Возникновение химии. Алхимия

 

Процесс зарождения и формирования химии как науки был длительным во времени и сложным и противоречивым по содержанию. Истоки химического знания лежат в глубокой древности и вызваны потребностью получения необходимых для жизнедеятельности человека веществ. Для этого нужно было научиться производить из одних веществ другие, с заданными свойствами, то есть осуществлять качественные превращения вещества.

Происхождение термина «химия» точно не выяснено до сих пор, хотя по этому вопросу существует несколько версий. Согласно одной из них, название «химия» произошло от египетского слова «хеми», что означало Египет, «черная земля». Поэтому многие историки науки называют химию «египетским искусством». В этой версии химия означает искусство производства необходимых веществ, в том числе умение превращать обыкновенные металлы в золото и серебро или их сплавы.

По другой версии, слово «химия» выводится из греческого термина «химос», который можно перевести как «сок растений». Поэтому «химия» означает искусство получения соков, причем «сок» может означать и расплавленный металл. Так что «химия» может пониматься как искусство металлургии.

Первоначально наибольший вклад в развитие этой науки внесли древние египтяне, а также древние вавилоняне и халдеи. В Древней Вавилонии зародилась не только алхимия, которая в древнем мире не была наукой в полном смысле этого слова. Она была частью религиозных представлений и не выходила на теоретический уровень. Тем не менее, в ее рамках были накоплены важнейшие знания и умения, составившие фундамент современной химии. Кроме того, именно алхимики оставили нам описание многих важнейших химических процессов, различные методы производства продуктов, пользовавшихся большим спросом.

Начала алхимии связывают с именем легендарной личности – Гермеса Трисмегиста («Триждывеличайшего»). С тех пор не только алхимия, но и другие тайные знания носят название «герметических наук». Считается, что учение Гермеса было изложено им в 42 тайных книгах. Оно представляло собой сочетание египетского многобожия, иудейско-христианского монотеизма и греческого философского идеализма. В этих книгах содержится знаменитая «Изумрудная скрижаль», в которой в аллегорической форме описан философский камень. Она относится примерно к III веку и считается классическим алхимическим сочинением.

Итак, алхимия – тайное знание о всеобщем превращении веществ и элементов, в частности о превращении неблагородных металлов в благородные (золото и серебро).

Основной целью алхимиков было нахождение философского камня – особого вещества, способствующего подобным превращениям, а также дарующего его владельцам вечную жизнь и вечную молодость.

Наивысшего развития алхимия достигла в трех основных своих типах: греко-египетском, арабском и западно-европейском. У каждого из них были свои цели и предметы исследования.

Греко-египетская алхимия

 

Родиной алхимии стал Египет. Египтянам еще в древности были известны секреты производства металлов, получения сплавов и драгоценных изделий, которые держались в тайне и были достоянием очень ограниченного круга жрецов, а также фараонов. Постоянно увеличивающийся спрос на благородные металлы, вызванный ростом населения, расширением торгового обмена, снижением продуктивности старых золотоносных месторождений подтолкнул практиков-металлургов к реализации предполагавшейся тогда возможности превращения одного металла в другой, и в частности превращения (трансмутации) свинца в золото.

Основополагающую роль в становлении алхимии сыграли античные идеи о том, что все в мире состоит из вечных и постоянных четырех элементов-стихий – земли, воды, воздуха и огня. Наиболее подробно эта точка зрения была разработана древнегреческим философом Эмпедоклом в V в. до н.э. С его точки зрения, все тела на Земле различаются только по характеру сочетания этих элементов, смешение которых образует однородные вещества. Само предположение о взаимозаменяемости элементов не, было лишено оснований. Вполне можно было допустить, что вода при испарении превращается в воздух, который в свою очередь превращается в воду во время дождя. Дерево во время нагревания превращалось в огонь и дым (вид воздуха) и т.д. Почему же было не допустить возможность других превращений? Может быть, все зависело только от выбранного метода? Тем более что определенные успехи в деле получения благородных металлов были. Так, греко-египетские алхимики улучшили процесс очистки золота путем купеляции – нагревания богатой золотом руды со свинцом и селитрой. Также было широко распространено выделение серебра путем сплавления руды со свинцом.

