Как уже отмечалось выше, для Западной Европы эпохи Возрождения характерна невиданная ранее интенсивность развития культуры, науки и техники. До начала XIII в. развитие химических ремесел в Европе происходило достаточно медленно, что было обусловлено тремя основными причинами. Во-первых, с падением Римской империи многие технологии производства химических веществ были утеряны — разгромившим Вечный город племенам варваров, стоящим на более низкой ступени эволюции, эти знания и умения были не нужны. Во-вторых, в большинстве западноевропейских стран вплоть до XII–XIII вв. сохранялось натуральное хозяйство. Отсутствие налаженных торговых связей не способствовало расширению ассортимента производимых товаров и повышению их качества. В-третьих, наука и образование в этот период находились в зачаточном состоянии и несли на себе явную печать схоластики, поэтому ученые еще не могли выступать в качестве инициаторов научно-технического прогресса.
Только в эпоху Возрождения химические ремесла обрели новые социально-экономические, моральные и научные стимулы для развития. Всестороннее расширение торговли, создание первых мануфактур резко увеличило эффективность производственных отношений — выросли объемы и качество производимых товаров, появилась потребность в совершенствовании старых и создании новых технологий. Пропаганда активной роли человека в окружающем мире, проводимая идеологами Ренессанса, побуждала ученых и ремесленников смелее вторгаться в ранее неизведанные области науки и техники. Кроме того, знания о способах синтеза и свойствах новых веществ, полученные алхимиками, явились прочным фундаментом, без которого создание химического производства Нового времени было бы невозможным. Вне всякого сомнения, указанные положительные тенденции затронули те направления в химии, которые принято считать прикладными. Практическая химическая деятельность стала восприниматься как объект для изучения. В результате включения ремесленной технохимической деятельности в контекст ятрохимических (и алхимических) рассуждений средневековые химические ремесла превратились в систему химической технологии{139}.
Среди наиболее заметных естествоиспытателей того времени, представляющих направление прикладной химии, необходимо назвать немецкого аптекаря и химика-практика Иоганна Рудольфа Глаубера, который внес заметный вклад в усовершенствование методов получения ряда неорганических веществ. Ему была присуща большая проницательность в истолковании экспериментальных данных. Глаубер разработал методы выделения азотной и соляной кислот, отличавшихся высокой степенью чистоты. HNO3 получил перегонкой селитры с серной кислотой, a HCl выделил при нагревании смеси поваренной соли и H2SO4. Особое внимание в своих изысканиях немецкий химик уделял изучению различных солей. Одна из открытых и подробно изученных им солей — кристаллогидрат Na2SO4∙10H2O, в его честь называется глауберовой солью. Одним из первых Глаубер получил и описал жидкое стекло — метасиликаты натрия и калия, а в 1649 г. он впервые описал сырой бензол, выделенный разгонкой каменноугольной смолы.
Иоганн Рудольф Глаубер (1604–1670)
С 1634 г. И.Р. Глаубер стал оснащать свою аптеку стеклянными сосудами различной формы и назначения. Благодаря стараниям немецкого ученого стеклянная лабораторная посуда получила широкое распространение в химической практике. Всемерно способствуя применению стеклянной посуды, Глаубер создал промышленное стекловарение в Тюрингии (Германия).
Аппараты И.Р. Глаубера для дистилляции
Общий технологический подъем, который переживала Западная Европа в XVI–XVII вв., сказался в первую очередь в тех областях химии, которые были непосредственно связаны с производством (см. гл. 7). Особенно успешно развивались такие отрасли прикладной и технической химии, как горное дело и металлургия, производство керамики и фарфора, получение бумаги и окрашенного стекла. Медленное накопление знаний и совершенствование ремесленной практики к середине XVI в. сменилось кульминационной фазой. Объем полученных данных стал вполне достаточным, чтобы сделать первые значительные обобщения. Весьма характерным можно считать тот факт, что именно в это время появляются трактаты по целому ряду отраслей техники, в которых содержатся доступные описания химических процессов без употребления обычного для алхимии туманного и фантасмагорического языка.
