В XVI в. новое понимание задач химии, отличное от алхимических доктрин, ознаменовали работы одного из известнейших врачей того времени — Филиппа Ауреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма, который благодаря своим заслугам перед медициной приобрел второе имя — Парацельс, что значит «Превосходящий Цельса[11]». Этого ученого по праву считают основателем нового течения в химии, которое получило название ятрохимии.
Иоганн Гуттенберг (1394(1399?)–1468). Средневековая гравюра
Ятрохимия (или иатрохимия, от греч. «натрое» — врач) стремилась соединить медицину с химией, явно переоценивая роль химических процессов в организме человека. Основная мысль, которой руководствовался Парацельс, заключалась в следующем: если человеческое тело состоит из особых веществ, то происходящие в них изменения вызывают болезни, которые могут быть излечены только путем применения лекарств, восстанавливающих химическое равновесие. В этом высказывании можно усмотреть относительное созвучие целям и задачам современной биохимии. Идеи Парацельса приобрели особую ценность только тогда, когда стали подкрепляться практическим использованием химических веществ в медицинской практике.
Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, известный под именем Парацельс .(1493–1541). Средневековая гравюра
Будучи сынами своего времени, ятрохимики обращали внимание только на абстрактную сторону проблемы, что было доступно науке в XVI в. Парацельс не был противником эксперимента, скорее наоборот, однако истолкование опытов в его учении было достаточно абстрактным. Он решительно выступил против слепой веры в авторитеты, косности и «книжной» учености не только в медицинской практике, но и в общих вопросах естествознания; страстно отстаивал точку зрения, что врач должен лечить прежде всего на основе собственного опыта, не замыкаться в узком кругу коллег и интересоваться достижениями естественных наук. Основатель нового течения в химии одобрял и поддерживал тех, кто привносил в медицину и естествознание результаты собственных наблюдений и экспериментов.
Парацельс не отрицал алхимических представлений о трех составных частях материи: ртути, сере и соли. Согласно Парацельсу, эти три элемента-принципа не только составляют основу макрокосма (вселенной), но и непосредственно относятся к микрокосму (человеку), образованному духом, душой и телом. Следует отметить, что в более поздних трудах Парацельса под влиянием медико-лекарственных тенденций к алхимической триаде были добавлены еще два начала: флегма и мертвая голова (оксид железа){131}.
Следствием придания некоторого «химизма» функциям человеческого организма в трудах ятрохимиков явилась идея о возможности воздействий на больной организм химическими средствами{132}. Следует подчеркнуть, что до Парацельса использовали преимущественно растительные препараты, следуя принципам, провозглашенным еще древнеримским целителем Галеном (см. гл. 2, п. 2.1). Парацельс же свято верил в эффективность лекарственных средств, изготовленных из минералов, и утверждал, что «настоящая цель химии заключается не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств»{133}.
Парацельс достаточно оригинально трактовал причины возникновения болезней. Так, например, он утверждал, что от избытка в организме серы, человек может заболеть лихорадкой и чумой; избыток ртути способствует возникновению параличей, а избыток соли ведет к расстройствам желудка и водянке. Среди причин людских немощей Парацельс называл еще и «тартар»[12], который может вызвать образование отложений в почках (почечных камней), подобных тем, которые образуются в винных бочках. Список человеческих заболеваний, которые, согласно Парацельсу, возникают при нарушении равновесия между основными «компонентами» человеческого тела, довольно внушительный. Приводить его целиком нет необходимости, поскольку даже из этого короткого перечня видно, что, изменив направления и основную цель химических исследований, Парацельс еще не порвал с алхимическим прошлым. Теоретическая алхимическая доктрина, подкрепленная именами авторитетных ученых, была еще слишком сильна в XVI в. Знание ее основных положений в те времена считали признаком образованности.
Кроме трех основных частей материи в живом организме, согласно представлениям Парацельса, действует духовный регулятор всех жизненных функций, названный им «Археем». Если эта основа поражается, то нарушается равновесие «элементов» человеческого тела, вслед за чем неизбежно появляются заболевания. Называя способы борьбы с человеческими недугами, Парацельс оставался человеком своего времени и утверждал, что лечить заболевания может не только медицина, но и магия.
