Антуан Лоран Лавуазье. Его жизнь и научная деятельность

Тем не менее их ненавидели. Отблеск скандальной славы первых откупщиков падал и на них. Никто не верил в их честность. Они могут воровать, следовательно, они воруют, – так рассуждала публика. Как не погреть руки около общественного ящика? Это сам Бог велел! Да и помимо этого причин для ненависти было достаточно. С какой стати между правительством и народом ввязалась компания частных лиц и набивает себе карманы за счет того и другого? Далее, сама система налогов была безобразна. Внутренние таможни убивали промышленность, разоряли народ. Контрабанда процветала. Откуп преследовал контрабандистов, ссылал их на галеры, где они составляли более трети каторжников. Понятно, какую злобу возбуждало это в населении: контрабандист и браконьер всегда пользуются симпатией народа, это не воры, а скорее герои. Для борьбы с контрабандой откуп должен был содержать целую армию мелких служащих. Они могли делать обыски, арестовывать по подозрению в контрабанде. Недостатка в мелких злоупотреблениях не было. Администрация откупа преследовала их не особенно ретиво, опасаясь ослабить деятельность своих агентов и повредить сбору податей. Юридическая же ответственность откупа была призрачной. Жаловаться на него было бесполезно. В 1767 году некто Монера, безвинно арестованный и просидевший в тюрьме 20 месяцев, пробовал искать управы на своих обидчиков, – напрасно! Сам Малерб, взявшийся хлопотать за него, не мог ничего поделать.

Несмотря на улучшение откупа при Людовике XVI, ненависть к нему не уменьшалась, а скорее росла, по мере того как распространялись и развивались освободительные идеи. В нем видели как бы воплощение темных сторон старого порядка. Это был самый яркий цветок, выросший на почве бесправия, привилегий и безгласности. Как бы ни были добросовестны откупщики, но уже тот факт, что кучка людей пользуется такой громадной властью, в темноте и, так сказать, en famille, был достаточен для возбуждения к ним ненависти.

Нападки на откуп не прекращаются вплоть до его уничтожения. Накануне революции Мерсье пишет: «Я не могу без глубокого вздоха пройти мимо откупного отеля. Как бы мне хотелось низвергнуть эту огромную адскую машину, которая душит всех честных граждан… Откуп – пугало, подавляющее все смелые и благородные намерения. Дай Бог, чтобы провинциальные собрания уничтожили эту корпорацию, виновницу стольких бедствий и беспорядков».

Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье.

Некоторые из его товарищей по академии опасались, что занятия, связанные с новой должностью, пагубно повлияют на его научную деятельность. «Ничего, – утешал их математик Фонтэн, – зато он будет задавать нам обеды».

Устроившись в материальном отношении, Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика Польза (Paulze). Это был один из выдающихся людей своего времени. Он принадлежал к партии гуманистов, во главе которой стоял сам король и которая в течение многих лет тщетно пыталась обновить старый порядок. Он интересовался, главным образом, экономическими вопросами и много работал над улучшением финансовой системы Франции: предложил ряд полезных и гуманных мер, которые не были приняты; указал много улучшений, которые не были исполнены; давал прекрасные советы, которых не слушали… В доме его собирались выдающиеся представители науки и литературы, особенно экономисты. Он доставил Рейналю материалы для «Философской истории обеих Индий», наделавшей в свое время много шума.

Впоследствии он, так же, как и Лавуазье, поплатился головой за грехи старого порядка, хотя личная его деятельность была так же безупречна, как и деятельность его зятя.

Женитьба Лавуазье была до некоторой степени избавлением для его невесты. Дело в том, что ее важный родственник, генерал-контролер (министр финансов) Террэ, от которого зависел Польз, во что бы то ни стало хотел выдать ее за некоего графа Амерваля, обнищалого дворянина, славившегося своими кутежами, скандалами и буйным характером и желавшего поправить свои финансы женитьбой на богатой мещаночке. Польз наотрез отказался от этой чести; и так как Террэ настаивал, то откупщик решил поскорее выдать дочь замуж, чтобы прекратить всякий разговор о графе. Он предложил ее руку Лавуазье; последний согласился. В это время (1771 г.) ему было 28 лет, а его невесте – четырнадцать. Ввиду такого различия лет и исключительных условий брака у читателя может, пожалуй, явиться мысль о каких-нибудь расчетах со стороны жениха. Но этого не было. Приданое m-lle Польз – 80 тысяч ливров – не могло иметь для него особенного значения. Он обладал в это время собственным капиталом в 170 тысяч ливров, получил от отца 250 тысяч; наконец, откуп давал ему до 20 тысяч ливров в год.

