Первоначальные достижения человечества в области практической химии в сравнении с грандиозными успехами современной науки представляются весьма незначительными. Однако для своего времени многие открытия древности были в полном смысле слова революционными. Вот почему историк химии не может игнорировать древнейшие периоды возникновения и развития первоначальных химических знаний, не может не изучать историю практической и ремесленной химии. Именно на основе успехов и достижений практической химии древности происходило развитие химических знаний в последующие эпохи. Другой границей исторического развития химии естественно принять современное состояние химии. Иными словами, рассмотрение исторического процесса развития химии следует "доводить" до современности. В своей работе "О государстве" В. И. Ленин писал, что необходимо изучать исторические явления в их полном развитии, "не забывать основной исторической связи, смотреть на каждый вопрос с точки зрения того, как известное явление в истории возникло, какие главные этапы в своем развитии это явление проходило, и с точки зрения этого его развития смотреть, чем данная вещь стала теперь" (17).
Фиксируя современное состояние тех или иных научных проблем как результат их исторического развития, следует учитывать, что объектом исторического исследования могут служить лишь явления и факты, ставшие историческими, т. е. в какой-то степени завершенные в своем развитии. В этом отношении нельзя не согласиться с мнением М. Лауэ: "…История науки доходит только до тех проблем, которые в настоящее время еще не могут быть признаны решенными" (18).
Исторический анализ развития научных проблем, не ставших еще достоянием истории науки, таит опасность ошибочных оценок, необъективного освещения событий, а также достижений и заслуг ученых. Вот почему историк науки, рассматривая развитие тех или иных проблем и направлений исследования, вынужден останавливаться на некотором отдалении от современности. Впрочем, исключительно быстрое развитие науки в наше время допускает исторический анализ явлений и событий совсем недавнего прошлого.
Итак, история химии изучает и рассматривает процесс развития химических знаний на протяжении огромного периода времени - от глубокой древности до наших дней. При этом, естественно, речь может идти лишь о наиболее важных исторических событиях и явлениях, о деятельности наиболее крупных исследователей.
В развитии химических наук и химической техники приняли участие многие тысячи ремесленников, химиков-практиков, врачей, технологов, изобретателей и ученых сотен поколений. Все они внесли тот или иной вклад в сокровищницу знаний. Но деятельность подавляющего большинства творцов химии обычно не находит отражения в трудах по истории химии. Это не означает, однако, что труды всех этих тружеников науки и техники были не нужны и бесполезны. Развитие науки, особенно в новейшие исторические эпохи, невозможно представить без участия целой армий рядовых исследователей. История химии, однако, может рассматривать лишь деятельность наиболее видных ученых, выдвигавших и решавших фундаментальные проблемы науки, которые определяли магистральные пути научного и технического прогресса.
I. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ В ДРЕВНОСТИ. (ПЕРИОД ПРАКТИЧЕСКОЙ И РЕМЕСЛЕННОЙ ХИМИИ)
ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ ПЕРВОБЫТНЫХ ЛЮДЕЙ
На низших ступенях культурного развития человеческого общества, при первобытно-родовом строе, процесс накопления химических знаний происходил весьма медленно. Условия жизни людей, объединявшихся в малочисленные общины, или большие семьи, и добывавших средства к существованию путем использования готовых продуктов, которые давала природа, не благоприятствовали развитию производительных сил.
Потребности первобытных людей были примитивны. Прочных и постоянных связей между отдельными общинами, особенно если они территориально были отдалены друг от друга, не существовало. Поэтому передача практических знаний и опыта требовала длительного времени. Понадобилось много веков, чтобы первобытные люди в жестокой борьбе за существование овладели некоторыми отрывочными и случайными химическими знаниями. Наблюдая окружающую природу, наши предки познакомились с отдельными веществами, некоторыми их свойствами, научились использовать эти вещества для удовлетворения своих потребностей. Так, в далекие доисторические времена, человек познакомился с поваренной солью, ее вкусовыми и консервирующими свойствами.
