Превращение элементов

Вниз и вверх по ступеням веков

Между тем всё не так просто. «Алхимики, — считает современный итальянский историк науки М.Джуа, — в поисках философского камня заложили фундамент для создания химии… Те исследователи, которых мы представляем себе запертыми в лабораториях, полных реторт и перегонных кубов, были бессознательно настоящими тружениками на ниве знаний».

Почти также отзывался об алхимиках великий Д.И.Менделеев. «Поверхностное знакомство с алхимиками, — писал он, — часто влечёт за собой невыгодное о них мнение, в сущности весьма неосновательное… Только благодаря запасу сведений, собранных алхимиками, можно было начать действительные научные изучения химических явлений».

Одна из самых безоговорочно положительных оценок алхимии принадлежит знаменитому химику XIX в. Юстусу Либиху. По его мнению, «алхимия никогда не была чем-либо другим, как химией…»

И возраст у алхимии почтенный — более 1000 лет. Обычно верхним пределом алхимии считают XVI–XVII вв., потому что именно в это время она под влиянием возвышения городов, развития торговли, ремёсел и промыслов начала уступать место практической, прикладной химии, связанной прежде всего с горным и металлургическим производством. В XVII в. были изобретены телескоп и микроскоп, благодаря которым люди, можно сказать, стали глядеть на окружающий мир иными глазами. XVII в. — это и век, когда на почве повышенного интереса к естествознанию возникают такие научные организации, как академии. В 1603 г. в Риме появилась «Accademia dei Lincei» — в дословном переводе «Академия рысей». Её члены должны были изучать природу с зоркостью, присущей этому зверю. К слову сказать, в числе членов академии был Галилей. В 1657 г. кардинал Медичи учредил флорентийскую «Академию опыта». В 1660 г. оформилось Лондонское Королевское общество.

Рубеж, отделяющий химию от алхимии, прослеживается, казалось бы, довольно чётко. Но также чётко проглядывает и его условность: последующее становление химии ещё долго шло в борьбе с алхимическими представлениями, в их преодолении. Ярых приверженцев алхимии было немало и позже. Даже в середине XIX в. существовали герметические общества (от имени бога Гермеса), члены которых были убеждены в достижении заветной цели.

Считается, что европейская алхимия как что-то более или менее определённое, со своей системой идей, догм, набором приёмов, рецептов, со своим характерным языком символов, аллегорий, магических формул и т. д. начала формироваться в IV в. н. э.

Среди алхимиков были настоящие и честные врачи, трудолюбивые ремесленники, учёные монахи и просто учёные. Арабы Джабир ибн Гайян (Гебер) и Аль-Рази (Разес), испанцы Раймунд Лулл и Арнальдо да Виллонова, немцы Альбрехт фон Больштедт (Альберт Великий) и некто Василий Валентин, англичанин Роджер Бэкон… Это IX–XVI вв. А вот ещё несколько ярких звёзд: Теофраст Парацельс — XVI в.; Иоганн Рудольф Глаубер, Ван-Гельмонт, Готфрид Лейбниц — XVII в. Даже сам сэр Исаак Ньютон, завершивший кладку величественного здания классической механики, которая претендовала на полное объяснение мира и потому, казалось, не оставляла места для алхимических спекуляций, — даже сэр Исаак Ньютон верил в возможность превращения металлов на алхимической основе. Правда, без пресловутого философского камня, а с помощью некоего универсального растворителя. «Золото, — писал он, — состоит из взаимопритягнвающихся частиц, сумму их назовём первым соединением, а сумму этих сумм — вторым и т. д. Ртуть и царская водка могут проходить через поры между частицами последнего соединения, но не через иные. Если бы растворитель мог проходить через другие соединения, иначе, если бы можно было разделить частицы золота первого и второго соединений, то золото сделалось бы жидким и текучим. Если бы золото могло бродить, то оно могло бы быть превращено в какое-нибудь другое тело».

Было бы, по-видимому, более справедливо назвать алхимию сложным, противоречивым явлением, в котором искренняя вера сочеталась с обманом, бескорыстие научного поиска — с жаждой наживы. Но нас интересует не сама алхимия, а идея, которую она безуспешно пыталась осуществить.