Эта женитьба завершила мечты старика Лавуазье. В самом деле, сын его приобрел, по-видимому, все, что требуется для человеческого благополучия: доходное место, почетное звание, известность; наконец, обзавелся семьей. Одного еще ему не доставало: он не был дворянином, и, как истый буржуа, его почтенный родитель решился восполнить этот недостаток. После женитьбы сына он оставил должность прокурора парламента и стал искать место, которое могло бы доставить сыну дворянство. Таких мест было около четырех тысяч; они продавались желающим и доставляли казне изрядный доход. Лавуазье-отец купил должность «советника – секретаря короля, дома, финансов и короны Франции» («Conseiller – secrétaire du Roi, maison, finances et couronne de la France»), дававшую потомственное дворянство.

Совершив таким образом «в пределе земном все земное», он умер в 1775 году, четыре года спустя после женитьбы сына. Он был достойный человек, один из хороших представителей тогдашней буржуазии и заслуживает благодарного воспоминания с нашей стороны, так как много сделал для своего сына, а следовательно, и для науки.

«Я оплакиваю потерю не столько отца, – писал Лавуазье, – сколько лучшего из моих друзей. Взаимное доверие, нежность и дружба, связывавшие нас с первых лет моего детства, составляли до сих пор счастье моих дней».

Несмотря на молодость невесты, брак оказался счастливым. Лавуазье нашел в ней деятельную помощницу и сотрудницу в своих занятиях. Она помогала ему в химических опытах, вела журнал лаборатории, переводила для мужа работы английских ученых, между прочим, брошюру Кирвана, написанную в защиту старой теории флогистона и изданную во французском переводе с примечаниями Лавуазье и его сотрудников. Рисунки, приложенные к «Traité de chimie» Лавуазье, были сделаны и выгравированы ею.

Известный Артур Юнг, путешествовавший по Франции в 1787 году, интересуясь «познанием всякого рода вещей», побывал также у Лавуазье и оставил такой отзыв о его жене: «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».

Она гордилась успехами мужа больше, чем он сам. Недостатком ее характера была некоторая вспыльчивость, резкость и высокомерие. Тем не менее они уживались как нельзя лучше, связанные не только любовью, но – и главным образом – дружбой, взаимным уважением, общими интересами и общей работой. Детей у них не было.

В жизни великих и много работавших людей мы постоянно встречаем одни и те же черты. При всем различии направлений, характеров, занятий у них есть нечто общее, как бы известный шаблон, по которому они устраивают свою жизнь. Так, например, вопреки старому представлению о гении как о каком-то растрепанном во всех отношениях существе, мы убеждаемся, что трудолюбие, аккуратность и строгий порядок представляют почти неизменную черту жизни великих деятелей науки и литературы, в особенности науки. То же самое мы наблюдаем и в жизни Лавуазье.

Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.

Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками; тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе.

Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени – Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера и других; знатных дилетантов, занимавшихся наукой согласно моде эпохи: как герцог Ларошфуко, изучавший способы образования селитры, герцог д’Айен, президент академии, тоже кропавший что-то по химическим вопросам; начинающих ученых, находивших приют и поддержку у Лавуазье; наконец, особенно в последние годы, когда новая химия стала приобретать господство, – иностранных путешественников и ученых, таких как А. Юнг, Франклин, Уатт, Ингенгуз. Некоторые из этих посетителей – Лаплас, Менье, Сегэн – были его сотрудниками в различных работах и разделяют славу некоторых из его открытий. Другие являлись с воинственными целями – сразиться с еретиком, у которого хватало дерзости (наглости, как казалось многим) выбросить за борт все прежние авторитеты, вымести, как негодный сор, измышления Бехеров и Сталей, Макеров и Блэков, Пристли и Шееле и объявить, что только он один в целом мире владеет истиной. В то время научные открытия публиковались и распространялись не так быстро, как теперь; личные контакты между учеными были более развиты; естественно, что всякий, интересовавшийся вопросами химии, стремился на свет нового учения. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки; друзья и недруги стекались вокруг солнца химии и, отражая лучи его гения, рассылали их во все концы мира.

