Как свидетельствуют письменные источники, сохранившиеся до наших дней (см. гл. 2, п. 2.1), древние египтяне уже в III–II тыс. до н.э. для лечения многих болезней использовали различные химические вещества минерального и органического происхождения. Как писал римский историк Плиний, в его время было известно большое количество медицинских препаратов, действующих на человеческий организм как расслабляющие, успокаивающие, возбуждающие и болеутоляющие лекарства. Например, железный купорос с древности использовался как рвотное средство, растворы квасцов — для компрессов и полосканий горла, экстракт из семян мака — как снотворное и т.д. Разнообразие лекарственных и косметических препаратов, применявшихся в эпоху античности, свидетельствует о довольно высоком уровне знаний химических и фармакологических свойств многих веществ.
Были известны также различные виды минеральных вод и их целебное действие на организм человека. На основании археологических раскопок ученые пришли к выводу, что не только знатные женщины, но и богатые вельможи в рабовладельческих государствах древности широко использовали в повседневной жизни разнообразные косметические вещества: кремы, благовония, средства ухода за волосами, составы для грима — от палочек для подкрашивания губ до теней для век.
Хотя в то время еще не была понятна химическая сущность веществ, пагубное действие некоторых из них на живые организмы было хорошо известно{32}. Так, не имея еще представления о том, что монооксид углерода — индивидуальное газообразное вещество, люди знали, что при неполном сгорании древесного угля получается «дым», который при добавлении к воздуху даже в довольно незначительных концентрациях приводит к смерти людей и животных. Довольно рано состоялось знакомство первобытных людей и с ядами животного и растительного происхождения. Древние охотники, рыболовы и собиратели знали, какие животные и растения представляют собой смертельную опасность. Со временем человек научился извлекать ядовитые выделения животных и соки растений. Яды издавна широко использовались при охоте на крупных животных; во время сражений ими смазывали наконечники стрел и копий. В ходе военных действий сражающиеся забрасывали на укрепления или на корабли противника глиняные сосуды с ядовитыми змеями. Бывало, что это решало исход сражения, как в случае победы карфагенян под командованием Ганнибала над флотом пергамского царя Эвмена II, армия которого во время Пунических войн сражалась на стороне римлян.
Как гласит предание, великий философ Сократ отравился соком цикуты во исполнение смертного приговора, вынесенного ему афинским судом. Яды в древности были и одним из наиболее распространенных средств, используемых для сведения личных счетов, знатные сановники зачастую прибегали к их помощи в борьбе со своими противниками. Это было настолько распространенным явлением, что многие из них имели даже специальных слуг, которые опробовали напитки и кушанья. История знает немало примеров, когда на пути к власти и богатству нежелательных соперников или политических конкурентов устраняли с помощью ядов. Злоумышленное отравление в то время не было связано с риском разоблачения, поскольку было трудно установить, что смерть наступала именно в результате действия яда. Предполагают, что Агриппина (мать одного из самых жестоких правителей Рима — Нерона) в 54 г. н.э. отравила своего мужа императора Клавдия, вероятно, соком аконита. Древнеримский сатирик Ювенал писал: пусть не страшится сока аконита тот, кто пьет из глиняных кружек, пусть его боится только тот, кто пьет из драгоценных кубков.
Существовало поверье, что человеческий организм можно обезопасить от действия ядов несколькими способами: имея священные амулеты, используя определенные вещества, которым приписывали способность обнаруживать яды в напитках и кушаньях, а также постоянно принимая микроскопические дозы ядовитых веществ. Использование ядов в политических интригах продолжалось и в Средние века. Неувядаемой дурной славой на этом поприще покрыли себя члены семьи римского папы Александра VI Борджиа и французская королева Екатерина Медичи. Число преступлений подобного рода резко сократилось лишь в XIX в., когда были открыты химические реакции, позволяющие обнаружить в организме отравляющие вещества.