Парацельс придавал химии большое значение, поскольку по его теории медицина покоится на четырех опорах: философии, астрономии, химии и добродетели, а значит химия должна развиваться в согласии с медициной, что приведет к прогрессу обеих наук. Этот принцип разделяли все ятрохимики. Разрабатывая учение о ятрохимии, Парацельс исходил из своих философских концепций, где основной была идея о единстве мироздания, тесной связи и родства человека и мира, человека и Бога. Он именовал человека не только «микрокосмом», малым миром, который заключает в себе свойства и природу всех вещей, но и «квинтэссенцией», или пятой, истинной, сущностью мира. Согласно его концепции, человек производится Богом из «вытяжки» целого мира, словно в грандиозной алхимической лаборатории, и несет в себе образ Творца. Поэтому не существует никакого запретного для человека знания.
По Парацельсу, человек способен и даже обязан исследовать все сущности, имеющиеся не только в природе, но и за ее пределами. Его не должна останавливать или смущать их необычность, ибо нет ничего невозможного для Бога, а эти сущности — свидетельства его всемогущества, подобно нимфам, сильфам, гномам, саламандрам, сиренам, гигантам, карликам и иным существам, населяющим четыре стихии. Уместно вспомнить легенду, согласно которой Парацельс в конце своей жизни утверждал, что ему удалось создать в пробирке искусственного человека — гомункулуса[13].
Прогрессивный подход Парацельса к изучению природы, который заключался в приоритетности эмпирических знаний, приобретаемых в результате наблюдений и экспериментов, значил для развития науки несравнимо больше, чем основные положения разработанных им теорий. Современная фармакология обязана Парацельсу введением в широкую практику препаратов опия, а также различных соединений на основе ртути. Его труды в этой области долгое время были источником, питавшим аптекарское искусство. Ему приписывают высказывание: «Всякое вещество есть яд и есть лекарство, все дело только в дозе». Парацельс стремился соединить фармакологию и медицину, скрепив этот союз более глубоким использованием химических знаний. Поэтому с этой точки зрения некоторые историки склоняются к мысли, что Парацельса можно в определенном смысле считать предтечей современной фармацевтической химии{134}.
В области неорганической химии заслуживают высокой оценки его исследования соединений мышьяка и сурьмы. По всей видимости, он был первым ученым, обратившим свое внимание на мышьяковую кислоту. Из органических соединений он достаточно подробно изучал свойства и возможности практического применения этилового спирта и концентрированных растворов уксусной кислоты.
Парацельс оставил человечеству множество сочинений по различным отраслям человеческих знаний, правда, большинство из них нашло своих читателей уже после смерти самого автора. Среди наиболее известных трудов ученого можно назвать следующие: «О болезнях, происходящих от тартара»; «О средствах и составах»; «Парагранум» — трактат, посвященный описанию четырех столпов медицины: философии, астрономии, алхимии и особых способностях врача; «Парамирум» — многолетний труд о происхождении и протекании болезней; «Лабиринт заблуждающихся медиков»; «О минералах»; «О происхождении природных тел» и «О превращении природных тел». В последние годы жизни были созданы трактаты «Философия» и «Потаенная философия».
Не все подробности жизни Парацельса можно считать достоверными — поклонники приукрашивали заслуги ученого, а недоброжелатели старались выставить его в дурном свете. Существует мнение, что он был смелым человеком и не боялся бросать вызов устоявшимся правилам и традициям. Известно, что в Базельском университете он читал курс медицины на немецком языке, что было нарушением всей университетской традиции, обязывавшей преподавать только на латыни. Его смелость и неординарность порой граничили с неуживчивостью, поэтому ему часто приходилось путешествовать в поисках новых мест для занятий химическими и медицинскими исследованиями.
Видными последователями идей Парацельса и представителями ятрохимического направления были также Иоганн Баптист Ван Гельмонт, Анджело Сала, Андрей Либавий, Отто Тахений, Франциск Сильвий, Жан Рей и Томас Уиллис.
