Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

Возникли и противоположные точки зрения. Так, например, по мнению Гераклита, жившего за 500 лет до нашей эры, огонь проникает во все, производит отдельные предметы и вновь их поглощает; огонь превращается в море, которое в свое время выделяло землю и жар.

У Эмпедокла, обитателя Сицилии, находим первую догадку об огненно-жидком ядре Земли, основанную на знакомстве с вулканами и горячими источниками. Но он производил все существующее не из одного огня, а из четырех элементов, или стихий: земли, воды, воздуха и огня, которые не уничтожаются, но постоянно изменяются.

Несколько позднее Демокрит — создатель учения о постоянно движущихся, вечно неразрушимых мельчайших частицах, или атомах, отчасти примирил противоречия своих предшественников.

Особенно интересны взгляды величайшего натуралиста древности — Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), уже считавшего Землю шарообразной: Вселенная имеет форму шара, а Земля, как самая тяжелая, занимает центр; вокруг нее расположены вода, а затем воздушная оболочка, образующая геосферы. Самый легкий элемент — огонь, а далее идет эфир. Земля, воздух, вода, огонь и эфир составляют пять элементов-качеств.

Аристотель отвергал учение Демокрита об атомистическом строении материи, выдвигая вместо этого представления об элементах-качествах и о первичной бескачественной материи. Он допускал возможность превращения одних металлов в другие и их произрастание в недрах Земли. Этим Аристотель создал предпосылки для последующего развития алхимии. Несмотря на ошибочность многих представлений Аристотеля, его влияние на развитие естественных наук было исключительно велико.

Ученик Аристотеля Теофраст (371–286 гг. до н. э.) в своей книге «Трактат о камнях» дал первые списки известных в то время минералов и сделал попытку их классификации на 3 группы: металлы, камни и земли. Его с полным правом можно считать основателем не только минералогии, но и науки о почвах и растениях.

В I в. н. э. выделяется замечательное для своего времени сочинение римского исследователя — Плиния Старшего, погибшего при извержении вулкана Везувия в 79 году. В этой работе наряду с фантастическими преданиями сообщается много верных сведений о минералах, названия которых отчасти сохранились и до наших дней.

С наступлением Средних веков развитие точных знаний в Европе приостановилось. В это время естественные науки и химия развивались преимущественно на Востоке.

В своеобразных трактатах арабских мыслителей IX–X веков мы находим указания на сосуществование отдельных металлов в природе. Так, Лука бен Серапион в предисловии к своему сочинению «Книга о камнях» говорил о том, что «попадаются камни, кои встречаются вместе с другими, камни, кои от других бегут, камни, которые другим изменяют, равно как камни, кои другие окрашивают».

Несомненно, поиски руд, обработка их и получение металлов и сплавов наводили на мысль о совместном нахождении химических элементов. Возникшие при этом обобщения о любви и ненависти между различными веществами были первыми геохимическими законами, не потерявшими своего значения и до сих пор.

Интересен труд философа Ибн Сины (Авиценны), родом из Бухары (985–1037), написавшего трактат о минералах, в котором он классифицирует их на: 1) камни и земли, 2) горючие и сернистые соединения, 3) соли, 4) металлы.

Другой выдающийся ученый Аль-Бируни (973–1048), родом из Хорезма, написал замечательную книгу на арабском языке — «Собрание сведений о познании драгоценных минералов», в которой он обобщил все минералогические данные того времени.

Сочинения по алхимии на арабском языке, появившиеся в IX веке, имеют большое значение в истории развития химии, поскольку в них впервые излагаются задачи подлинно химических методов исследования.

Алхимики главным образом занимались синтезом, то есть пытались получать новые вещества из уже им известных. Колыбелью алхимии была Александрия, откуда химические знания и навыки проникли в Сирию. От сирийцев алхимия перешла к арабам, которые занесли ее в Европу через Испанию.

Под алхимией обычно понимают обманное искусство делать золото из различных других металлов. Действительно, средневековые алхимики преимущественно занимались попытками облагораживания обычных металлов, стремясь превратить их в серебро или золото. Однако они решали не только эти задачи. Они занимались также поисками целительных средств и «философского камня». Если, говорили алхимики, внести в тело человека, заболевшего благодаря неправильному смешению соков организма, лекарство, которое вызывает правильное соотношение соков, то человек выздоравливает. Почему же невозможно при помощи тинктуры или порошка излечить «больные металлы»? Если только найти соответствующее вещество, надлежащим образом его обработать, то должно быть возможно при помощи искусства смешения быстро превратить простые металлы в благородные.

Постепенно неудачные опыты по превращению металлов заставили алхимиков искать иные применения своего искусства. Их внимание концентрируется на здоровье человека, и алхимия становится прислужницей медицины. Рождается медицинская химия, или ятрохимия. Крупнейшим ятрохимиком в Средние века был Парацельс (1493–1541).

Но хотя алхимиков и обвиняли в шарлатанстве, они принесли огромную пользу развитию химии, так как ими было произведено бесконечное количество разнообразных химических опытов, и, несмотря на то что их исходные мысли были неверны, они добивались крупных результатов.

Очень хорошо писал об алхимиках знаменитый философ Лейбниц: «…это обыкновенные люди большого воображения, а также опыта, но у них несогласие между воображением и опытом. Они питаются чистыми надеждами, что доводит их до гибели или выводит их на всеобщее посмешище. А на деле такие люди нередко знают из опыта и наблюдений природы больше фактов, чем иной уважаемый ученый».

Наступает эпоха Возрождения. Она знаменует собой переход к новому, более высокому этапу культуры.

Первым толчком для развития минералогии послужил расцвет горной промышленности в Семиградии (Венгрии), в Саксонии и Богемии.

Замечательными работами Агриколы (1494–1555) — врача и минералога в саксонском горном центре — было положено начало точному и углубленному пониманию объектов минералогии и геохимии. Его настоящее имя — Георг Бауэр. Он оставил многочисленные сочинения, представляющие собой сводку знаний того времени по рудным месторождениям. Самые замечательные его книги — «De natura fossilium» («О природе окаменелости», 1946) и «De re metallica» («О царстве металлов», 1556). Его классификация минералов уже приобретает научный характер. Впервые в нее входит понятие о сложности соединений, то есть химические принципы. Эта система легла в основу всех дальнейших минералогических работ до XVIII столетия включительно. Шведский химик и минералог Йёнс Якоб Берцелиус (1779–1848) занимался химическими анализами минералов и первый дал настоящую химическую классификацию их, а также первый ввел термин — «силикаты».

Большая роль в истории геологии и минералогии принадлежит научным обществам и академиям, особенно самой старой Академии — Academia del Cimento, которая была основана в 1657 году. В 1662 году было организовано Королевское общество в Лондоне, до сих пор являющееся Академией Великобритании.

Начиная с конца XVII и особенно начала XVIII века, научные общества и