Однако далеко не всегда ядовитые вещества применяли исключительно из злого умысла. Очень часто их применяли для борьбы с вредными насекомыми. Так, например, сосуды для приготовления и хранения вина предварительно «окуривали» серой; дымом от сгорания специально приготовленной смеси серы, масла и смолы уничтожали вредителей виноградных лоз. Специально приготовленными «маслами» обрызгивали посевы зерновых культур, чтобы уничтожить вредных насекомых. В Древнем Китае за 200 лет до н.э. использовали соединения мышьяка для борьбы с насекомыми, а также применяли специальные вещества для обработки семян перед посевом.
Уже в древности люди знали и широко использовали многочисленные вещества, обладающие опьяняющим либо успокаивающим действием (в том числе наркотические средства, притупляющие сознание). В качестве наркотиков часто применялись экстракты из семян белены или корня мандрагоры, в которых содержатся алкалоиды (особенно скополамин){33}.
Следует признать, что наши знания об уровне развития прикладной химии в те далекие времена никак нельзя назвать исчерпывающими. К сожалению, сохранилось слишком мало исторических источников, которые помогли бы представить объем химических знаний того периода. Вероятно, многие из них по тем или иным причинам утеряны безвозвратно. Хотя не прекращающиеся изыскания археологов постоянно поставляют все новые и новые артефакты.
Например, 14 июня 1936 г. при раскопках древней столицы Парфянского царства Ктесифона неподалеку от Багдада (Ирак) немецкий археолог Вильгельм Кениг отыскал небольшой керамический сосуд, содержавший медный цилиндр и железный стержень{34}. Верхняя часть горлышка глиняного сосуда была намеренно удалена, а на круглом отверстии заметны следы асфальта или битума. В. Кениг задался вопросом: не было ли прежде аналогичных находок в культурных слоях, относящихся к эпохе Парфянского царства (250 г. до н.э. — 250 г. н.э.)? Детальный анализ показал, что подобные артефакты были обнаружены поблизости от иракской столицы группой археологов Мичиганского университета в начале 30-х гг. XX в.
Группой ученых было высказано предположение, что это устройство — названное «парфянской батареей» — может представлять собой древнейший гальванический аппарат. Начиная с 1940 г. различными учеными предпринимались попытки разгадать его истинное предназначение. Например, инженер-электрик из США У.Ф.М. Грей создал первую действующую реконструкцию «парфянской батареи». В 1957 г. М. Швальб опубликовал статью, в которой предположил, что загадочное устройство древние мастера могли использовать для нанесения на металлические предметы тонких золотых покрытий гальваническим способом. Известный американский физик российского происхождения Г. Гамов в своей книге «Рождение и смерть Солнца» поддержал идею о том, что «парфянская батарея» предназначалась для получения слабого электрического тока.
«Парфянская батарея»: а — модель, изготовленная У.Ф.М. Греем в 1940 г. для выставки в Беркгиирском музее (в разрезе); б — схема батареи, представленная X. Брошем в 1992 г. (в разрезе)
(из книги Н. Канани «Парфянская батарея. Электрический ток 2000 лет назад?»)
В последующие годы, вплоть до начала XXI в. специалистами в области электрохимии было проведено немало экспериментов на приборах, представляющих собой реконструкции «парфянских батарей». В результате было установлено, что, используя доступные в те времена электролиты (уксусная и лимонная кислоты), можно получить значение э.д.с. порядка 0,5 В и тока в 1 мА. В этот период была высказана еще одна гипотеза по поводу возможного применения данных приборов: вполне вероятно, что их использовали в медицинской практике для обезболивания или других видов электротерапии.
Однако до настоящего времени вопрос о предназначении удивительных находок не нашел окончательного решения. Нельзя не считаться и с мнением ряда ученых, которые отвергают все предположения о связи этих приборов с электричеством, считая, что загадочные сосуды использовали для хранения сакральных текстов, написанных на материалах с органической основой.
В этой научной дискуссии еще рано ставить точку. «Неужели древние шумеры имели какое-либо представление об электролизе? Откуда же они получали тогда электрический ток? Может быть, с помощью этих загадочных глиняных сосудов? … Из электролитов шумерам были известны только разбавленные лимонная и уксусная кислоты. Для того чтобы между медным цилиндром и железным бруском, помещенными в раствор какого-либо из этих электролитов, возникла достаточная разность потенциалов, необходимо последовательно соединить несколько сосудов. Неужели, несмотря на всю сложность получения золотых покрытий электролитическим путем, этот способ был известен в древности?»{35}. Вот лишь некоторые из вопросов, возникающих в связи с «парфянской батареей», и в настоящее время их существует гораздо больше, чем ответов.