И.Б. Ван Гельмонт своими открытиями и наблюдениями способствовал развитию химии более своего учителя. Ван Гельмонт не был противником идеи об «Архее», и не мог полностью освободиться от мысли о его значимости; в то же время он привнес в ятрохимию новые рациональные научные представления. Отклоняясь от концепции Парацельса о безусловной значимости «Архея», он применял химические знания для объяснения процессов в организме человека. Согласно Ван Гельмонту, пищеварение регулируется главным образом не «Археем», а кислотой, содержащейся в желудочном соке, — избыток или недостаток кислоты вызывает расстройства пищеварительной системы, с которыми необходимо бороться лекарственными препаратами: в первом случае щелочной природы, а во втором — кислотной.
Иоганн Баптист Ван Гельмонт (1579–1644)
Ван Гельмонту принадлежат труды по медицине и химии, которые собрал и издал его сын. Наибольшую известность приобрело многотомное издание «Заря медицины или полное собрание сочинений».
Идеи Ван Гельмонта, относящиеся к строению материи, не дают оснований поставить этого мыслителя в один ряд с другими представителями экспериментального Ренессанса, которые своими сочинениями изменили теоретические основы естествознания{135}. В стремлении представить устройство окружающего мира фламандский ученый опирался главным образом на воззрения Аристотеля, разбавив их своими оригинальными воззрениями. В качестве первичных элементов (elementa primigenia) Ван Гельмонт сохранил Аристотелевы первостихии — воду и воздух, и в то же время не считал элементами землю и огонь. Однако соображения, которые привели его к этому разграничению, находились еще в рамках перипатетической школы. Согласно Ван Гельмонту, воздух и вода — элементы первичные, потому что они не могут превратиться один в другой. Напротив, чистая и простая земля, хотя и считавшаяся сначала элементом, по-видимому, происходит из воды, потому что при помощи некоторых средств может быть переведена в воду. Огонь, по мнению Ван Гельмонта, обладал особыми свойствами, поэтому его нельзя причислить ни к элементам, ни к веществам. Подобные представления не могли способствовать возникновению новых методов экспериментального исследования, но тем не менее знаменовали начало переходного периода между всесильностью аристотелевского учения к корпускулярной концепции Р. Бойля (см. гл. 6, п. 6.2).
Помимо занятий медициной и химией Ван Гельмонт ставил опыты по изучению питания растений. Результаты этих экспериментов не поколебали его веры в существование в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы («жизненная сила», «душа», «Архей»), управляющей жизненными явлениями. Подобные представления нидерландского ученого позволяют считать его одним из активных сторонников теории витализма, которая господствовала в биологии на протяжении XVII — первой четверти XIX вв.[14] Несмотря на ошибочность многих теоретических положений, труды Ван Гельмонта в значительной степени способствовали признанию важности химических процессов в явлениях, происходящих в живых организмах.
Титульный лист одного из сочинений И.Б. Ван Гельмонта
Одним из первых ученых-химиков Ван Гельмонт обратился к изучению газов. Его оригинальные и проницательные наблюдения положили начало систематическому изучению газов, что привело к зарождению пневматической химии.
Голландец Франциск Сильвий был сначала врачом, а затем профессором медицины в Лейдене. Как медик пользовался большой славой. Примкнув к ятрохимическому учению, устранил из него духовные начала, введенные Парацельсом и Ван Гельмонтом. Пищеварение животных и человека Сильвий рассматривал как чисто химический процесс. Согласно представлениям Сильвия, пища перерабатывается с помощью слюны, желудочного сока и желчи. В медицине он также придавал большое значение химии и фармакологии.
Кроме препаратов сурьмы и ртути, в постоянную фармакологическую практику ученый предложил ввести хлорид калия, который получил название сильвиевой противолихорадочной соли.
О жизни еще одного представителя ятрохимии Отто Тахения известно очень мало. После получения диплома в Падуе в 1644 г. он работал врачом в Венеции. Его главным научным трудом считают сочинение «Химический Гиппократ» (Венеция, 1678 г.). Среди представителей ятрохимии Тахений занимает особое положение, поскольку известен своими независимыми суждениями, в которых подвергал критике некоторые положения учения Парацельса. В теоретическом плане был сторонником идей Ф. Сильвия.
В вопросе о строении веществ О. Тахений больше, чем его предшественники, приближался к рациональной трактовке. При проведении экспериментов он часто прибегал к методам химического анализа, который в то время еще находился в стадии зарождения. Ему удалось количественно определить увеличение массы свинца при его обжиге. Одним из первых Тахений сформулировал понятие соли как продукта реакции между кислотой и щелочью. В процессе своей медицинской практики он значительно расширил список химических препаратов, применяемых в качестве лекарств.
