И в настоящее время среди ученых нет единодушия в оценках значения алхимического периода в процессе эволюции химической науки. При этом высказываются диаметрально противоположные мнения. Так, Н.А. Фигуровский писал: «Алхимию можно образно представить в виде бесплодного отростка на живом дереве химии … наследие алхимического периода в теоретическом отношении было фактически равно нулю, а что касается нового фактического материала, он весьма невелик по своей значимости для развития химических знаний»{124}.
Одним из первых, кто попытался рассмотреть алхимический опыт в нескольких измерениях был М. Бертло (см. гл. 2, п. 2.1; гл. 9, п. 9.2). «Science intermediaire» — так определил Бертло место алхимии в процессе эволюции химических знаний. По его мнению, алхимия является переходной, промежуточной ступенью между древним состоянием умов, порабощенных мистицизмом, магией и теургией, и абсолютно позитивным мышлением современного человека.
Есть и другие мнения выдающихся химиков. Например, Юстус Либих писал: «Среди алхимиков всегда было немало настоящих исследователей, которые искренне заблуждались в своих теоретических воззрениях… Алхимия была наукой, тесно связанной со всеми областями химических ремесел. Открытия алхимиков Глаубера, Беттгера, Кункеля можно поставить в один ряд с крупнейшими достижениями нашего времени». Чтобы сделать окончательный вывод, целесообразно обратиться к бесстрастным историческим фактам.
В алхимический период были созданы различные аппараты, используемые при операциях, связанных с нагреванием на прямом огне, на песчаной и водяной бане, применяемые при перегонке, выпаривании, фильтровании, кристаллизации, настаивании и возгонке веществ, смесей и растворов. Несомненной заслугой арабских и западноевропейских алхимиков является значительное расширение знаний в области практической и прикладной химии и прежде всего — в накоплении и определенной систематизации химической фактологии. Арабские и европейские алхимики умножили сведения об известных ранее соединениях, отыскали лучшие способы их получения и очистки.
Западноевропейские алхимики сделали также важное наблюдение о возможности искусственного получения киновари прямым соединением серы с ртутью:
Значительно расширился и список соединений ртути, приготовление которых было усовершенствовано: сулему получали нагреванием смеси ртути, хлористого натрия, квасцов и селитры — метод, сохранившийся в современной фармацевтической промышленности, где вместо ртути применяется ее сульфат:
Уже арабские ученые использовали оригинальный способ получения щелочей:
Расширение знаний о нелетучих щелочах (карбонатах и гидроксидах щелочных металлов) у западных алхимиков явилось продолжением исследований арабских ученых, которые уже различали между собой соду и поташ (Абу Мансур).
Лучше были изучены и соли аммония, частично знакомые греко-египетским и арабским алхимикам. Кроме водного раствора аммиака, известного под названием «летучей щелочи» (alcali volatile), различные соли аммония распознавались по их летучести при нагревании. Карбонат аммония был получен перегонкой разложившихся продуктов выделения, но был также найден способ его получения из нашатыря и нелетучей щелочи (реакция между хлористым аммонием и карбонатом натрия):
Из соединений железа, наиболее тщательно изученных западными алхимиками, следует упомянуть об искусственно синтезированных оксидах, под названием «мертвая голова» (caput mortuum) и «колькотар» (colcothar).
Однако самым важным в деятельности алхимиков было то, что они научились синтезировать, выделили в чистом виде и описали вещества, которых не существовало в окружающей природе. К списку из семи металлов (Au, Ag, Си, Fe, Pb, Hg, Sn) и двух неметаллов (S и С), известных еще с глубокой древности, в алхимический период добавилось четыре металла (As, Sb, Bi, Zn) и один неметалл — фосфор{125}, и таким образом список известных элементов увеличился более чем на 50% (табл. 4.1). Авторство открытия двух из элементов в настоящий момент не вызывает споров: в описании мышьяка пальма первенства принадлежит Альберту Магнусу, а фосфора — алхимику Хеннигу Бранду. Открытие сурьмы приписывают Василию Валентину, но, как говорилось, личность этого персонажа алхимической мистерии идентифицировать не удалось. C авторством открытия висмута и цинка и вовсе ничего не ясно: считается, что эти элементы в виде простых веществ были выделены в XV в. сразу несколькими алхимиками.