Особых успехов алхимики добились в период эллинизма, когда греческая культура и цивилизация встретилась с восточной, прежде всего египетской, культурой. Важную роль в этом синтезе алхимических знаний сыграли знания иудейских мудрецов. От них дошли некоторые алхимические приборы, а также рецепты. Во всяком случае, в I в. н.э. в Риме превращаемость меди и ее руд в серебро, а затем и в золото, считалась установленным фактом.

Однако в период правления императора Диоклетиана алхимия стала преследоваться, так как римский император боялся, что получение дешевого золота окончательно подорвет шаткую экономику империи. Он приказал уничтожить все труды по алхимии.

Свою роль в запрете алхимии сыграло и раннее христианство. В первые века нашей эры оно выступило против алхимической практики, рассматривая ее как дело дьявола. «Языческие» знания были тогда непопулярны, а искусство алхимии, тесно связанное с древней египетской религией, обещавшей богатство, молодость и счастье, казалось особенно подозрительным, так как подобные обещания раздавались дьяволом. Поэтому вскоре алхимия стала нелегальным занятием, что, впрочем, делало ее еще более привлекательной и более таинственной.

Тем не менее, еще в III–IV вв. алхимия процветала. Признанным центром алхимии считались александрийский Мусейон и лаборатории храма Сераписа. Именно там появился целый ряд алхимических сочинений под именами великих философов древности – Демокрита, Платона и Пифагора, чтобы обратить на себя внимание. Но в конце IV в. по приказу императора Феодосия был разрушен храм Сераписа, в 391 г. погибла знаменитая Александрийская библиотека, а в 415 г. христианская чернь разрушила Мусейон, положив конец античной науке и алхимии.

Арабская алхимия

 

В VII в. на мировой арене появились арабы, во многом ставшие наследниками античной культуры. Именно они возродили алхимию и дали ей современное название, использующееся в европейской традиции, а также тот вид, который она сохранила впоследствии. Арабские халифы и эмиры стремились слыть покровителями наук и искусств, поэтому алхимия (египетское слово «хеми» было преобразовано в «альхимию») и алхимики пользовалась в арабском мире почетом и уважением.

Самым талантливым и прославленным арабским алхимиком был Джабир ибн Хайям, известный в Европе под именем Гебер. Он жил в Севилье в конце VIII – начале IX в. и, вероятно, был греком, обращенным в ислам. В основу алхимии он положил гипотезу о сложности металлов, которые, как считалось, являются телами меняющейся природы и состоят из Меркурия (ртути) и серы. Гебер полагал, что ртуть – самый чистый из всех металлов, так как благодаря своей жидкой форме содержит мало примесей. Сера, по его мнению, также обладала необычными свойствами – способностью самостоятельно воспламеняться. Поэтому более чистым металлом был тот, который содержал больше ртути, а менее чистым – тот, в котором было больше серы. Считалось, что более прочные, блестящие и ковкие металлы содержат больше ртути. Металлы, легче подвергавшиеся изменению, по мнению арабских алхимиков, содержали больше серы. В силу сложности строения металлов, им можно было придать недостающие элементы, убрать имеющиеся в избытке, тем самым осуществляя практические превращения металлов друг в друга.

Труднее всего было образовать золото – самый совершенный металл. Для этого нужно было иметь «лекарство», исправляющее неблагородные металлы, превращающее их в благородные, ускоряющее «созревание» золота.

В старинных рукописях говорилось, что это вещество представляет собой сухой порошок, камень, великий эликсир, «магистерий». Греки называли его ксерион, а арабы изменили это название на аль-иксир, что в европейских языках трансформировалось в эликсир. Также это вещество называлось философским камнем.

Помимо теоретических размышлений Гебер оставил труды, в которых описал нашатырный спирт, технологию приготовления свинцовых белил, способ перегонки уксуса для получения уксусной кислоты.

Западноевропейская алхимия

 

Появление алхимии на Западе стало возможным прежде всего благодаря крестовым походам. Тогда европейцы позаимствовали у арабов многие научные достижения, научно-практические знания, среди которых была и алхимия. В период зрелого Средневековья алхимия получила быстрое распространение и способствовала расширению знаний о препаратах, необходимых для медицины.