Франциск Сильвий (1614-1672)
Титульный лист книги Отто Тахения «Химический Гиппократ» (Венеция,
Анджело Сала (1576–1637)
Врач и ятрохимик Анджело Сала был итальянцем по происхождению, но работал преимущественно в Швейцарии и Германии. А. Сала обладал весьма обширными для своего времени химическими познаниями, что послужило на пользу и химии, и фармации. Анджело Сала предложил новые способы получения кислот: серную кислоту в смеси с сернистой он синтезировал сжиганием серы под колоколом в присутствии водяных паров, а фосфорную кислоту выделял из костей при действии на них серной кислоты. Круг научных интересов А. Сала был достаточно широк: его интересовали свойства солей аммония, нитрата серебра, оксалатов различных металлов. Особое внимание ученый уделял изучению процессов брожения. Для химии представляют интерес следующие сочинения А. Сала: «Сахарология», «Тартарология» и «Обзор ятрохимических афоризмов». Химические труды этого итальянского исследователя упоминаются в работах различных историков. Одной из существенных заслуг Анджело Сала в области медицины и фармакологии является то, что он впервые рекомендовал использовать нитрат серебра («адский камень») для борьбы с инфекциями. Вплоть до начала XX в. нитрат серебра (ляпис) применяли как мощное антисептическое средство, в том числе и для лечения такого заболевания как сифилис.
Химические исследования вызывали большой интерес у французского ученого Жана Рея, однако большую часть своей жизни он посвятил врачебной деятельности. Историки химии характеризуют его как весьма оригинального человека и тонкого наблюдателя. В своих химических исследованиях Жан Рей выступает как один из прямых предшественников своего великого соотечественника А.Л. Лавуазье (см. гл. 6, п. 6.5). В сочинении «Опыты для отыскания причины, почему олово и свинец увеличиваются в весе при прокаливании» (1630) он высказывает предположение, что увеличение массы металлов при нагревании обязано воздуху.
Немецкий представитель ятрохимии Андрей Либавий признавал огромную значимость химии для медицины, и в то же время указывал на некоторые недостатки последователей Парацельса. Помимо химии он занимался историческими и филологическими исследованиями, а также педагогической деятельностью — был директором гимназии в Кобурге. Андрей Либавий обладал глубокими знаниями в области химии. Научные сочинения А. Либавия вышли в свет в 1606 г. незадолго до его смерти в трех томах под заглавием «Полное собрание медико-химических сочинений». Его наблюдения способствовали развитию металлургии, изучению серной кислоты, солей аммония, свинца и других металлов. Он открыл хлорное олово, которое было названо дымящим спиртом Либавия (Spiritus fumans Libavii).
Перегонкой янтаря получил янтарную кислоту (flos succini — янтарный цвет). Андрей Либавий проявлял интерес к рациональной организации химической лаборатории.
В 1597 г. произошло знаменательное для процесса эволюции химической науки событие — Андрей Либавий опубликовал свою книгу «Алхимия», которую считают первым в истории учебником химии. В своей книге он впервые подробно описал несколько способов получения соляной кислоты, тетрахлорида олова, сульфата аммония и царской водки (aqua regia). В книге Либавия можно прочесть, что неорганические вещества следует распознавать по форме кристаллов, полученных после испарения раствора.
Андрей Либавий (ок. 1550–1616)
Несомненным ее достоинством является то, что в отличие от алхимических трактатов, она написана четким и ясным языком{136}.
Идеи, подобные теоретическим представлениям ятрохимиков, разделял английский врач Томас Уиллис.
В своей концепции к трем парацельсовским началам (ртути, сере и соли) он добавил землю и воду. Следует отметить, что в 1621 г. идею о пяти началах впервые высказал Себастьяно Бассо. Он различал три активных начала (спирт (ртуть), масло (серу), соль) и два пассивных — землю и флегму (воду). Это учение, основанное на наблюдениях за деструктивной перегонкой веществ растительного и животного происхождения, было широко распространено среди химиков практически до конца XVII в. Главной научной заслугой Уиллиса следует считать эксперименты в области органической химии по изучению процессов брожения.
