Анатолий Шаталкин - «Философия зоологии» Жана Батиста Ламарка: взгляд из XXI века

Теория флогистона покоилась на схоластическом противопоставлении субстанции и свойств: свойства должны иметь в субстанции свой источник, какой-то материальный или нематериальный (в некоторых версиях доктрины) носитель. Эти носители свойств называли в алхимии principes. Например, принцип (начало, источник, элемент, отвечающий за свойство) кислотности, сладкости, теплоты, металлического блеска и т.д. В алхимии также различали начала, которые отвечали группам свойств, наблюдаемых у конкретных веществ. Обычно принимали три основных начала: таковы сера, Меркурий (ртуть) и введенная позже и не всеми принимаемая соль (мышьяк). На реальном существовании солей особенно настаивал Парацельс (Philippus Aureolus Theophrastus Paracelsus Bombastus, 1493-1541). Считали, что материя состоит из этих трех (или двух) начал, соединенных в разных пропорциях. Сера и ртуть лежат в основе металлов и минералов: сера определяет в металлах твердость, горючесть, цвет и другие качества, тогда как ртуть – блеск, ковкость, летучесть. Соль определяет свойство металлов давать соли при соединении с кислотами. Соотношение серы и ртути в металле можно изменить и превратить один металл в другой, в том числе в серебро или золото, если будут найдены правильные соотношения серы и ртути. В природе эти процессы идут, но очень медленно. Задача алхимика состояла в том, чтобы раскрыть эти природные законы трансмутации и смоделировать их в лаборатории. Этому в период становления алхимии в Западной Европе учил Роджер Бэкон (Roger Bacon, 1214-1294).

Наряду с началами алхимики, следуя древнегреческой традиции, выделяли четыре элемента – землю, воду, воздух и огонь, отражающие четыре состояния материи: твердое (земля), жидкое (вода), пламя (огонь) и разреженное (воздух). Впрочем, два последних состояния часто сводили к двум первым, считая, что огонь скрыт в земле, поскольку твердые тела обладают горючестью, а воздух – в воде, учитывая переход воды в пар при нагревании.

Бехер вместо одного твердого элемента (земли) предположил существование трех земель, входящих в состав тел: стеклующую, определяющую плавкость, горючую, или жирную, определяющую горение, и ртутную в качестве субстанции летучести. Этим землям соответствуют три начала Парацельса, а именно соль, сера и ртуть. К этим трем землям Бехер добавлял четвертый элемент воду. Таким образом, в системе Бехера материя состояла из двух элементов – земли, существующей в трех формах, и воды. Важно подчеркнуть, что эти элементы воспринимались уже не как отвлеченные принципы устройства тел, но наделялись материальным бытием, были элементами в истинном смысле слова. В металлах заключены все три земли, но содержащиеся в разных пропорциях. Например, в железе много соли, мало серы и совсем немного ртути. Земли, соединяясь с водой, образуют соли и «первобытную кислоту», придающую кислотные свойства веществам, в которых она находится (Меншуткин, 1937). Теоретическая материализация сложных веществ вела от алхимии (науки о трансмутации, обыкновенно, одних металлов в другие) к химии (науке о разложении сложных веществ на истинные элементы, далее неделимые).

