«Химия потеряла голову с тех пор, как был обезглавлен Лавуазье»*
Гений, заложивший основы современной химии, или «корифей среди шарлатанов»? Неутомимый искатель научной истины или расчетливый финансист? Уважаемый академик или презренный сборщик налогов? Повороты судьбы великого естествоиспытателя Антуана Лавуазье были так же причудливы, как и перипетии французской истории XVIII в. — эпохи просвещения, революционной романтики и кровавого террора
Ученый, финансист, общественный деятель
Антуан Лоран Лавуазье родился 26 августа 1743 г. в Париже в семье богатого и процветающего адвоката, занимавшего почетную должность прокурора парламента. В возрасте пяти лет мальчик остался без матери, и его воспитание взяла на себя ее сестра. Первоначальное образование Антуан получил в привилегированном колледже Мазарини, а затем по настоянию отца поступил на юридический факультет Парижского университета. Штудируя право, любознательный юноша находил время и для других занятий, посещая лекции по философии, математике, физике, астрономии, ботанике, анатомии, геологии, минералогии и метеорологии. Он жадно приобщался к искусству и даже пытался писать драму.
Особый интерес у будущего юриста вызывала химия — наука, которая лишь начала избавляться от средневекового ореола таинственности, от репутации «тайного знания», которого достойны лишь избранные. Первыми наставниками Лавуазье стали профессор Клод Луи Бурделен (1696–1777) и талантливый химик-демонстратор Гильом Франсуа Руэлль (1703–1776). Первый в своих лекциях излагал различные умозрительные теории, представлявшие полную противоречий и «белых пятен» химию того времени. Второй должен был иллюстрировать утомительные лекции Бурделена соответствующими экспериментами, однако зачастую блестящие опыты Руэлля не подтверждали, а опровергали профессорские теории. Так Лавуазье убедился в тщетности абстрактной науки и могуществе экспериментального подхода в химии. Руэлль многому научил Антуана и повлиял на его судьбу. В 1764 г. окончив университет, Лавуазье отказался от карьеры адвоката и решил полностью посвятить себя занятиям естественными науками.
* * *
Одним из первых научных увлечений Лавуазье стало составление минералогической карты Франции. На протяжении нескольких лет вместе со своим учителем, известным натуралистом и геологом Жаном Этьеном Геттаром (1715–1786), он совершал минералогические экскурсии, плодом которых стал первый научный трактат «Исследование различных родов гипса». Тогда же Лавуазье принял участие в конкурсе Парижской академии наук «на лучший способ освещения улиц больших городов» и проявил изрядное рвение и недюжинную изобретательность. Чтобы наилучшим образом оценить яркость света от разных источников, он решил «повысить» чувствительность… собственных глаз, для чего на шесть недель заперся в темной комнате. В 1766 г. фундаментальное исследование Антуана Лавуазье об освещении улиц было рассмотрено и удостоено золотой медали.
Продолжая исследования рудных богатств Франции, Лавуазье вместе с Геттаром отправился в длительную экспедицию на северо-восток страны, в Вогезы. Оттуда он систематически посылал в Париж заметки и сообщения, вызывавшие большой интерес у столичных академиков. В результате в 1768 г. молодой естествоиспытатель был избран в Академию наук адъюнктом по химии.
* * *
Мечтая о финансовой независимости, которая дала бы возможность заниматься наукой, Лавуазье подыскал себе доходное место: в 1768 г. вступил в общество финансистов, которое за определенную плату «откупало» у государства право сбора некоторых налогов (винного, табачного, соляного, таможенного), а также крепостных пошлин. Сумма, вносимая откупщиками в государственную казну, не достигала и трети той, что они взимали с населения. Неудивительно, что откупщикам не доверяли, считали их ворами, паразитами и бездельниками. Многие биографы так и не нашли оправдания «безнравственному» выбору талантливого ученого, тогда как большинство коллег-буржуа не осуждали Лавуазье. К тому же грешил не он один. Например, французский философ эпохи Просвещения Клод Адриан Гельвеций (1715-1771) также был откупщиком. Можно рассуждать о моральных принципах буржуазии накануне Великой французской революции, но нельзя не признать, что на заработанные в откупе деньги Лавуазье построил химическую лабораторию, оборудовал ее самыми дорогими и точными приборами (весами, барометрами, термометрами), приобрел все необходимые для опытов материалы и в конечном счете совершил множество гениальных открытий.
* * *
Жак-Луи Давид “Антуан Лоран Лавуазье с супругой”
Став состоятельным гражданином, Лавуазье женился на дочери генерального откупщика Польза Марии Анне Пьеретте. Ему было 28 лет, ей — 14. Несмотря на молодость невесты, брак оказался вполне счастливым. Супруга была толкова и расторопна, она активно помогала Антуану в лаборатории, оформляла протоколы экспериментов, переводила с английского научную литературу и даже иллюстрировала одну из его книг. Детей у Лавуазье не было. Для обоих смыслом и целью жизни была наука. Мария гордилась успехами мужа более, чем он сам. Побывавший у них в гостях английский писатель Артур Юнг (1741–1820), так отзывался о хозяйке: «Г-жа Лавуазье, особа очень образованная, умная и живая, приготовила нам завтрак по-английски, но лучшая часть ее угощения, без сомнения, ее разговор, частью об «Опыте о флогистоне» Кирвана, частью о других предметах, которые она умеет передавать замечательно интересно».