Истоки идеи теряются в седой мгле веков. Вера в то, что один металл может стать другим, складывалась постепенно по мере накопления практических наблюдений над превращением веществ в процессе изготовления предметов труда и быта. Случайно найденное или замеченное потом либо бесследно терялось, либо закреплялось в опыте поколений. Имея дело с разного рода предметами, вовлечёнными в сферу производственных интересов, люди, естественно, не могли не думать о природе и сущности процессов, при которых одно вещество становилось чем-то другим: например, непрозрачный песок — прозрачным стеклом, сырая глина — звонким и прочным сосудом… Материальное производство всегда было одновременно производством знаний. Ф.Энгельс указывал, что «…существеннейшей и ближайшей основой человеческого мышления является как раз изменение природы человеком, а не одна природа как таковая, и разум человека развивался соответственно тому, как человек научался изменять природу».

Опираясь на данные археологии и свидетельства дошедших до нас письменных и других источников, историки определяющую роль в накоплении первоначальных практических знаний, в том числе и химических, отводят народам северо-востока Африки (долины Нила) и Востока (Двуречья, Индии и Китая): именно здесь возникли первые очаги земной цивилизации. Один из древнейших — египетский. Египтяне, по мнению ряда исследователей, дали нам само слово — химия. Правда, полного единодушия в этом вопросе нет. Одни считают, что химия ведёт свою родословную от древнеегипетских chemi, или chuma, обозначающих и чернозём, и название Египта как страны. Другие считают, что химия — производное от древнегреческих химос, или хюмос — сок, а также от хима, или хюма — литьё, поток, река. Византийский учёный Суидас, живший в X–XI вв., химией назвал «искусственное приготовление золота и серебра».

Есть и другие толкования. Любопытно, однако, что почти всегда в них привлекаются термины и понятия, так или иначе связанные с металлургическим производством. Вероятно, химией в древности называли ту часть знаний и навыков, которая включала в себя добычу руды и обработку металлов, приготовление сплавов, изготовление поделок из драгоценных камней…

В египетских храмах служили одновременно и богам, и знаниям, и ремеслу. При многих из них были музеи и школы, в которых жрецы, наиболее образованные по тем временам люди, обучали инженерному и строительному делу, готовили смотрителей для копей, рудников и мастерских по выплавке и выделке металлов. То, что они знали и умели, для всех смертных вовсе не предназначалось. Во II в. до н. э. Климент Александрийский писал: «Жрецы никому не сообщают своих тайн, храня их для наследников фараонов и для тех из своих, кто отличается добродетелью и мудростью». Особенно строго охранялось так называемое священное искусство — всё, что жрецы умели делать с золотом и серебром.

Восток для народов Средиземноморья был сокровищницей знаний, окутанных тайной и потому ещё более привлекательных. Все, кто хотел познать эти тайны и прослыть мудрецом, стремились сюда. Греки, сами достигшие многого в ремёслах и особенно в мудрости, ездили в Египет учиться. Здесь побывали философы Демокрит и Платон, математик и астроном Эвдокс и многие другие учёные мужи Эллады.

В IV в. до н. э. Египет подвергся очередному завоеванию. За свою долгую историю он уже не единожды попадал под чужеземное владычество. Новому претенденту на власть над страной древнейшей культуры македонскому царю Александру не пришлось давать больших сражений и вести длительную осаду городов: египетская знать и жречество встретили его не как завоевателя, а как освободителя от ига персидского владыки Дария, и нарекли сыном бога Ра.

Египет стал частью огромной греко-восточной империи, созданной Александром в результате почти десятилетнего похода по Азии. В дельте Нила на берегу Средиземного моря Александр основал город — Александрию. Но империя Александра оказалась образованием крайне непрочным. Сразу же после его смерти в 323 г. до н. э. начался распад империи, сопровождавшийся полувековой борьбой за власть между видными сподвижниками Александра — диадохами. На развалинах империи образовался ряд государств, вошедших в историю под названием эллинистических.

Термин «эллинизм» достаточно условный и отражает только одну сторону этого этапа истории народов, живших на территории Восточного Средиземноморья, Западной Азии и областей, прилегающих к Чёрному морю, а именно — установление над ними греко-македонского господства и прорыв греческой культуры далеко на Восток. Другая — более существенная — сторона заключается в том, что в самих восточных рабовладельческих деспотиях вызревали условия, оказавшиеся благоприятными и для греко-македонской колонизации, и для распространения греческих культурных традиций. Завоевания Александра Македонского были вроде катализатора, во много раз ускорившего течение социально-экономических и культурных процессов на Востоке. Из слияния этих двух сторон и образовалась эллинистическая цивилизация — причудливая смесь восточных и греческих элементов и в общественной организации, и в религии, и в искусстве, и в философии.