К сожалению, ученые еще не в состоянии окончательно ответить на вопрос, с каких времен человек стал использовать электрохимию. Если будут найдены изделия двухтысячелетней давности с хорошо сохранившейся гальванической позолотой, либо удастся отыскать письменные источники, свидетельствующие, что парфянские мастера умели наносить на бронзовые или медные изделия тонкие слои серебра или золота, гипотеза об электрохимическом использовании «парфянской батареи» получит объективное материальное подтверждение, но до тех пор ее истинная природа останется загадкой.
Современное представление об уровне развития химических ремесел в Древнем мире было бы весьма ограниченным, если бы опиралось только на материальные памятники археологических раскопок. Весьма важные сведения о химических знаниях той эпохи были получены при расшифровке древнейших письменных источников (см. гл. 2, п. 2.1). Однако многие ученые считают, что в те времена далеко не все секреты химических превращений люди доверяли папирусу или пергаменту — передача знаний (в том числе и химических) происходила в значительной мере «из уст в уста». Зачастую ремесленники тщательно хранили тайну известных им способов превращений веществ, а обучение секретам химического ремесла было сопряжено с обязанностью обучающихся не разглашать полученные знания. Того, кто пренебрегал этой традицией, ждало презрение коллег по химическому «цеху» и даже смерть. Меры повышенной секретности позволяли ремесленникам обеспечить себе монополию на производимую продукцию. Такой способ передачи навыков потерял свое значение только в XIX–XX вв., когда научное познание природы превращений веществ позволило раскрыть тщательно охраняемые «секреты». Однако, приходится признать, что наши знания о химических методах и веществах, использовавшихся ремесленниками и жрецами древних цивилизаций, весьма приблизительны. В табл. 2.1 представлен общий анализ уровня развития химических знаний и ремесел разных народов Древнего мира.
Таблица 2.1
Общий анализ уровня развития прикладной химии в предалхимический период
Высокотемпературные процессы
— Огонь — более 100 тыс. лет до н.э.
— Глиняные изделия — десятки тыс. лет до н.э.
— Обжиг известняка (>1100°С) — примерно 4500 лет до н.э., Египет
Металлургия. Позже (алхимики): Золото Au — Солнце, Серебро Ag — Луна, Медь Cu — Венера, Железо Fe — Марс, Ртуть Hg — Меркурий, Олово Sn — Юпитер, Свинец Pb — Сатурн
— Cu, Au (самородные) — IX тыс. до н.э.;
Выплавка меди из руды — около 6000 лет до н.э., Малая Азия, Синайский полуостров, Ближний Восток
— Бронза: сначала (Cu+As), позднее (Cu+Sn) — около 3500 лет до н.э., Северный Кавказ, Малая Азия, Египет, Месопотамия
— Pb: VI тысячелетие до н.э.,
Ag: 4000–3500 лет до н.э.
— Fe: метеоритное — с V–IV тысячелетий до н.э.,
Fe: получение из руды — 1500 лет до н.э.,
ковкая сталь — 1100 лет до н.э., Южный Кавказ, Малая Азия
— Hg: IV–III вв. до н.э.
— Sb (сурьму плохо отличали от свинца)
Стекло
— Египет: IV–III тыс. до н.э., Китай: III–II тыс. до н.э.
Фармация, парфюмерия, бальзамирование
— Папирус Эдвина Смита — XVIII в. до н.э., папирусы Эберса и Бругша — примерно XVI в. до н.э.
Красители и протравы
— Начиная с VII тыс. до н.э.
Папирус и пергамент
—Папирус: IV тыс. до н.э.,
—Пергамент: середина II в. до н.э.
Строительные материалы
— Гипс (около 2000 лет до н.э.), асфальт, битум, известняк, известковые растворы
Биохимические процессы (брожение)
Пищевые продукты
Кулинария
— Более 10 тыс. лет до н.э.