Флогистон также понимался в качестве материального источника горючести, как элемент («принцип») горючих тел; при горении вещества он должен выделяться в воздух. Заметим, что Шталь в ряде случаях говорил о флогистоне как о нематериальном начале (Меншуткин, 1937). Поэтому шталевское понятие «принципа» ближе по значению к его использованию в наши дни: принцип есть отношение, связывающее элементы вещества. Позже, начиная, по-видимому, с профессора медицины в Галле Иоганна Юнкера (Johann Juncker, 1679— 1759) в флогистоне стали видеть вещество. Но это вещество отличалось странными свойствами. При его соединении с металлами, оно делает более легким результирующее вещество. При обжигании металлов, из которых, как считали, удаляется флогистон, вес металлов увеличивается, тогда как при восстановлении (металлизации), сопровождаемом вхождением флогистона в металл, вес последнего уменьшается. Поэтому Юнкер стал говорить об «абсолютной легкости» флогистона, понимаемой в значении его отрицательного веса. Не все придерживались такого мнения. Так, английский химик и врач Дж. Май-ов (John Mayow, 1641-1679), первым показавший близость процессов горения и дыхания, а до него французский химик Жан Рей (Jean Rey, 1583 [2]-1645), один из тех, кто принимал закон сохранения массы, связывали увеличение веса обжигаемых металлов с поглощением воздуха, что впоследствии подтвердилось. Выдающийся английский ученый и богослов Роберт Бойль (Robert Boyle, 1643-1679) доказал это точными опытами, но при этом говорил о материи пламени. Об особых частицах огня говорили немецкий иатрохимик Отто Тахениус (Otto Tachenius, 16207-1699), французский врач и химик Лемери (Nicolas Lemery, 1645-1715) и профессор медицины и химии Лейденского университета Герман Бургав (Hermann Boerhave, 1663-1738).

Революция в химии, начатая Лавуазье, была связана с реорганизацией этой отрасли знания в эмпирическую науку, переходом от умозрительных построений, унаследованных от алхимии, в область точных и строгих, эмпирически проверяемых исследований. Лавуазье ввел понятие химического элемента через его эмпирическое определение. В предисловии к своему знаменитому учебнику Traite Elementaire de Chimie (1789, p. xxiv) он писал: «…мы применяем термин элементы, или принципы (principes) тел, чтобы выразить (в этом понятии) нашу идею конечного пункта, которого мы способны достичь в нашем анализе; мы должны допустить в качестве элементов, любые субстанции, на которые мы способны разложить тела всеми допустимыми способами». С эмпирической точки зрения такого элемента как флогистон нет, но есть кислород, который обеспечивает горение тел. При горении кислород поглощается. Следует отметить, что принципы в этом определении рассматриваются в качестве элементов, из которых построены тела.

Ламарк, безусловно, не понял революционного значения работ Лавуазье. Но вряд ли стоит ставить это ему в вину. Все не так просто. Вот, что писал Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) в своих Основах химии (1889, с. 14): «Теплоту, свет, магнетизм и электричество объясняли особыми невесомыми жидкостями. В этом смысле учение Сталя отвечает вполне духу его времени. Если на теплоту ныне смотрят как на движение, энергию, то и флогистон должно рассматривать в этом смысле. Действительно при горении, наир., угля выделяется теплота и энергия, а не присоединяются, хотя кислород присоединяется к углю. Следовательно, учение Сталя заключает в себе, в сущности, правдивое представление о выделении энергии, но, конечно, это выделение есть только следствие происходящего соединения». О том же, по существу, писал Ламарк (Lamarck, 1797, параграф 206): «Когда мы оказываемся на каком-то расстоянии от очага, содержащего вещества; например, перед камином, в котором есть хороший огонь, или по соседству с большим огнем, зажженным на открытом воздухе, мы чувствуем, как нас пронизывает особое вещество, распространяющееся от горящего очага, как оно разливается со всех сторон, и существенно сказывается на всех телах, которые оно пронизывает». Это вещество, как в следующем предложении пояснил Ламарк, есть калорийный огонь (feu calorique ), т.е. теплород. В Traite Elementaire de Chimie (1789, p. 192) среди 23 выделенных элементов в группу газов Лавуазье включил свет (lumiure) и теплород ( calorique , или старые названия: fluide igne, matiere du feu & de la chaleut, principe de la chaleut). Теплород, вещество теплоты он определял «как реальную и материальную субстанцию или очень тонкий флюид, постепенно распространяющийся между молекулами любых тел, отделяя их (молекулы) друг от друга». Ламарк и Лавуазье, по существу, говорили об одном и том же. В отличие от Лавуазье Ламарк подчеркивал другой аспект проблемы, на которой обратил внимание Д.И. Менделеев – теплота выделяется, но в результате процессов окисления. Ламарк долгое время говорил, что «oxigene пневматических химиков отвлеченное понятие, что химики его никогда не видели».