Наиболее характерной страной эллинизма стал Египет. Так сказать, классика эллинизма. Удачно расположенная географически, египетская Александрия (кроме неё, Александр основал в разных концах своей империи ещё несколько городов своего имени) уже к концу IV — началу III в. до н. э. выросла в крупный центр необычайно оживившегося торгового обмена между Востоком и Западом, древней культуры и ремёсел. Правители Египта Птолемеи, наследники основателя династии македонца Птолемея, сына Лага, нещадно эксплуатируя не только рабов, но и «свободных» земледельцев, ремесленников, отстроили Александрию, сделали её столицей величественного царства. Их двор по пышности не уступал дворам египетских фараонов, по просвещённости — дворам греческих царей.

Широкую известность приобрели такие придворные учреждения Птолемеев, как Мусейон — «святилище муз», древнейшая в мире академия, и библиотека — уникальное по тем временам собрание пергаментных и папирусных свитков, глиняных и восковых таблиц. Целыми кораблями доставляли в библиотеку эти драгоценнейшие памятники восточной и греческой культуры. В городе была ещё одна библиотека, более доступная, — при храме Сераписа, нового божества, сочетавшего в себе черты египетских и греческих богов (типичная деталь эпохи эллинизма).

Александрия манила многих — и тех, кто хотел приобщиться к культуре, к накопленным здесь знаниям, и тех, кого соблазняли «райские» условия для занятий наукой, искусством, философией. Птолемеи освобождали своих придворных учёных, поэтов, скульпторов, архитекторов, философов от податей и брали их на государственное обеспечение.

Оживление экономики, рост торговли заметно повысили потребность в драгоценных металлах, а известные к тому времени месторождения уже не могли её удовлетворить. Отсюда повышенный интерес к священному искусству египетских жрецов. Оно стало предметом пристального изучения. Его рецепты переписывались, из них составлялись целые руководства, их по-своему толковали. В 1828 г. в одной из фиванских гробниц были найдены два папируса, написанные по-гречески. Но учёные считают, что сведения, содержащиеся в этих папирусах, взяты из какого-то египетского источника примерно IV в. до н. э. Оба папируса представляют собой сборники разных рецептов, в том числе касающихся «удвоения» и «утроения» благородных металлов, что на самом деле было не чем иным, как изготовлением подделок из меди путём добавки в него минералов арсенопирита, реальгара и аурипигмента.

Не меньшего внимания заслуживали свидетельства, которые в изобилии поставляла практика. Рудокопы знали, например, что на железных инструментах, пролежавших некоторое время в местах, где добывали медную руду, мог появиться красный налёт меди. Сильное впечатление производило присутствие в медных рудах какого-то количества золота. Ныне этим не удивишь никого. А тогда подобные факты совсем нетрудно было истолковать как «превращение элементов»: железо трансмутируется в медь, а медь — в золото. Только в природе это происходит чрезвычайно медленно. Задача, стало быть, заключается в том, чтобы найти пути и способы искусственного ускорения этого вполне естественного будто бы процесса. Вот их и искали, но не в экспериментах, а в туманных и таинственных текстах, составленных жрецами, и в умозрительных философских построениях греческих мудрецов. При этом ничего «противозаконного» не было в том, чтобы призывать на помощь и многочисленных богов, и небесные светила (астрологию), и различные сверхъестественные силы (магию).

Священное искусство древнеегипетских жрецов, технико-практические знания ремесленников, персидская и вавилонская магия, астрология, связывавшая происхождение известных тогда металлов (золота, серебра, меди, железа, свинца, олова и ртути) с Солнцем и планетами, — всё это смешалось, по меткому выражению одного историка науки, в адскую кашу, из которой тщетно пытались выловить рецепт сказочно быстрого обогащения. Поиски рецепта стали даже разделами официальной академической науки: аргиропея — получение искусственным путём серебра и хризопея — золота.