Европейская алхимия находилась в этот период под покровительством астрологии и поэтому приобрела характер тайной науки. Политические условия, сложившиеся в средневековой Европе, и острое соперничество многочисленных королевских дворов благоприятствовали развитию алхимии. В период с XI по XVI в. западная алхимия дала много крупных мыслителей, оставивших глубокий след в развитии химии. Среди них встречались философы, богословы, врачи, монахи. Так, алхимиками были знаменитые схоласты Альберт Великий и Роджер Бэкон, выдающийся врач Арнольда де Вилланов, а также поэт, философ и миссионер Раймонд Луллус. Даже знаменитый средневековый богослов Фома Аквинский одобрял алхимию.

В отличие от раннего Средневековья алхимия второго тысячелетия получала самую широкую поддержку со стороны королей и других влиятельных особ, которые хотели с ее помощью поправить свои финансовые дела. Более того, некоторые венценосные особы сами занимались алхимией – английский король Георг V, французский король Карл VII, император Священной Римской империи Рудольф II, курфюрст Август Саксонский со своей супругой и др.

В поисках философского камня алхимики научились проводить самые разные химические реакции, пытались использовать для его получения сочетания различных солей, кислот, квасцов, купоросов, буры, уксуса, которые подолгу выстаивались, нагревались. Также алхимики в попытках получить искомое прибегали к обжигу, возгонке, сцеживанию, кристаллизации. Многочисленные рецепты получения великого эликсира были зашифрованы с помощью многочисленных символов, без знания которых наизусть нельзя было стать алхимиком. Поэтому для непосвященного алхимические сочинения были абсолютно непонятны. Считалось, что в результате правильно проведенной процедуры будет получен порошок или жидкость, одного грамма которых будет достаточно для превращения тонны простых металлов в золото. В основном дошедшие до нас рецепты рекомендовали для получения золота использовать ртуть и медь, а для получения серебра – свинец. Также в алхимических рецептах важное место отводилось сере и мышьяку.

Заслугой западно-европейских алхимиков стало открытие серной и азотной кислот. Это, пожалуй, самое важное достижение химии того периода. Используя сильные минеральные кислоты, европейские химики смогли осуществить многие новые реакции и, в частности, сумели растворить такие вещества, которые древние греки и арабы считали нерастворимыми.

Интересно, что минеральные кислоты дали человечеству гораздо больше, чем могло бы дать получение золота путем трансмутации. Ведь само по себе золото не обладает серьезными достоинствами. Лишь в силу своей редкости оно стало средством накопления. Поэтому, если бы его стало много, оно мгновенно обесценилось бы, разрушив всю европейскую экономику. Именно так произошло после открытия Америки, откуда золото стало поступать в больших количествах. Товары резко вздорожали, а золото обесценилось. А Испания, которая привезла больше всего золота, скатилась на положение третьеразрядной страны. Иное – ценность минеральных кислот, которые сегодня используются в химическом производстве для получения химического сырья и его дальнейшей переработки.

Из достижений европейской алхимии также следует назвать изучение продуктов брожения и получение чистого спирта путем перегонки крепких вин. Перегонные аппараты применялись в Италии с XI в. и быстро получили распространение в других европейских странах. Заслугой алхимиков является создание различных аппаратов и лабораторной посуды, которая применяется при нагревании на прямом огне, песчаной и водяной банях, при перегонке, выпаривании, фильтровании, кристаллизации, настаивании и возгонке.

Таким образом, алхимия подготовила условия для исследований химических соединений, их применения в медицине и практической науке. Загадка философского камня еще долго привлекала к себе многих крупнейших ученых. Даже в просвещенном XVII в. ею интересовались Р. Бойль и И. Ньютон. Поэтому алхимия просуществовала до 1819 г., когда распалось последнее общество алхимиков в Вестфалии. Да и позже оставались отдельные энтузиасты, не прекращавшие свои поиски.

Идеологически конец алхимии положили исследования А. Лавуазье, которые показали невозможность преобразования химических элементов друг в друга. После этого алхимия потеряла всякие признаки научности, и серьезные ученые от нее отвернулись. И лишь в XX в. после открытия радиоактивности, изучения атомного ядра наука вновь вернулась к идее трансмутации элементов, получая все новые химические элементы с большими порядковыми номерами. Правда, сегодня ученые не прибегают при этом к помощи философского камня.