Потребность в одежде научила первобытных людей примитивным способам выделки шкур зверей. Сырые, необработанные шкуры не могли служить сколько-нибудь пригодной одеждой. Они легко ломались, были жестки, а при соприкосновении с водой быстро загнивали. Обрабатывая шкуры каменными скребками, человек удалял с обратной стороны шкуры мездру, затем шкуру подвергали длительному вымачиванию в воде, а в дальнейшем - дублению в настое корня некоторых растений, затем ее сушили и, наконец, жировали. В результате всех этих операции она становилась мягкой, эластичной и прочной. Чтобы освоить подобные простейшие способы обработки различных природных материалов в первобытном обществе, потребовалось много столетий.
Огромным достижением первобытного человека было изобретение способов добычи огня и его использования для обогрева жилищ и для приготовления и консервирования пищи, а в дальнейшем и для некоторых технических целей. Изобретение способов добычи огня и его использования, как полагают археологи, произошло около 50 000–100 000 лет назад и ознаменовало собой новую эру в культурном развитии человечества.
"…Добывание огня трением, - писал Ф. Энгельс в "Анти-Дюринге", - впервые доставило человеку господство над определенной силой природы и тем окончательно отделило человека от животного царства" (1).
Овладение огнем привело к значительному расширению химико-практических знаний в первобытном обществе, к ознакомлению доисторического человека с некоторыми процессами, происходящими при нагревании различных веществ.
Однако понадобилось много тысячелетий для того, чтобы человек научился сознательно применять нагревание природных материалов, чтобы получать необходимые ему продукты. Так, наблюдение за изменениями свойств глины при ее прокаливании привело к изобретению глиняной посуды. Гончарные изделия зарегистрированы в археологических находках эпохи палеолита. Значительно позднее был изобретен гончарный круг и введены в практику специальные печи для обжига глиняной посуды и керамических изделий.
Уже на ранних этапах первобытно-родового строя были известны некоторые земляные краски, в частности окрашенные глины, содержащие окислы железа (охра, умбра), а также сажа и другие красящие вещества, при помощи которых первобытные художники изображали на стенах пещер фигуры животных, сцены охоты, боев и т. п. (например, Испания, Франция, Алтай). С древнейших времен минеральные краски, а также окрашенные растительные соки применялись для окраски предметов быта и для татуировки.
Несомненно, что первобытный человек весьма рано познакомился и с некоторыми металлами, прежде всего с теми из них, которые встречаются в природе в свободном состоянии. Однако в ранние периоды первобытно-родового строя металлы применялись очень редко, главным образом для украшений, наряду с красиво окрашенными камнями, раковинами и т. п. Впрочем, археологические находки свидетельствуют о том, что в эпоху неолита металл применялся для изготовления орудий труда и оружия. При этом металлические топоры и молоты делались наподобие каменных. Металл играл, таким образом, роль разновидности камня. Но несомненно, что первобытные люди в эпоху неолита наблюдали и особые свойства металлов, в частности плавкость. Человек легко мог (конечно, случайно) получить металлы, нагревая на костре некоторые руды и минералы (свинцовый блеск, касситерит, бирюзу, малахит и т. д.) Для человека каменного века костер был своеобразной химической лабораторией.
Человеку с глубокой древности были известны железо, золото, медь, свинец. Знакомство с серебром, оловом и ртутью относится к более поздним периодам.
Интересно познакомиться с некоторыми представлениями первобытных людей о металлах. Как показывают дошедшие до нас названия металлов на языках древних народов, свойства металлов объяснялись их "небесным" происхождением.
Так, у большинства народов Средней и Ближней Азии, у древних греков и египтян железо считалось "небесным" металлом. Древнеегипетское название железа би-ни-пет (коптское бенипе) в буквальном переводе означает "небесная руда", или "небесный металл". В Древней Месопотамии (Ур) железо называлось ан-бар ("небесное железо") (2). Древнегреческое название железа сидерос, также кавказское зидо, происходит от древнейшего слова, уцелевшего в латинском языке, sidereus, означающего "звездный" (от sidus - "звезда"). Древнеармянское название железа еркат - означает "капнувший с неба" ("упавший с неба"). Все эти названия свидетельствуют о том, что древние народы впервые познакомились с железом метеоритного происхождения в далекие доисторические времена. На это же указывают анализы древнейших железных предметов, обнаруженных археологами при раскопках в Египте (3). У некоторых народов древности были распространены мифы о том, что демоны, или падшие ангелы, научили людей изготовлять мечи, щиты и панцири, показали им металлы и способ их обработки (4).