По словам М. Джуа, открытие И. Гутенберга обновило химическую литературу не только по языку, но и по содержанию{140}. Наиболее важными из сохранившихся до настоящего времени трактатов по технической химии являются:
— Ванноччо Бирингуччо «О пиротехнии» (1540);
— Бернар Палисси «Гончарное искусство» (1557–1580);
— Георг Бауэр (Агрикола) «О горном деле и металлургии» (1530–1546);
— Джованни Вентура Россетти «Собрание сведений об искусстве крашения» (1540);
— Джованни Батиста Делла Порта «Натуральная магия» (1558);
— Антонио Нери «Об искусстве стеклоделия» (1612).
Эти сочинения представляют особую ценность по двум причинам: во-первых, благодаря изложению специальных вопросов технической химии, они положили начало той отрасли химической литературы, которая способствовала и способствует прогрессу нашей науки; во-вторых, эти книги были написаны на основе реальных экспериментальных данных и наблюдений, поэтому и с позиций настоящего времени можно говорить, что в их основу положен вполне научный подход.
Такой подход явился результатом того, что авторы, выйдя за рамки теоретических доктрин алхимических исканий, специализировались в отдельных отраслях практической деятельности. Многие авторы, занимающиеся изучением истории науки, считают, что эти сочинения XVI–XVII вв. являются подлинными истоками современной технической химии.
Среди названных технических трактатов наиболее интересными по содержанию и объему представленной в них информации с точки зрения истории химии следует считать книги Ванноччо Бирингуччо «О пиротехнии» и Георга Агриколы «О горном деле и металлургии».
Ванноччо Бирингуччо (1480–1539)
Ставший классическим труд В. Бирингуччо «О пиротехнии» впервые был напечатан в Венеции в 1540 г. вскоре после кончины его автора, он состоял из десяти томов, в которых речь шла о рудниках, испытании минералов, приготовлении металлов и их сплавов, плавлении металлов, перегонке, некоторых видах военного искусства и фейерверках. В своей книге Бирингуччо изложил известные ему сведения о месторождениях ртути, сурьмы и серы; о римских квасцах, способе очистки серебра посредством купеляции; об искусстве перегонки, гончарном ремесле, технических нормах в минном и артиллерийском деле{141}.
Занимаясь прокаливанием металлов на воздухе, Бирингуччо одним из первых ученых-химиков установил, что в результате эксперимента масса свинца увеличивается приблизительно на одну десятую часть. Значение труда «О пиротехнии» для развития прикладной химии подчеркивает значительное число его последующих переизданий. Главными преимуществами сочинений итальянского автора, отличающими их от алхимических манускриптов того времени, является четкость суждений и ясность в истолковании технических процессов, что обеспечивало доступность их содержания широкому кругу читателей.
Титульный лист книги Ванноччо Бирингуччо «О пиротехнии» (Венеция, 1540)
Неаполитанский естествоиспытатель Джованни Баттиста Делла Порта является автором сочинения «Натуральная магия» (1560), в котором были собраны сведения по практической химии того времени. Итальянский ученый отчасти разделял идеи ятрохимиков и занимался керамическим производством, стеклом, искусственными драгоценными камнями и перегонкой, о чем свидетельствует его труд «О перегонке» (1606).
Самым известным химиком Франции в XVI в. был Бернар Палисси. Его труды выгодно отличались от алхимических и ятрохимических абстракций, поскольку были посвящены естественнонаучным исследованиям и наблюдениям за природными явлениями. В своих сочинениях Палисси критиковал как учение Парацельса, так и алхимические поиски философского камня. Хотя было бы преувеличением считать его сторонником научного экспериментального метода, он ясно сознавал роль наблюдения и исследования для науки. «Я не имел иной книги, — утверждал он, — кроме неба и земли, которая известна каждому, и каждый может узнать и прочесть эту прекрасную книгу»{142}.