В характере Лавуазье были цепкость и упорство расы, выразившиеся в настойчивости, с какою он вел свои работы в течение многих лет подряд, шаг за шагом, не торопясь, обдуманно, сознательно, хладнокровно, логически переходя от вывода к выводу, от факта к факту, без всяких скачков и увлечений.

Эта спокойная рассудочность соединялась в нем с удивительной энергией. Ниже мы увидим, какую бездну дел переделал он в течение своей жизни. Химик, технолог, агроном, финансист, администратор, – да, кажется, не найдется такой отрасли общественной деятельности, в которой бы он не играл более или менее важной роли, всегда веселый, кипучий, живой, поднимавший на ноги самых ленивых и сонных, всюду вносивший свою горячку работы.

Казалось бы, человек, поглощенный великими вопросами науки, создававший новые теории, открывавший новые законы, должен был сторониться черной работы или, по крайней мере, относиться к ней равнодушно. Но нет, он вкладывал душу во все, за что брался: шло ли дело о новых законах химии, об устройстве народного образования, исследовании тюрем, фабрикации пороха – о чем угодно. Для него не было мелкого или неважного дела, раз оно так или иначе соприкасалось с благом людей; так же как не было слишком грязного или неприятного: светило науки, царь химии, он без всяких колебаний брался за такую работу, как, например, исследование отхожих мест – работа грязная и неприятная, но важная для города, страдавшего от миазмов.

Разнообразные занятия заставляли его вступать в контакты с разными лицами – не только учеными, но и администраторами, как Малерб, Тюрго, который очень уважал его мнение и советовался с ним о своих реформах, Неккер и другие.

Контакты эти требовали обширной переписки, и здесь-то, может быть, самым наглядным образом проявилась его необыкновенная аккуратность, соединявшаяся с такой порывистой и кипучей энергией. «Он имел привычку сам писать черновые своих писем, переправлял их несколько раз и затем отдавал переписывать секретарю; часто он переделывал наново эту копию, обдумывая каждое выражение, взвешивая каждое слово. Если бы не сохранились все его черновики, все его рукописи, изданные и неизданные, нельзя было бы поверить, что его хватало на этот огромный и непрестанный труд».

Лавуазье понимал значение золотого мешка в жизни, однако никто не мог бы упрекнуть его в корыстолюбии. Доходы его были значительны: с 1768 по 1774 год откуп доставил ему около 100 тысяч ливров. Следующий контракт (1774—1780 гг.), совпавший с министерством Тюрго и временным подъемом народного благосостояния, оказался очень выгодным и доставил каждому откупщику более 100 тысяч ливров ежегодно; затем доходы снова понизились до 75 тысяч ливров. В общем итоге Лавуазье получил с 1768 по 1786 год 1200000 ливров.

Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников, например, Шееле, производившему свои удивительные исследования в черепках и помадных банках. Лавуазье стремился к идеальной точности и совершенству аппаратов; это был его конек, его страсть, и это стоило огромных денег: как мы уже упоминали, одни опыты над составом воды обошлись ему в 50 тысяч ливров.

Вообще, он не жалел денег на дело: агрономические опыты стоили ему 120 тысяч ливров; в 1778 году он дал взаймы городам Блуа и Роморантену, пострадавшим от неурожая, 38 тысяч ливров; отказался от процентов да, кажется, не получил и капитала; помогал начинающим ученым; выручал из нужды своих коллег, например, химика Адэ, долго находившегося в стесненном положении, – словом, благоразумие и аккуратность не мешали ему быть великодушным и щедрым.

Кроме науки и общественных дел, он интересовался живописью, – сохранился каталог выставки с его пометками – но в особенности увлекался музыкой. В памфлете против откупщиков, вышедшем в 1789 году, его упрекают за то, что он имеет ложу на все оперные спектакли. В бумагах его сохранился трактат о гармонии.