Связь с космическими явлениями можно констатировать и в некоторых других названиях металлов, дошедших до наших дней из глубокой древности. Так, древнеславянское золото явно связано с названием Солнца (латинское Sol). Латинское название золота Аurum происходит от слова aurora, означающего "утренняя заря", а в мифологии - "дочь Солнца".
Подобное же происхождение названий металлов можно проследить и на других примерах. Так, древнегреческое название серебра аргирос и латинское argentum стоят в связи с древнегреческим аргес, означающим "блестящий", "сверкающий", "ясный", "серебристо-белый", причем у Гомера это слово применяется для обозначения цвета молнии. Славянское слово сребро, или сьрбро, можно сопоставить с названием "серп", знаком которого с древнейших времен обозначали луну (лунный серп). В древнеегипетской и алхимической литературе обозначение серебра знаком лунного серпа было обычным, а серебро часто называлось "луною". Санскритское название серебра хирания созвучно с древнегреческим уранос - "небо".
Впрочем, подобное происхождение названий металлов можно констатировать далеко не у всех народов и не для всех металлов. Некоторые известные в древности металлы получили названия по функциональному признаку. Древнеславянское железо, например, имеет корень лез (рез), что указывает на применение в древности железа для изготовления режущих орудий (5). Подобно этому на латинском языке употреблялось название стали acies, буквально означающее "лезвие", "острие". Это название в точности соответствует древнегреческому стомома, применявшемуся в том же смысле (6).
Древнерусское олово, по-видимому, происходит от названия "олу" или "оловина" (ср. с латинским oleum - "масло"), обозначающим напиток - род браги или пива. Можно допустить с большой долей вероятности, что "оловина" в какую-то давнюю эпоху хранилась в оловянных или свинцовых сосудах (в древности олово и свинец часто не различали). Такие сосуды для хранения вина и напитков, как и вообще оловянная посуда, довольно широко употреблялись, например, у народов Древнего Кавказа. Подобные сопоставления названий металлов, возникших в древности, можно проследить и в других языках.
Некоторые металлы, как и другие вещества, получили свои названия от названий мест их добычи. Так, древнерусское медь, без сомнения, связано с широко распространенным у народов Средиземноморского побережья и Ближней Азии термином металлон, обозначающим "рудник", или "место добычи металла".
От этого же слова происходят и распространенные в романских языках названия "медаль" и "медальон". Напомним также о происхождении латинского названия меди cuprum от названия острова Кипр, где в древности находились медные рудники. От названия этого же острова произошло и название "купорос".
Ограничимся здесь этими немногими отрывочными сведениями общего характера о возникновении химико-практических знаний в эпоху первобытного родового строя.
Весьма низкий уровень состояния производительных сил, ограниченность потребностей общества, само собой разумеется, не способствовали достаточно быстрому накоплению химических знаний и опыта производства. Этим и объясняется крайне медленное развитие в первобытном обществе культуры и техники, в частности химико-практических знаний. Однако нельзя отрицать, что в течение многих тысячелетий существования первобытно-родового строя человечество достигло все же известных успехов в своем культурном и техническом развитии. Круг знаний и производственные навыки, накопленные в эту эпоху, послужили базой, на которой в дальнейшем уже более быстрыми темпами развивались химико-практические и химические знания.
ХИМИЧЕСКАЯ И РЕМЕСЛЕННАЯ ТЕХНИКА У НАРОДОВ АЗИАТСКОГО И АФРИКАНСКОГО МАТЕРИКОВ ДО НАЧАЛА НОВОЙ ЭРЫ(7)
Значительно более высокого уровня химико-практические знания достигли в рабовладельческом обществе. В эту эпоху возникли ремесленные производства, были освоены различные технические приемы добычи и переработки большого числа веществ и материалов.
Возникновению ремесел при рабовладельческом строе особенно содействовало внедрение в производственный процесс разделения труда рабов-ремесленников, специализация производства. При этом уже в период раннего рабовладельческого общества преимущественное развитие получили ремесла, обслуживавшие потребности и прихоти рабовладельцев.
Следует отметить большие достижения в эту эпоху в области металлургии, ткацкого и красильного ремесел, производства стекла, глазурей и художественной керамики, строительной техники, фармации и других производств, связанных в особенности с осуществлением грандиозных сооружении, предпринимавшихся деспотами.