Титульный лист «Алхимии» А. Либавия (Франкфурт, 1606)
Ученые-ятрохимики сделали первую удачную попытку найти пути эволюции химических знаний вне рамок алхимической доктрины. Они убедительно доказали, что химия способна на деле служить во благо человека. От несбывшихся обещаний алхимиков найти панацею, способную избавить сразу от всех недугов, ятрохимики перешли к вполне реальной практике медикаментозного лечения болезней. Использование химических веществ в лечебной практике XVI в. способствовало определенному развитию химии, хотя и поставило ее в подчиненное положение по отношению к медицине{137}. Парацельс и его последователи существенным образом расширили круг веществ, применяемых в химических и медицинских целях. Ими были подробно описаны способы получения и свойства хлорида калия (Ф. Сильвий), сульфата натрия (И. R Глаубер), неорганических солей аммония и ацетата аммония; многих соединений сурьмы, ртути, мышьяка и серебра.
Сторонники учения Парацельса поставили перед химией новую задачу — получать как можно более чистые вещества и испытывать их медикаментозное воздействие на человека. Однако получение химическим путем большого количества новых сильнодействующих препаратов имело и свою обратную сторону — увеличилась опасность злоупотребления лекарствами, обладающими мощным действием на организм человека. Кроме того, появились не чистые на руку шарлатаны, необоснованно назначавшие новые лекарственные препараты. Поэтому нередки были летальные случаи, особенно при необдуманном применении соединений мышьяка.
Особо следует отметить заслуги ученых-ятрохимиков в области изучения способов получения и свойств солей. На основании многочисленных экспериментов они закрепили представления алхимиков о том, что соли образуются при взаимодействии кислот и оснований. Более того, представители ятрохимии указали, что соли целесообразнее всего рассматривать как продукты этого взаимодействия. Химические знания в XVII в. достигли столь высокого уровня, что исследователи уже могли целенаправленно проводить реакции образования солей и взаимного обмена солей с выпадением осадка. Представители ятрохимии отчетливо понимали, что в результате реакции различных соединений могут возникать новые вещества, обладающие иными свойствами, чем исходные. Более того, химики научились проводить и обратный процесс вновь получать исходные вещества из продуктов реакции.
Ятрохимиками были довольно тщательно изучены и многие органические соединения: получение и свойства концентрированных растворов уксусной и винной кислот, а также их соли; были получены и описаны бензойная, яблочная и пировиноградная кислоты. Знания, накопленные учеными-ятрохимиками, долгое время служили главным ориентиром и путеводной нитью в процессе получения новых лекарственных препаратов и изучения их целебных свойств{138}.
Иллюстрация из книги А. Либавия «Алхимия» с изображением химического оборудования
Необходимо отметить, что ятрохимики внесли определенный вклад и в зарождение аналитической химии, разработав некоторые способы качественного химического анализа веществ в водных растворах. Осаждение серебра соляной кислотой из азотнокислого раствора применялось для распознавания как серебра, так и соляной кислоты. Тахений, Сильвий, Ван Гельмонт и другие использовали различные реакции осаждения и цветные реакции для распознавания металлов в растворе. В этих целях ятрохимики применяли щелочные растворы (гидроксидов и карбонатов щелочных металлов), а также настой дубильных орешков. Нет никакого сомнения, что последователи Парацельса были еще очень далеки от настоящих систематических методов химического анализа, они еще только лишь догадывались о возможности распознавать составные части тел. Немного позднее Роберту Бойлю удалось уяснить эту цель и создать настоящую качественную аналитическую химию на научной основе (см. гл. 6, п. 6.2).
Еще одной важной заслугой ученых-ятрохимиков явилось то, что благодаря их деятельности в обществе крепло убеждение в необходимости химических знаний и навыков, причем особенно в медицинской практике. Значительно увеличилось количество ученых, занимавшихся химическими исследованиями, поскольку в их проведении были заинтересованы уже не только одни алхимики, но также аптекари и врачи. В эпоху Возрождения признание обществом ценности знаний о свойствах веществ и их лечебном применении привело к возникновению зачатков системы химического образования — химию стали преподавать на медицинских факультетах старейших европейских университетов.