Как уже говорилось, еще арабские алхимики применяли некоторые соединения цинка (оксид цинка был известен под названием философской шерсти), то же было и с сульфатом цинка. Сурьму получали из природного сульфида сурьмы нагреванием с железом:
и признали ее разновидностью металла (сурьмяный свинец). В «Триумфальной колеснице антимония» не только упоминается сурьма как металл, но дается описание ее сплавов со свинцом и оловом, сурьмяного масла (трии пентахлоридов сурьмы) и основного хлорида сурьмы, немного позднее употреблявшегося в медицине веронским врачом Витторио Альгаротто (XIV в.) под названием «ангельского порошка» (pulvis Angelicus), а ныне известного как альгаротов порошок.
Западноевропейские алхимики представили миру не встречающиеся в природе сильные неорганические кислоты, наиболее подробное описание получения и свойств которых можно найти в латинских сочинениях, приписываемых Псевдо-Джабиру. Считается, что серная кислота была известна уже в XII в.: по крайней мере, о ней упоминает Альберт Великий. Обычно эту кислоту получали нагреванием железного купороса — отсюда ее название купоросный спирт (spiritus vitrioli) и квасцов. Несколько позднее ее научились получать нагреванием серы с селитрой. Хлористоводородная кислота (или соляной спирт — spiritus salis), стала известна западным алхимикам на рубеже XII–XIII вв. Для ее приготовления использовали нагревание смеси морской соли и серной кислоты.
Греко-египетская алхимия
Болос из Менде (Псевдо-Демокрит) (III в. до н.э.) … Трансмутация: свинец → золото; железо → золото
Зосима из Панополиса (IV–V вв.) … 28 книг по химии: приемы имитации золота и серебра, получение амальгам, получение ацетата свинца, описание алхимических приборов; возможно, впервые — идея алхимического медиатора (философский камень)Арабская алхимия (VII–XII в в.)
Джабир ибн Хайян (721–815 гг.) … «Книга семидесяти», «Книга о ядах» Трансмутация: ртуть + сера → все металлы, включая золото
Абу-ар-Рази (Разес) (865–925 гг.) … «Книга тайны тайн», «Секреты секретов» Элементы-принципы: ртуть, сера, соль
Западноевропейская алхимия (XII–XVIII вв.)
Альберт Великий (1193–1280 гг.) Германия … «Пять книг о металлах и минералах», «Малый алхимический свод» (Libellus). Описание печей и алхимических манипуляций, открыл мышьяк и описал его свойства
Роджер Бэкон (1214–1292 гг.) Англия … «Зеркало алхимии», «О тайнах природы и искусства и о ничтожестве магии». Роль эксперимента (внешний и внутренний опыт)
Арнальдо да Вилланова (1250–1313? гг.) Италия, Испания … «Четки философов», «Розарий философов». Впервые получил и подробно описал этиловый спирт, ряд простых и сложных эфиров
Псевдо-Джабир (XIII–XIV вв.) Испания? … Минеральные кислоты (описал азотную и серную кислоты и, вероятно, впервые «царскую водку»)
Фра Бонавентура Италия … «Царская водка» (1270 г.). Растворение золота
«Василий Валентин» (XV в.) Германия … Книга «Триумфальная колесница антимония» и др. сочинения. Описание сурьмы и ее соединений, впервые упоминается соляная кислота (spiritus salis), действие кислот на спирт (получение эфиров). Три начала металлов: ртуть, сера, соль
Неизвестные алхимики (ориентировочно XV в.) … Открытие висмута и цинка, описание их свойств
Хенниг Бранд Германия, Гамбург … В 1669 г. открыл новый элемент — фосфор
Азотная кислота (или крепкая водка — aqua fortis) также была получена нагреванием смеси селитры, медного купороса и квасцов. Получение царской водки (aqua regia) действием азотной кислоты на раствор нашатыря изложено в латинских текстах, приписываемых Псевдо-Джабиру, однако Бонавентура описывал способ получения царской водки уже в 1270 г. Было замечено важное свойство царской водки — растворять не только серебро, но и золото, считавшееся до тех пор не поддающимся изменению.
