимствовал у многих исследователей, – но только факты. Ряд истин, развиваемых в новом учебнике, принадлежит ему. Состав атмосферы, теория горения, образование окислов, кислот и солей, анализ и синтез воды, строение органических тел, органический анализ – все это представляет краткий свод мемуаров Лавуазье. Точное представление о простых телах, основной закон химии, превративший всякую химическую проблему в алгебраическое уравнение, метод количественного исследования установлены им же.

В выработке номенклатуры он принимал существенное участие; термины кислород, водород, азот, углекислота, окисление, окись и другие созданы им же; наконец, большая часть приборов, описанных в новом учебнике, изобретена им самим. Из них достаточно назвать газометр и калориметр, чтобы показать, какое огромное значение имел он и в этой, технической части химических исследований.

С тех пор химия сделала колоссальные успехи, превратилась в науку почти столь же точную, как астрономия или оптика. Она обязана этим Лавуазье, и тот, кто пожелал бы ознакомиться с элементами химии, может и теперь взяться за его «Traité».

Работы Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. До него было сделано много великих анатомических открытий, уяснена топография органов, исследовано обращение крови, млечного сока и так далее – словом, устройство органической машины выяснилось в существенных чертах. Это был период анатомического метода в физиологии. Но действия организма, жизненные явления оставались загадочными. Все объяснялось действием «жизненной силы», фигурировавшей под разными названиями – архея, ψυχη, anima θ так далее.

Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Правда, он не успел развить свои принципы с такою несокрушимой силой, как в химии. Там он объяснил все известные в его время факты. В физиологии он проложил новый путь, но успел сделать по нему лишь несколько шагов. Он установил учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного. Не меньшую важность имело его учение о животной теплоте. Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла».

В этих исследованиях Лавуазье обходился без помощи жизненной силы. Она оказывалась излишней: жизненные явления – по крайней мере те, которых он коснулся, – сводились к химическим реакциям; силы, развиваемые организмом, так же реальны, так же измеримы, как всякие физические и химические силы. «Мы видим соотношения между силами, которые на первый взгляд не имеют ничего общего между собою. Можно вычислить, например, скольким единицам веса соответствуют усилия оратора, который произносит речь, музыканта, который играет на каком-нибудь инструменте. Можно бы было даже свести к механическому выражению труд философа, когда он размышляет, ученого, когда он пишет, композитора, когда он сочиняет музыку».

Много лет прошло, пока в науке установилось рациональное воззрение на жизнь. Лавуазье опередил своих современников по крайней мере на полстолетия. Тем более для него чести.

Занимаясь изучением теплоты, Лавуазье и Лаплас создали важную главу физики – калориметрию, найдя способ измерять относительные количества тепла, выделяющегося при различных реакциях, сравнением количества льда, растворяющегося при этих реакциях. «Калориметр Лавуазье и Лапласа» и поныне описывается в учебниках физики.

До сих пор мы ничего не говорили о распространении новой химии. Нужно ли говорить, что воззрения Лавуазье были встречены нападками, бранью, враждой?.. Какие-то умники в Германии торжественно сожгли «еретика науки» «in effigie» («в изображении», то есть сожгли его портрет).

Однако ему посчастливилось видеть торжество своих идей еще при жизни. Замечательно, что первыми сторонниками его воззрений явились не химики, а математики – Лаплас, Менье, Монж.

В 1785 году Бертолле первым из химиков объявил себя сторонником новых воззрений. В следующем году к нему присоединились Фуркруа и Гитон де Морво. В 1788 году Лавуазье и его последователи предприняли коллективное опровержение старого учения, издав во французском переводе книгу Кирвана «Опыт о флогистоне» и снабдив ее подробными примечаниями; наконец, в следующем году начали издавать журнал «Annales de chimie», проводивший новые химические воззрения. Еще два-три года – и победа могла считаться полной, лишь немногие голоса раздавались в защиту флогистона: Пристли и Ламетри до конца были верны старому учению, но их уже никто не слушал.

Напротив, теперь затянули другую песню. Теория Лавуазье в изложении Фуркруа и других превратилась в теорию французских химиков. Люди, когда-то нападавшие на «научную ересь», разом переменили фронт: ересь оказалась банальной истиной, давно им известной и чуть ли не ими открытой. Словом, повторилось обычное в таких случаях «мы пахали».

Лавуазье был возмущен такими притязаниями. В сборнике своих работ, изданном только после его смерти г-жой Лавуазье, он в резких выражениях требовал восстановления своих прав: «Это не теория французских химиков, как ее называют, это моя теория, моя собственность, и я заявляю свое право на нее перед современниками и потомством».