Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

Историки химии долгое время оживленно обсуждали принципиальный вопрос о непрерывности развития химических знаний. В большинстве историко-химических книг считалось, что химия как научная, "истинная" химия возникла лишь в конце XVIII в. Такое рассмотрение разрушает культурные, исторически сложившиеся связи и прежде всего игнорирует тот факт, что человек стал использовать химические превращения веществ с той поры, когда он стал homo sapiens.

Во все исторические эпохи человек стремился осуществить превращения веществ.

Отдельные периоды развития химии различались, по существу, лишь глубиной понимания человеком важнейших законов превращений веществ. Огонь с самого начала его использования на заре истории человечества стал важнейшим средством труда. По мере развития ремесел в первобытном обществе в различных районах земного шара люди не только увидели новые возможности использования огня, но и осознали его важнейшее значение для совершенствования техники.

Первобытные земледельческие племена производили столько продуктов питания, что могли прокормить не только самих себя, но и ремесленников. Это обусловило дальнейшее разделение труда в обществе. Уже в то время, когда важнейшим сырьем для изготовления инструментов и оружия, кроме дерева и кости, считался камень, происходила концентрация ремесленного производства, главными продуктами которого были орудия из камня (кремня) и украшения (нередко из янтаря). Разделение труда получило дальнейшее развитие после появления и совершенствования гончарного искусства, с которого, пожалуй, началось первое широкое использование огня для получения важнейших предметов обихода. Это привело — уже на заре развития общества — к изготовлению керамических сосудов и иных изделий, предназначенных для сбора, хранения и перевозки воды, а также других продуктов. Сосуды из желудков животных, мелких плодов, древесины, кожи, применявшиеся до керамических, нельзя было подвергать нагреву. Поэтому использование сосудов из обожженной глины различных сортов оказало громадное влияние на совершенствование таких изделий. А это в свою очередь раздвинуло границы использования огня человеком.

Развитие гончарного искусства стимулировало широкое применение в первобытной технике еще одного вида природного сырья — различных сортов глины. В результате широкого использования различных сортов глины для изготовления керамических изделий возникла новая область техники того времени — обжиг. При помощи обжига стали изготовлять не только сосуды, но и кирпичи — очень важный строительный материал. Использование устойчивых к нагреванию сосудов позволяло не только готовить более вкусную пищу, но и консервировать ее (путем упаривания). Широкое применение этих процессов позволило уже в древности сделать ценные наблюдения и практические открытия. Важнейшими среди них были выделение жира, получение травяных отваров, упаривание растворов, получение яда из семян ядовитых растений для пропитки стрел — очень действенного оружия охотников и воинов. Все эти операции могли быть проведены лишь при нагревании различных продуктов растительного и животного происхождения в сосудах, устойчивых к действию огня. Таким же образом были получены животные жиры и различные масла — важнейшие материалы для осветительных устройств.

Производство глиняных сосудов в Древнем Египте

Наблюдения за изменением свойств жиров при нагревании оказали большое влияние на развитие способов освещения. Открытое пламя и лучину для освещения со временем сменили факелы и керосиновые лампы. Только после этого стала возможна постоянная работа в темных закрытых помещениях или шахтах, пробитых в горах для добычи полезных ископаемых. Вплоть до 1866 г., когда была изобретена динамо-машина, и даже до 1906 г., когда была изобретена электрическая лампа с танталовой нитью накаливания, на протяжении тысячелетий сжигание растительных и животных жиров оставалось основой разнообразных осветительных устройств. (Лишь ненадолго во время своеобразного "междуцарствия" в господстве способов освещения на первое место выдвинулись лампы, в которых сжигалась нефть, а также газовые светильники — лампы и фонари.) Громадное влияние на развитие техники осветительных устройств оказало использование глиняных, а позже и металлических сосудов; это необычайно усовершенствовало изготовление светильников.

Производство гончарных изделий и другой ремесленной продукции способствовало благодаря первому естественному разделению труда возникновению торгового обмена. В дальнейшем, принимая все более регулярные формы, этот обмен происходил вначале между близко живущими племенами, а затем и между народами различных частей земного шара. Необходимое для торгов и широкое использование эквивалентов оценки разнообразных товаров, таких, как раковины, янтарь или жемчужины, подготовило возникновение денежного хозяйства. Развитие торгового обмена стимулировало также расширение потребностей людей в товарах. Оно сильно повлияло не только на становление ремесел, но также на совершенствование язык и письменности, развитие поэзии и искусства.

Результаты наблюдений за процессом обжига керамических изделий и совершенствования разнообразных конструкций печей для обжига способствовали развитию методов регулирования силы огня и достижения высокой температуры, что в свою очередь привело к повышению прочности сосудов после обжига. Достижение высоких температур имело очень важные последствия — оно позволило широко использовать новый вид минерального сырья — металлы.

Первые металлы, получен ые из руд в нагревательных печах,- золото и серебро — не применялись для изготовления орудий труда. Эти металлы использовались лишь для выделки украшений и сосудов: чаш, кубков, бокалов. Изучение плавления металлов позволило развить представление о "земле", которая ведет себя совершенно по-иному при нагреве, чем различные виды глины. Глины, по своей природе мягкие и формующиеся, в огне становились твердыми. Другие "земли" (в основном загрязненные примесями) были хрупкими, но при нагреве становились жидкими — возникал расплав. Расплавленная очищенная "земля" (образовавшийся чистый металл или очень часто сплав золота и серебра) легко приобретала форму изделия, а после охлаждения становилась твердой, как камень.

Уже около 3000 лет до нашей эры искусство плавления металлов было известно в Египте, Вавилоне, Персии, Индии, Китае. Так огонь приобрел еще одно важное значение как орудие труда. Огонь использовали не только для получения металлических "земель", но и для разрушения скал, освещения рудников и шахт.