Как это часто бывает, он строго отделял религиозную сферу от научной. Разрушитель и скептик в науке, он принимал беспрекословно догматы, заученные в детстве. Это раздвоение представляет тоже почти общее явление: весьма редко встречаем мы в истории науки людей вроде Дарвина с его удивительною последовательностью и единством взглядов. «Вы предпринимаете прекрасное дело, – писал Лавуазье некоему Кингу, издавшему трактат в защиту религии, – выступая защитником откровения и подлинности Священного Писания; в особенности замечательно ваше уменье обратить в пользу религии те самые аргументы, которыми думали опровергнуть ее».

Политические взгляды его гармонировали с общим складом его ума, по преимуществу творческого. Правда, как мы только что говорили, он явился разрушителем старых доктрин в науке. Но как он вел это дело? Сначала он создает метод исследования, прилагает его на деле, исследует и объясняет главнейшие факты, известные в то время, вырабатывает основные истины новой химии, почти ни единым словом не затрагивая старой теории. Наконец, когда все готово, здание выстроено и учение флогистона, фактически уже уничтоженное, треплется в нем только в силу инерции, как бесполезная тень прошлого, он обращается к этой теме и выгоняет ее одним взмахом руки. То же стремление созидать обнаруживается и в его политической деятельности. Он был безусловным сторонником реформ и врагом насилия – либералом, по современной терминологии. Его убеждения не были только словами: всю свою жизнь он работал над исправлением недостатков старого механизма, и если большая часть его усилий пошла прахом, его ли это вина! Но мы дадим ниже более подробный очерк его общественной деятельности; здесь же отметим только его непоколебимую верность своим идеалам. Ужасы революции не сделали его ренегатом, как многих из его единомышленников; страх за свою шкуру не вынудил его примкнуть к партии террористов; он до конца остался верен своим либеральным идеям и принял смерть без злобы и проклятий, как принимают смерть от болезни, в которой никто не повинен.

Глава III. Научная деятельность Лавуазье

«В этой главе придется развернуть перед читателем картину, полную величия. В тиши лаборатории, предоставленный лишь собственным силам, один человек оказывается достаточно сильным, чтобы обновить всю науку».

Н. Меншуткин

Состояние химии в конце XVIII века. – Теория флогистона. – Задача Лавуазье. – Работа о природе воды. – Преобразование химии: исходный пункт исследований Лавуазье; теория горения; состав воздуха; строение окислов, кислот и солей; опровержение флогистонной теории; анализ и синтез воды; строение органических тел; органический анализ; новая химическая номенклатура. – «Traité de chimie». – Значение Лавуазье для физиологии: теория дыхания; объяснение животной теплоты. – Калориметрия. – Распространение новой химии: период нападок; торжество новых идей. – Литературные достоинства Лавуазье.

Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов – Пристли, Блэк, Шееле, Кавендиш и другие. В работах Блэка, Кавендиша и в особенности Пристли ученым открывается новый мир – область газов, дотоле совершенно неведомая. Приемы исследования совершенствуются; Блэк, Кронштедт, Бергман и другие разрабатывают качественный анализ; результат этого – открытие массы новых элементов и соединений.

А между тем, строго говоря, наука химия еще не существовала. Были факты, накоплявшиеся не по дням, а по часам; были ложные противоречивые теории, кое-как объединявшие эти факты; но науки, то есть правильного объяснения, координации фактов, не было.

Не было основного закона химии, потому что идея вечности материи, высказанная еще Лукрецием и Демокритом, никогда не применялась к химическим явлениям, не формулировалась химически, то есть в виде положения: вес тел, входящих в реакцию, равен весу тел, получаемых в результате реакции. А пока это положение, которое ныне молчаливо подразумевается во всех химических исследованиях, не вошло в сознание ученых, немыслимо было сколько-нибудь правильное объяснение химических явлений: тела весомые смешивались с «невесомыми» (то есть теплотой, светом и пр.), присоединение тела могло уменьшать вес, отделение – увеличивать, и так далее, иными словами – не было правильного представления о простых телах.

Не было метода исследования, потому что весы – главное орудие химии – применялись только случайно, и никому не приходило в голову, что весовое, количественное определение должно всегда, неизбежно, неизменно сопровождать химическое исследование, что в нем-то и лежит ключ к объяснению химических явлений.

