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

В истории науки нередко значительный период развития знаний (фаза накопления знаний) завершает фаза высшего развития знаний, определяющаяся деятельностью одного ученого. В дальнейшем на основе этой фазы начинается новый период накопления знаний, в течение которого происходит развитие до определенного уровня новых основополагающих теорий. Для этапа высшего развития знаний недостаточно лишь простого обобщения ранее выдвинутых гипотез. Для него характерно создание значительно более глубокой и детально разработанной теории и осознание ее определяющего, места в системе знаний. Этого можно достичь только тогда, когда одновременно вводятся новые важные экспериментальные данные и делаются попытки их осмысления.

Элементы Эмпедокла

Эмпедокл был не только чрезвычайно тонким наблюдателем явлений органической и неорганической природы, но и хорошим знатоком ремесленной и фармацевтической практики. (Не исключено, что Эмпедокл сам изготовлял лекарства.) Это подтверждают выдвинутые им представления о давлении воздуха (!), об "элементах" и их соединениях, о мельчайших частицах ("осколках") элементов, о соединении веществ ("теория пор", представление об "избирательном сродстве"), об "огненном веществе" воздуха [15, с. 1827]. Эмпедоклу были известны не только многочисленные вещества, но и способы их приготовления. Приводимые в его работах данные говорят о том, что он превосходно владел способами "экспериментального искусства" [15].

Представления Эмпедокла, переосмысленные и развитые Аристотелем, оказали значительное влияние на развитие естествознания вплоть до XVIII в.

Рассмотрение взглядов Эмпедокла мы начнем с наиболее разработанных им представлений об элементах. В основе теорий Эмпедокла и его последователей лежит представление о четырех вечно существующих первичных субстанциях (первостихиях, первоэлементах): огне, воде, воздухе, земле. В дальнейшем были развиты более детальные представления о составе и свойствах этих элементов, а также об их движении и смешении.

Выделение четырех элементов как основы материального мира стало первой в науке попыткой классификации веществ, исходя из общего принципа (выражаясь современным языком) агрегатных состояний. Подобный подход впоследствии был использован учеными для нахождения общности состава и свойств веществ; в 1750 г. этот принцип развил немецкий химик Иоганн Юнкер [17].

Важную роль играло описание специфики первоэлемента с помощью сочетаний неизменных качеств — сухости, влажности, тепла и холода. На основе дошедших до нас отрывочных знаний о взглядах Эмпедокла трудно судить, насколько всеобъемлющей была его характеристика веществ по сравнению с теорией Аристотеля [16]. Во всяком случае, именно Эмпедокл первым попытался определить неизменные качества первичных элементов. Например, согласно его характеристике, огонь — теплый и сухой, вода — влажная и холодная, воздух — влажный и теплый, земля — сухая и холодная.

Очень важным было также представление Эмпедокла, что из четырех элементов образуются мельчайшие "осколки". Это представление явилось не только вехой на пути развития атомистики (как и "частицы огня", введенные Ксенофаном). Эмпедокл первым предположил, что из этих "осколков" образуются соединения качественно различных веществ [15, с. 1827]. Если при этом допустить существование различных элементов и их "смесей", то таким способом можно объяснить многообразие веществ.

Если бы основная субстанция была едина, то все вещества по своей сути были бы однообразны; тогда для объяснения различных свойств веществ вполне достаточно оперировать понятиями "уплотнение" и "разбавление". Но если считать, что основных элементов несколько, то необходимо было предложить новые теории, объясняющие многообразие веществ. Это и сделал Эмпедокл, впервые применив понятия "объединение" и "разъединение". Эмпедокл считал, что многообразные вещества образуются в результате качественно различных объединений частиц первоэлементов [15]. Таким образом, становилось понятным существование разнообразных форм материи и возможности ее превращений. Как мы уже знаем, всю совокупность органических и неорганических веществ, согласно взглядам Эмпедокла, образуют четыре основных элемента. Элементы состоят из мельчайших, недоступных чувственному восприятию частиц. За счет их многократного соединения и разъединения образуется громадное количество разнообразных веществ и тел.

По сравнению с существовавшими ранее натурфилософскими системами эти представления позволяют намного легче объяснить природу веществ и их превращений. Воззрения Эмпедокла оригинальны и постановкой вопроса об особенностях протекания "соединения" и "разъединения" частиц элементов. Тем самым Эмпедокл значительно развил представления о соединении веществ. Характер представлений Эмпедокла о превращениях веществ позволяет предположить, что он неоднократно сам проводил разнообразные реакции [15, с. 1837].