Титульный лист книги «Пликто об искусстве крашения, обучающий окраске шерстяных, полотняных и шелковых тканей как особым, так и обычным способом», Джованни Вентура Россетти (Венеция, 1548)
Благодаря своей огромной жизненной энергии, Б. Палисси сумел пройти путь от простого гончара до самых вершин мастерства в керамическом производстве. Используя опыт итальянских коллег, Палисси существенно развил и усовершенствовал технологию, особенно производство глазурей. Некоторые секреты производства цветных глазурей французского химика еще не раскрыты до настоящего времени. Среди его сочинений наиболее значимыми являются «Трактат о питьевом золоте», «Гончарное искусство» и «Трактат о металлах». В книгах Бернара Палисси читателю открывается кипучая энергия автора, удивительно сочетающаяся с простотой изложения.
Научный кругозор французского ученого был достаточно широк. Он выступал с лекциями по химии неорганических веществ, интересовался агрономией. Палисси утверждал, что минеральные соли необходимы в жизни растений, и поэтому рекомендовал прибавление растворимых солей и мергеля к навозу и другим органическим удобрениям.
Изданное в 1556 г. сочинение Георга Бауэра, известного как Агрикола, «О горном деле и металлургии» («De Re Metallica») включало двенадцать томов. Оно явилось первым специализированным изданием, которое было посвящено подробному описанию многих операций, связанных с добычей и переработкой металлических руд{143}. Как отмечают все специалисты, одним из достоинств выдающегося сочинения Георга Бауэра являются 289 прекрасных рисунков, которые детально иллюстрируют описываемые процессы. Книга Агриколы стала настоящим шедевром, создавшим полную картину эволюции металлургии от древнейших времен до середины XVI в. Практически на протяжении двухсот лет сочинение «О горном деле и металлургии» оставалось авторитетнейшим изданием в своей области. И в настоящее время книгу Агриколы вполне заслуженно считают одним из наиболее почитаемых классических трудов в области металлургии.
Георг Бауэр (Агрикола) (1494–1555)
Становление технической химии требовало постоянного исследования не только конечных продуктов, но и качества исходного сырья, и все это предопределило возникновение аналитической химии. Нельзя сказать, что в XVI–XVII вв. существовали настоящие аналитические методы. Тем не менее необходимо признать, что наиболее видные последователи Парацельса и представители технической химии внесли существенный вклад в разработку многих методов качественного химического анализа. Конечно, они были еще далеки от настоящего систематического химического анализа, но уже догадывались о возможности целенаправленного поиска, а именно: как можно распознать составные части тел.
По мере того как росли и уточнялись знания о соединениях и их способности взаимодействовать друг с другом, химики все сильнее утверждались во мнении, что все вещества обладают сугубо специфическими свойствами. Особенно важную роль в описании этих свойств играло понятие «магистерия»{144}. Им характеризовали чистые вещества, которые прежде всего выделяются из смесей. Магистериями называли осадки солей металлов, оксиды металлов, порошки и растворы солей металлов.
Система для обогащения руды (из книги Георга Бауэра (Агриколы) «О горном деле и металлургии»)
В представлении о магистерии содержались некоторые черты, получившие впоследствии развитие в современном понятии об элементе.
В формировании химических представлений существенную роль сыграли те факты, что металлы могли вступать в соединения с другими веществами, а потом извлекаться из этих соединений без всяких потерь. Например, в книге В. Бирингуччо «О пиротехнии» сообщалось, что серебро, растворенное в азотной кислоте, можно выделить из раствора независимо от того, было ли до этого оно «разрушено» другими соединениями и утратило ли (как тогда казалось) свои первоначальные свойства.
Необходимость систематических исследований веществ, применяемых в технике и повседневной жизни, обусловила создание многочисленных лабораторий, прежде всего металлургических. Безусловно, распространению первых аналитических лабораторий способствовала фармация, которая в тот период под влиянием ятрохимиков все больше утверждалась на рациональных позициях.