Ещё не было алхимии с её центральной идеей чудодейственного философского камня, но уже была сформулирована цель, для достижения которой этот камень понадобился. Причём не только в эллинистическом Египте. Установлено, что учение о трансмутации металлов почти в то же время (по некоторым источникам даже раньше) разрабатывалось в Индии и Китае. Во II в. до н. э. философ Вей По-йанг написал «Книгу перемен», в которой фигурируют «пилюли бессмертия», изготовленные, по всей вероятности, из киновари (крови дракона), всегда считавшейся китайскими химиками исходным веществом для получения золота. Легенда утверждает, что Вей По-йанг сам принял такую пилюлю, дал ученику и собаке. Умерли все (что не удивительно: ртутное соединение!), но потом будто бы воскресли и сделались бессмертными. Известен также труд другого китайского учёного II в. до н. э. — Ко Хунга. Здесь тоже говорится о «пилюлях бессмертия», но основной упор сделан на превращение неблагородных металлов в благородные. Рецепты приводятся, как обычно для такого рода литературы, очень туманные, воспользоваться ими мог только тот, кто умел читать не сами слова, а их некий тайный смысл.

Почти одновременно же в разных странах древнего мира сложились представления о строении веществ, которые были использованы для теоретического обоснования трансмутации металлов. История позаботилась о том, чтобы до нас более или менее отчётливо дошли взгляды философов Древней Греции: Фалеса (625–547 гг. до н. э.), Анаксимандра (610–546 гг. до н. э.), Анаксимена (588–525 гг. до н. э.), Гераклита (540–475 гг. до н. э.), Эмпедокла (483–423 гг. до н. э.) и, наконец, Аристотеля, родившегося за год до смерти Эмпедокла, учение которого он воспринял и развил, и скончавшегося через год после смерти Александра Македонского, учителем которого он был и на которого оказал огромное влияние.

То, из чего состоит окружающий мир, стало предметом обсуждения с тех пор, как раб «освободил» мыслителя от необходимости заботиться о куске хлеба насущного. Работу мыслитель презирал, размышление об устройстве мира считал занятием, достойным избранных. Опыт, эксперимент — та же работа, «чистому» размышлению она не нужна. Ему достаточно лишь наблюдения, чтобы построить систему, способную объяснить всё, весь мир. Наблюдение: когда воду нагревают, она частично превращается в воздух, частично — в землю (морская вода действительно дает много земли — осадка — при выпаривании). Вывод (Фалеса): весь мир состоит из воды, она — первооснова всего. Анаксимен рассуждал наоборот: первоначалом следует считать воздух, из которого при «сгущении» образуется вода, а при «разрежении» — огонь. Гераклит роль первоначала по той же логике отводил огню. Анаксимандр заменил всё это ещё большей абстракцией: основу всего сущего составляет некий безграничный, беспредельный принцип апейрон.

У Эмпедокла одинаково равны все четыре начала — огонь, воздух, вода и земля.

Аристотель продолжил рассуждения своих предшественников и завершил их учением, ставшим надолго основой знаний о строении и свойствах веществ. Согласно этому учению все земные тела состоят из четырёх начал-стихий (греческое «стохейя» — первоначало, основа): воды, земли, воздуха и огня. Для небесных тел Аристотель ввёл пятое начало — эфир. На небе он поместил также «двигатель» всех процессов, происходящих в мире. (Поначалу христианские богословы отвергли всю философскую систему Аристотеля, но затем, уцепившись за этого «верховного двигателя» всякого движения и другие идеалистические элементы этой системы, приспособили её для обоснования своей догмы о всемогуществе Бога).

Каждое из четырёх Аристотелевых начал-стихий обладает ещё двумя из четырёх же свойств: теплоты, холода, сухости и влажности. Вода холодная и влажная, земля холодная и сухая, воздух тёплый и влажный, огонь тёплый и сухой. Тут надо особо подчеркнуть, что речь идёт не о реальной воде или земле и т. д., а о стихиях, абстрактных философских принципах, соотношение которых как раз и определяет реальную вещь и её свойства. Практически это значит, что достаточно в каком-либо веществе изменить соотношение (количественно увеличить или уменьшить одно из свойств), как вещество сразу же станет совсем другим. Вот как, например, Аристотель объяснял происхождение металлов и минералов. Если солнечный луч действует на воду, то происходит влажное испарение; если на землю — сухое. Оба испарения взаимодействуют с землёй, соединяются и уплотняются. Если в таком уплотнённом теле будет преобладать стихия огня, получится минерал, если вода — металл. Чем меньше в металле стихии земли, тем он чище, благороднее. Золото, разумеется, — благороднейший из благородных металлов, в нём стихии земли практически нет. Потому-то золото не поддаётся действию жара (не даёт окалины), что в нём гореть нечему.

