9 Августа 2018

Как зарождалась наука. Первоистоки химии

Опубликовал augonsedai

Современная химическая промышленность позволяет человечеству производить те блага, которые невозможно получить напрямую от природы. Она включает такие важнейшие подотрасли, как фармацевтика, косметология, агрохимия, нефтехимия, пищевая и текстильная промышленность и так далее. Но то, что сегодня мы воспринимаем как должное, еще какое-то столетие назад было просто мечтой. Однако попытки человечества создать в пробирке новое вещество или получить ту или иную реакцию прослеживаются не только в Средние века, когда зародилась мать современной химии – алхимия, но и в более древние времена.

«Химия» в древности

Всем известно, что китайцы изобрели порох. Уже в 7-м веке нашей эры китайский естествоиспытатель Сунь Сы-Мяо получил взрывчатую смесь, которая давала огненную вспышку. Смесь состояла всего из нескольких компонентов: серы, селитры и частей локустового дерева. К слову, селитра активно применялась в китайской медицине с незапамятных времен (она была известна еще до нашей эры). Со временем к данному составу примешивались все новые составляющие, например, уголь. Уже в те времена были изобретены первые фейерверки и петарды, что и говорить об использовании пороха в целях войны. В 13-м столетии секреты изготовления этого взрывчатого вещества попали в руки к монголам, что давало им определенное преимущество над другими народами.

Племена индейцев, которых «белые люди» в большинстве считали дикарями, открывали всевозможные свойства растений, произрастающих на американском континенте. Часть этих растений стала использоваться в народной медицине, что вошло даже в учебники по современной фармакологии. Например, индейцы Южной Америки вызывали чувство бодрости и могли легко противостоять болевым ощущениям, благодаря употреблению листьев коки. Но, помимо коренных народов Америки, стоит отметить, что и древние римляне прибегали к «зельям», чтобы вызвать чувство неуязвимости в сражениях. Они использовали ядовитое растение беладонну, вызывая тем самым у себя воинскую ярость. Индийцы издавна знали гашиш и коноплю, которые употребляли как наркотические средства не только для получения эйфории, но и для лечения бессонницы. Для этой же цели использовался опий из мака. Есть мнение, что пища богов, божественный нектар амброзия – это ничто иное, как навеянный фантазиями образ вещества, которое бы влияло на сознание, психику и физическое состояние человека, делая его неуязвимым, бессмертным и восторженным.

Косметология приходила на выручку уже древним египтянам, правда, служа первоначально погребально-обрядовым целям. Покойники, которых мумифицировали, должны были выглядеть на все 100 даже после ухода в мир мертвых. Именно для них была изобретена первая косметика. Впоследствии подводка для глаз, румяна, краска для ногтей, пальцев, капли для глаз, расширяющие зрачки и придающие блеск, - все это начало использоваться живыми людьми: фараонами и двором. Сейчас трудно представить изображение древнего египтянина без подведенных глаз. Конечно, раздражающие кожу травы, вызывающие румянец соки растений и пыль от растертых минералов мало походят на современные косметические и косметологические средства. Тем не менее, стоит отдать должное пытливому уму древних, создававших первые формулы красоты.

Анестезия древнего мира

Природные свойства веществ наши предки изучали с сугубо утилитарными целями, среди которых спасение жизней всегда стояло на первом месте. Хирургические вмешательства проводились уже в древнем Египте, и без достойной анестезии они были бы попросту невозможны.

Первый документ, в котором упоминается методика купирования боли – это папирус Эберса. В более поздних источниках сообщается о ряде растительных препаратов, используемых врачами древности:

  • Опий.
  • Мандрагора.
  • Белладонна.
  • Канабис.
  • Спиртные напитки.

Медики древности экспериментировали с этими веществами, создавая настойки, экстракты, курительные смеси и клизмы. Находились новые компоненты и способы введения активного вещества в организм.

Так в средние века уже появился прародитель ингаляционного наркоза – «сонные губки», которые пропитываются многокомпонентным растительным составом. Испарения из губки вдыхались больным, что приводило к потере сознания.

Естественно, что первые опыты обезболивания с помощью наркотических веществ растительного происхождения имели массу побочных эффектов и не давали необходимого результата. Наркотические и опьяняющие составы частично снимали боль, но всё равно операции превращались в пытку вплоть до девятнадцатого века. Но на самом деле исследователи древности были в шаге от эффективного обезболивания, просто не понимали значимости своих открытий.