Система гигантских линз, сконструированная Лавуазье для опытов по горению
В 1775 г. Антуан Лавуазье получил должность «управляющего пороховым и селитряным делом». Днем он исполнял обязанности по должности и занимался делами по откупу, утром и вечером (не менее 6 часов в сутки) проводил в своей лаборатории, а один день в неделю целиком посвящал науке. По словам супруги, это был день счастья: в лаборатории собирались друзья, ученые-химики, математики, физики, известные инженеры и просто любители науки. Они с энтузиазмом помогали Лавуазье в опытах, а затем горячо обсуждали результаты.
В 1778 г. Лавуазье стал действительным членом Парижской академии наук, а с 1785 по 1786 г. даже возглавлял ее. Правительство часто приглашало его как эксперта в различные комиссии: по инспекции тюрем, животному магнетизму, возможностям улучшения аэростатов и т.д. Казалось бы, одному человеку столько дел не под силу, но Лавуазье не уставал доказывать обратное. В 1778–1785 гг. он стал владельцем нескольких имений и занялся налаживанием в них идеального хозяйства. По-видимому, это ему удалось, так как в 1785 г. он занял должность секретаря комитета земледелия и принял непосредственное участие в организации образцовых мастерских по производству тканей из льна и пеньки. А спустя два года Лавуазье избрали членом Орлеанского провинциального собрания.
Будучи управляющим «пороховым делом» в стране, Лавуазье стремился его усовершенствовать, в частности, организовал несколько успешных экспедиций для поиска месторождений селитры, что позволило Франции отказаться от ее ввоза из-за границы. Производство пороха во Франции к 1788 г. более чем удвоилось. Вместе со своим известным коллегой Клодом Луи Бертолле (1748–1822) Лавуазье пытался наладить производство новых видов взрывчатых веществ, в которых селитра была бы заменена бертолетовой солью и другими добавками. Во время испытаний он едва не погиб от случайного мощного взрыва.
Антуан Лавуазье “Начальный учебник химии”, 1789
Новаторство проявилось и в работе откупщиком. Принято считать, что именно Лавуазье подал министру финансов идею обнести Париж стеной в целях борьбы с тайным провозом в город товаров, которые ускользали от обложения пошлинами. В 1784–1785 гг. стена длиной 23 км, прозванная Таможенной, действительно была построена к негодованию парижан, провинциальных торговцев и крестьян, привозивших на парижские рынки продукты.
Несмотря на широту интересов, важнейшими для ученого были занятия химией. В 1772–1787 гг. он проделал колоссальную научную работу, результатом которой стала полная реформа химии. Из нее были изгнаны схоластические теории, введены методы количественного анализа, создан новый химический язык. В марте 1789 г., незадолго до взятия Бастилии, Лавуазье опубликовал «Начальный учебник химии», содержащий все новейшие открытия. Позднее историки науки назовут эту книгу «одним из бессмертных этапов истории цивилизации».
Охотник за воздухом
Научное наследие Лавуазье грандиозно и затрагивает многие направления химической науки, однако важнейшие работы ученого относятся к исследованию газов. Во второй половине XVIII в. в этой области, полной тайн и полумистических представлений, общепринятой была так называемая теория флогистона, разработанная немецким врачом и химиком Георгом Шталем (1659–1734). Согласно его теории, все вещества, способные гореть и окисляться, содержат особое горючее начало, «флогистон», которое при горении выделяется из тела, оставляя золу, «известь». Прибегая в своих исследованиях к точному взвешиванию, Лавуазье показал, что в процессе горения из вещества ничего не выделяется, напротив, нечто неизвестное к нему присоединяется – то ли «огонь», как считал великий физик Роберт Бойль (1627–1691), то ли «часть воздуха», как предполагал сам Лавуазье. Нагревая олово (а затем — серу и фосфор) в герметически закрытом сосуде, он убедился, что общий вес сосуда не изменяется, при этом вес воздуха в сосуде на 1/5 уменьшается и остающийся воздух не поддерживает горения и дыхания. Это доказывало, что в процессе горения к веществу присоединяется не «огонь», которого до опыта в сосуде не было, а «часть воздуха». Открытие кислорода, сделанное в 1774 г. одновременно английским химиком Джозефом Пристли (1733–1804) и шведом Карлом Шееле (1742–1786), помогло Лавуазье объяснить роль кислорода в образовании металлических «известей» (оксидов) и дало повод заявить о кислороде как составной части воздуха — «жизненном воздухе», поддерживающем горение веществ и дыхание животных. Неопровержимым доказательством связывания части воздуха при образовании оксидов могло стать, по мнению ученого, высвобождение этой части из оксида. С этой целью он провел классический опыт: нагревая ртуть с определенным объемом воздуха, получил «ртутную окалину» (оксид ртути) и «удушливый воздух» (азот), непригодный для горения и дыхания, а затем, прокаливая ртутную окалину, разложил ее на ртуть и «жизненный воздух» (кислород).