C открытием сильных неорганических кислот число изученных солей значительно возросло. Их различали главным образом по происхождению: хлористый натрий называли морской солью (sal maris), селитру — каменной солью (sal petrae) и т.д. Была известна также общая реакция получения солей, которая впоследствии очень помогла химическому исследованию, а именно действие кислоты на щелочь и наоборот. Так, селитра была получена действием азотной кислоты на раствор поташа, как о том свидетельствует составитель латинских текстов, приписываемых Псевдо-Джабиру. Эта реакция была открыта, вероятно, случайно и ускользала от внимания многих исследователей, но в последующие века алхимического периода ее широко применяли для приготовления различных солей в чистом состоянии, которые также получали при помощи кристаллизации.
Кристаллический нитрат серебра был получен выпариванием его раствора, и было также замечено образование осадка хлористого серебра при действии хлористоводородной кислоты на растворы нитрата серебра:
Кроме того, от внимания алхимиков не ускользнул и процесс осаждения серебра из азотнокислых растворов медью и ртутью — наблюдение, которое в XIX в. сыграло свою роль в установлении электрохимического ряда напряжений металлов
Уместно напомнить, что арабским алхимикам с X в. было известно осаждение меди из раствора ее сульфата при действии железа — реакция, которая аналогична предыдущей и которая позднее приобрела значение в современной металлургии меди:
И хотя среди алхимиков долгое время господствовала вера в то, что как серебро, так и медь, осажденные из растворов, сотворены заново, эти реакции, несомненно, способствовали прогрессу химии.
По мнению целого ряда авторов{126}, главной заслугой европейских алхимиков следует считать получение не встречающихся в природе сильных неорганических кислот — серной, соляной и азотной, что явилось эпохальным достижением в развитии химии, сопоставимым по значимости с разработкой технологии выплавки железа{127}. Используя эти кислоты, европейские алхимики смогли осуществить многие не известные ранее превращения: растворить серебро и даже золото (см. гл. 7, п. 7.5). Стали известны общие реакции получения солей при взаимодействии кислот и щелочей, что имело большое значение для проведения последующих химических исследований и систематизации неорганических соединений. Минеральные кислоты дали человечеству гораздо больше, чем могло дать золото, если бы его научились получать трансмутацией{128}.
Европейские алхимики существенно расширили и список органических веществ, применяющихся в лабораторной практике. Арнальдо да Вилланова а затем Раймунд Луллий начали приготовление чистого спирта перегонкой крепких вин и водки. Арнальдо да Вилланова наблюдал образование диэтилового и азотноэтилового эфиров при обработке этилового спирта серной и азотной кислотами. Однако алхимики еще не имели представления об их природе. В этот период была известна также уксусная кислота в виде крепкого уксуса, полученного перегонкой уксуса обычного; тогда же в качестве лекарства применялся основный ацетат свинца.
Многие алхимики высказывали оригинальные суждения по поводу строения окружающего мира, которые не укладывались в рамки учения Аристотеля об элементах-качествах и о трех составляющих частях металлов — сере, ртути и соли. В работах самого создателя этой теории Ap-Рази заметны некие слабые зачатки атомизма Демокрита. Живший на рубеже XVI–XVII вв. польский алхимик Михаил Сендивогий также высказывал теоретические положения, весьма созвучные атомистическим концепциям.
В лекциях по общей химии, прочитанных слушательницам Высших женских курсов, Д.И. Менделеев говорил, что алхимикам «наука обязана первым точным собранием химических данных. Поверхностное знакомство с алхимиками часто влечет за собой невыгодное о них мнение, в сущности весьма несостоятельное… Только благодаря запасу сведений, собранных алхимиками, можно было начать действительно научное изучение химических явлений»{129}.
Выдающийся немецкий химик Юстус Либих высказался еще более категорично: «Я занялся историей алхимии и ятрохимии и открыл, что они являются не заблуждением времени, а естественной ступенью развития, такой именно ступенью, когда все силы были направлены на определение свойств тел; когда следовало открыть, наблюсти и определить их особенности»{130}.