Аристотелю принадлежит первое определение элемента. По мнению Аристотеля, как слова состоят из букв (l, m, n, t), так и вещи состоят из начал — эль, эм, эн, т. Исходя из этой аналогии Аристотель элементом назвал «то основное в составе вещи, из чего вещь слагается, причём (само) оно не делится (дальше)… наиболее общие (вещи) представляют собой элементы, ибо каждая из них, будучи единою и простою, находится во многом — или во всём…»

Впоследствии толкователи Аристотеля стали подменять одно другим — элемент стихией, а стихию элементом, но затем стихии уступили место атомно-молекулярным представлениям о строении веществ. Слово «элемент» на основе тех же представлений приобрело иное значение. Ныне оно — одно из главных понятий химии и физики.

Во II–I вв. до н. э. эллинистические государства переживали острый социальный и политический кризис. В народных массах шло глухое брожение, находившее выход в религиозных исканиях. Беспощадная эксплуатация и горькое сознание своего бессилия что-либо изменить в этом мире рождали в угнетённых массах мечты о другом мире, где богатых ждёт возмездие, а бедные будут вознаграждены за земные страдания. В той же Александрии появилось множество разных сект, предлагавших наперебой свои рецепты спасения. «Это было время, — отмечал Ф.Энгельс, — когда даже в Риме и Греции, а ещё гораздо более в Малой Азии, Сирии и Египте абсолютно некритическая смесь грубейших суеверий самых различных народов безоговорочно принималась на веру и дополнялась благочестивым обманом и прямым шарлатанством; время, когда первостепенную роль играли чудеса, экстазы, видения, заклинания духов, прорицания будущего, алхимия, каббала и прочая мистическая колдовская чепуха».

Александрию наводнили алхимические «откровения», авторство которых приписывалось и богам, и пророкам, и царям, и философам. Назывались Клеопатра Египетская, бог Озирис, иудейский пророк Моисей, философ Демокрит и «трижды величайший» Гермес.

Чаще всего представление о тайных знаниях связывалось именно с Гермесом. По всей вероятности, это был обожествлённый египетский жрец, названный именем греческого бога, покровителя Александрии.

В IV в. уже н. э. широкую известность приобрело сочинение некоего Зосимы из Панополиса. В 28 книгах этого энциклопедического труда даётся, в частности, исторический обзор священного искусства, которое, как считает автор, имеет неземное происхождение. Падшие ангелы сходились с дочерьми человеческими и в награду за любовь сообщали им приёмы этого искусства. Кстати, Зосима по-своему объясняет слово «химия». Он связывает его с именем пророка Хема, написавшего якобы первую книгу о «секретах» превращения металлов. Зосима утверждает, что сестра иудейского пророка Моисея Мария умела из четырёх металлов получить чудодейственное соединение — «яйцо философов», с помощью которого можно производить любые превращения. Имя Марии после этого стало чрезвычайно популярным, ей приписывали изобретение ряда химических приборов. А во Франции ещё совсем недавно водяную баню называли баней Марии.

После того как Египет вошёл в состав новой могущественной империи — Римской и особенно после возвышения христианства, для александрийских учёных наступили трудные времена. В конце III в. н. э. император Диоклетиан жестоко подавил восстание египтян и заодно приказал сжечь древние книги, видя в них опасного врага римскому владычеству. Он искренне верил, что в книгах содержатся доступные только египтянам достоверные сведения о том, как можно изготовлять золото в неограниченном количестве. Разбогатев таким путём, Египет мог бы стать сильнее Рима…

В 325 г. н. э. по приказу императора Феодосия I был разрушен храм Сераписа, а через пять лет погибла в огне знаменитая Александрийская библиотека. В 415 г. толпа фанатиков-христиан, науськанная патриархом Кириллом, зверски расправилась с александрийскими учёными. Ещё через несколько лет император Юстиниан запретил какие бы то ни было химические занятия, объявив их богопротивным делом.

Итак, химия родилась на Востоке. Там же возникла идея превращения элементов (трансмутации металлов). В своих попытках осуществить её на практике химики пошли по ложному пути, который завёл их в болото мистики и магии. Но по дороге туда они всё-таки успели сделать много полезного. Они, в частности, улучшили процесс выделения золота из золотоносных руд, догадавшись расплавлять их в свинце. Были внесены кое-какие усовершенствования в общую металлургию, в производство керамики, стекла, в крашение тканей. Египетские химики открыли нашатырь, научились извлекать ртуть из киновари и каломели, применять её для нанесения позолоты на предметы (амальгирование)…