Изучая состав воздуха, Лавуазье исследовал роль кислорода в образовании кислот (1778), установил состав угольной кислоты (1781), объяснил изменения воздуха, вызываемые горением свечи (1777) и дыханием животных (1777). Совместно с великим французским математиком и астрономом Пьером-Симоном Лапласом (1749–1827), изучая горение водорода, Лавуазье в 1783 г. обнаружил, что в результате этого процесса образуется чистая вода. Спустя два года ему удалось получить воду путем синтеза из водорода и кислорода, а затем добиться ее разложения. Поскольку при сжигании органических соединений образуются вода и углекислый газ, Лавуазье пришел к верному заключению, что они состоят преимущественно из углерода, водорода и кислорода (1784).
Учение о кислороде как главном агенте горения в научной среде было встречено враждебно. Но постепенно все больше химиков принимали сторону Лавуазье, и еще при жизни он стал свидетелем полного торжества своей теории.
Опираясь на свойства кислородных соединений различных простых веществ («тел»), Лавуазье предложил первую химическую классификацию, в основу которой легли понятия «окись», «кислоты» и «соли». Кроме того, он ввел новую упрощенную химическую номенклатуру, внесшую большую простоту и ясность в химический язык и очистившую его от туманных алхимических понятий.
Исследуя тепловые явления, тесно связанные с процессом горения, Лавуазье вместе с Лапласом создал калориметр и занялся изучением теплоемкости различных тел, а также количества теплоты, выделяющейся при химических превращениях. Его работы положили начало новому научному направлению — термохимии.
* * *
«Пневматические» исследования Антуана Лавуазье касались не только химических, но и физиологических процессов. Великий химик обнаружил и изучил изменения, которым подвергается воздух в процессе дыхания животных. Используя разработанные совместно с Лапласом методы калориметрии, Лавуазье показал, что дыхание представляет собой медленное горение, за счет которого в организме поддерживается постоянный запас тепла. Траты, происходящие в организме в процессе горения, восполняются за счет приема пищи. В своих работах он пытался установить соотношение между количеством выделяемого организмом углекислого газа и тем состоянием (покоя или работы), в котором организм находится. Исследования «химии» животной теплоты, проведенные Лавуазье, стали первым важным шагом в борьбе с витализмом — учением, которое господствовало в биологии так же, как учение о флогистоне — в химии, и согласно которому всеми жизненными процессами управляла особая нематериальная «жизненная сила».
* * *
Благодаря Лавуазье — основателю количественного анализа в химии — весы стали необходимой принадлежностью химической лаборатории. Во всех своих исследованиях он руководствовался тем принципом, что при химических превращениях вещество не пропадает и не возникает из ничего и что поэтому вес веществ до превращения и после него остается неизменным. Это положение известно как закон сохранения вещества Ломоносова — Лавуазье, который наряду со сформулированным позднее законом сохранения энергии составил основу современной философии природы.
В жерновах революции
Начавшуюся в 1789 г. Великую французскую революцию Лавуазье воспринял спокойно и продолжал активную общественную деятельность. Он был кандидатом в депутаты Генеральных штатов и членом Собрания представителей Парижской коммуны, членом ряда революционных комиссий (по монетному делу, гигиене, по литью пушек и др.), работал в Комиссии мер и весов, введшей во Франции метрическую систему, в Консультационном техническом бюро, разработал прогрессивный проект реформы народного образования и реорганизации научных учреждений. Но постепенно в нем росло недовольство новыми порядками. Сторонник конституционной монархии, он даже вступил в «Общество 1789 года», объединявшее противников дальнейших революционных преобразований. Над Лавуазье стали сгущаться тучи. В 1791 г. была ликвидирована система откупов, а два года спустя декретом Конвента упразднена Парижская академия наук. Ученых упрекали в паразитизме, и один из вождей революции — пламенный Марат— назвал Лавуазье «корифеем среди шарлатанов». В декабре 1793 г. вышло постановление об аресте всех бывших откупщиков. На суде 8 мая 1794 г. их обвинили в злоупотреблениях, заговоре против французского народа и приговорили к конфискации имущества и смертной казни. Вечером того же дня приговор был приведен в исполнение. «Всего мгновение потребовалось им, чтобы срубить эту голову, а и во сто лет не будет такой другой», — написал тогда французский математик Жозеф Лагранж (1736–1813).
Спустя два года Лавуазье был признан несправедливо осужденным, а его имущество возвращено вдове.
* химик и фармацевт, издатель первого химико-фармацевтического журнала И.-Б. Троммсдорф (1770–1837).
Подготовила Татьяна Ткаченко
“Фармацевт Практик” #01′ 2010