За несколько тысячелетий до новой эры на обширных территориях азиатского и африканского материков, в полосе субтропических широт (40–20° с. ш.) возникли могущественные рабовладельческие государства, постепенно подчинившие себе разрозненные и слабые кочевые народы и племена. Крупнейшими государствами древнего мира были: в Азии - государства Междуречья (Ассирия и Вавилония), Индия и Китай, в Африке - Египет. Теплый климат, плодородие почвы способствовали развитию здесь сельского хозяйства и скотоводства, вначале по берегам крупных рек, а в дальнейшем и в районах искусственного орошения. Вместе с тем рабовладельческий уклад жизни способствовал образованию на территории этих государств крупных городов, ставших центрами культуры и ремесел.
Огромное количество рабов, постоянно пополняемое за счет пленных и покоренных полудиких народов, позволило деспотам-рабовладельцам возводить грандиозные сооружения: дворцы, крепости, храмы, пирамиды и т. д., остатки которых уцелели до наших дней. В культуре и ремесленной технике цивилизованных народов древнего мира много общего. Эта общность, несомненно, объясняется торговыми и культурными связями между государствами древности, войнами, которые велись между ними.
Археологические материалы, а также литературные памятники древности (иероглифическая и клинописная эпиграфика, рисунки и т. д.) позволяют в настоящее время составить достаточно четкое представление об уровне развития ремесленной химической техники в странах древнего мира в различные эпохи.
Особенно высокого уровня развития в рабовладельческих государствах древнего мира достигла металлургия. Одним из первых металлов, с которым познакомились в странах Азии и Африки, было золото, встречающееся исключительно в самородном состоянии. В Египте золото в виде оружия и украшений найдено в гробницах эпохи бадарийской культуры (конец V и начало IV тысячелетия до н. э.) (8). Золотые предметы обнаружены также среди памятников шумерской культуры в Междуречье (IV–III тысячелетия до н. э.). В царских гробницах Ура (южная часть Месопотамии) найдено значительное количество золотых украшений, в том числе тонкие золотые нити, которые вплетались в ткани (9). В Древней Индии из золота изготовляли оружие и украшения еще в эпоху дохараппской культуры (4000–2500 гг. до н. э.) (10). К середине III тысячелетия до н. э. относятся золотые предметы, найденные в Китае.
Разработка широко известных в Верхнем Египте нубийских месторождений золота (нуб по древнеегипетски означает "золото") началась в эпоху Среднего царства (2160–1788 гг. до н. э.) Анализы найденных золотых предметов показали, что древнейшее египетское золото содержало значительные примеси серебра (до 18 %) и других металлов. Только в VI в. до н. э. в Египте для некоторых изделий применялось практически чистое золото (99,8 % золота) (11).
Добыча и обработка золота в Месопотамии (в Вавилоне) достигла высокого уровня во II тысячелетии до н. э. Представляет интерес клинописная запись, обнаруженная археологами. Это письмо вавилонского царя Бурнабуриаша (1385–1361 гг. до н. э.) к египетскому фараону Эхнатону (Аменофису IV) по поводу качества полученного от него золота: "Когда 20 мин золота положили в печь, оттуда не вышло даже 5 мин чистого золота" (12). Этот документ свидетельствует о знакомстве египетских мастеров со способами подделки (так называемого удвоения) золота путем изготовления низкопробных сплавов.
Серебро стало известно в странах древнего мира позднее, чем золото. Об этом, в частности, свидетельствует название серебра; у древних египтян - "белое золото". Однако изделия из серебра обнаружены уже среди памятников Древнего царства (2980–2475 гг. до н. э.). Анализы указывают на значительное содержание в древнейшем серебре золота и других металлов (13). Сравнительно чистое серебро применялось в Новом царстве (1580–1090 гг. до н. э.). Серебряные изделия найдены также в Месопотамии (Ур). В Китае обнаружены серебряные предметы, относящиеся к середине III тысячелетия до н. э.
Медь стала известна в странах древнего мира очень рано, еще в эпоху неолита. В Египте уже в протодинастический период (3400–2980 гг. до н. э.) добывалась бирюза для выплавки меди. В дальнейшем для получения меди использовались и другие окисные руды: карбонатные, силикатные (малахит). Возможно также, что для изготовления медных предметов частично применялась и самородная медь.