Так, Раймонд Люллиус открыл этиловый эфир, являющийся эффективной анестезией еще в 1275 году. Но повсеместное применение началось только в 19 веке. Века подряд ключ к безболезненным операциям был в руках у хирургов, но они не понимали, как им воспользоваться.

Алхимия – предвестник химических наук

Долгое время практические знания и философская база наук о природе веществ и их превращениях развивались параллельно, почти не пересекаясь друг с другом. В производственных ремеслах использовалось сырье природного происхождения, и сложные процессы синтеза были не известны. Философы пытались найти истину о происхождении веществ, но пришли только к созданию мистических теорий, в которых роль составных частей материи отводилась «стихиям».

Ситуация начала меняться с появлением алхимических направлений. Главным двигателем алхимии были поиски путей превращения любого вещества в золото, обретения бессмертия и излечения от всех болезней. Именно эти сверхцели подвигали лучшие умы своего времени на многолетние изыскания и позволяли получать покровительство от влиятельнейших людей своего времени.

Период алхимии продлился с третьего по 17-ый век. За это время существовало несколько школ, каждая из которых внесла свою лепту в развитие будущей науки:

  • Александрийская алхимия. Эта школа переняла идеи натурософии Аристотеля и Платона, а в своих исследованиях была сосредоточена на изучении свойств металлов. Именно в этом алхимическом направлении впервые было высказана идея о трансмутации металлов. Тогда и появились идеи о получении золота на основе неблагородных металлов. Главное достижение алхимиков этой школы было открытие амальгамирования металлов и получения серебра и золота из различных руд. Еще одно важное открытие того времени – очистка золота купелированием, методом в котором использовалось нагревание золотоносной руды со свинцом и селитрой.
  • Арабская алхимия. Утилитарная школа, в которой мистицизм был на второстепенной позиции. Алхимики ближнего востока сделали прорыв в фармацевтике своего времени, и на заложенный ими фундамент долгие века опиралась вся европейская медицина. Также в арабской школе были открыты фосфор, сурьма и мышьяк, получены растворы различных кислот и чистая уксусная кислота.
  • Европейская алхимия. Это направление исследований базировалось на достижениях арабов, и со временем европейцы превзошли своих учителей. Главным достижением стало открытие концентрированных минеральных кислот и создание рецептуры пороха. Именно европейская школа со временем смогла избавиться от налета мистицизма и превратилась в науку, известную нам в современном мире.

Параллельно с алхимией, имевшей закрытый мистический характер, в средние века развивалась и прагматичная техническая химия, направленная на обеспечение нужд ремесленных производств. Мыслители, работавшие в этом направлении, направляли свои усилия на усовершенствование производственных процессов в металлургии, а также в создании керамики, красителей, медикаментов и т.д. Исследователи, работавшие в утилитарном направлении, разработали основной химический инструментарий тех времен: печи, перегонные кубы, очистные аппараты, лабораторные приборы и многое друге.

Превращение алхимии в науку

Окончательное становление химии как науки произошло в период, когда в качестве основного аргумента в научных спорах были избраны результаты экспериментов. Такие химики как Р.Бойль начали ставить под сомнение алхимические теории о стихиях и начали говорить о необходимости выделения элементарных химических элементов. Тем же Бойлем была выдвинута теория корпускул – микроскопических неделимых химических элементов, из которых состоит вся обозримая материя. Эти измышления были очень близки к современному взгляду на строение материи.

В тот же период ученые пытались выяснить природу одного из важнейших химических процессов – горения. Немецкий химик Г.Э. Шталь разработал теорию флагистона – гипотетического вещества, ответственного за горение. Хоть само предположение оказалось не верным, но в ходе поиска экспериментальных доказательств были выработаны методики количественного анализа сложных тел, что впоследствии привело к экспериментальному подтверждению наличия химических элементов.

Перелом произошел благодаря гению А.Л. Лавуазье, который в 1777 году создал теорию кислородного горения. Это открытие привело к отказу от идей о флагистоне и полностью завершило формирование химической научной дисциплины.

Путь, который прошла химия до становления наукой, наглядно показывает то, как передача и анализ накопленных человечеством знаний позволили открыть многие тайны строения мира. В современности процессы познания мира происходят быстрее, чем когда-либо за всю историю человечества. И, скорее всего, в обозримом будущем мы станем свидетелями того, как химическая наука коренным образом изменит картину привычного мира.