Наконец (что и понятно из вышесказанного), основные явления химии – процессы горения и окисления вообще, состав воздуха, роль кислорода, строение главных групп химических соединений (окислов, кислот, солей и прочего) – не были еще объяснены.

Теория флогистона, правда, объединяла, но не объясняла многие из этих явлений. Вот сущность этой теории, основанной Бехером, развитой и переработанной Сталем: она признает существование особого элемента, флогистона, в большей или меньшей степени насыщающего все горючие тела. Он находится, например, в железе и в других металлах. Металл сгорает (окисляется) – флогистон выделяется; в этом разъединении двух тел и состоит горение. В результате получается окись, простое тело: металл минус флогистон. Как видит читатель, это объяснение как раз противоположно действительности; на самом деле металл – простое тело, горение – соединение двух тел; результат горения – сложное тело. Итак, объяснение, даваемое теорией флогистона, было ложно. Но, кроме того, оно было фиктивно: оно вводило в сферу реальных явлений нереальный принцип, нематериальную материю – флогистон, удивительное тело, неуловимое, загадочное, не походившее на все остальные тела, ускользавшее от всякого объяснения, одинаково пригодное для всевозможных теорий и одинаково превращавшее все их в фикцию.

Пока этот призрак путался в химические исследования, наука как объяснение фактов, а не только их накопление, не могла развиваться. И в самом деле, сравнивая воззрения Пристли, Шееле, Макера и других с теорией самого Сталя, мы не видим прогресса. Напротив: факты накопляются, идеи запутываются; бревна и кирпичи сносятся со всех сторон и здание принимает вид все более и более безобразной груды. Довольно благовидное в изложении Сталя учение о флогистоне превращается у его последователей в какую-то фантасмагорию: это уже не одна теория, это – десятки теорий, запутанных, противоречивых, изменяющихся у каждого автора.

Итак, вот что предстояло сделать: найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований; создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических явлений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу.

Эту задачу взял на себя и исполнил Лавуазье. Для выполнения ее недостаточно было экспериментального таланта. К золотым рукам Пристли или Шееле требовалось присоединить золотую же голову. Такое счастливое соединение представлял Лавуазье. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу (в действительности оно принадлежит Кавендишу). По поводу последнего открытия Лавуазье даже обвиняли в плагиате, в недобросовестном умолчании о будто бы известном ему открытии Кавендиша. Но слава Лавуазье так мало зависит от этих фактических открытий, что нам даже нет надобности касаться вопросов о первенстве. Если бы он не открыл ни одного нового факта, но высказал только свои выводы, свою систему воззрений – его слава не пострадала бы ни на йоту. Он велик как теоретик, как архитектор, строивший из материалов, накопленных трудами многих исследователей; что за важность, если архитектор не таскает сам кирпичи и бревна!

В научной деятельности Лавуазье нас поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Этот подготовительный период завершается в 1770 году работой «О природе воды». Передадим вкратце ее содержание.

Давно уже было замечено, что при выпаривании воды в стеклянном сосуде получается землистый осадок. Отсюда вывели заключение о способности воды превращаться в землю; другие думали, что земля уже существует в воде в виде особого соединения; третьи приписывали образование осадка материи, присоединяющейся извне.

Лавуазье решился проверить эти мнения. Для этого он в течение 101 дня перегонял воду в замкнутом аппарате. Вода испарялась, охлаждалась, возвращалась в приемник, снова испарялась и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся?

Общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. Вес воды после опыта не изменился: значит, она не превратилась в землю. Вес стеклянного сосуда уменьшился на столько же, сколько весил полученный осадок: значит, осадок получился от растворения стекла.

Как видим, в этой работе Лавуазье уже является во всеоружии своего метода – метода количественного исследования. Химия имеет дело с весомыми телами, химические реакции состоят в соединении и разъединении весомых тел, по увеличению или уменьшению веса можно судить о присоединении или отделении вещества.

Все это так просто, ясно, что мы готовы спросить: неужели нужен великий ум, чтобы додуматься до таких простых вещей? Но это ясно и очевидно для нас – после Лавуазье и благодаря ему. А посмотрим на его современников. Через несколько лет после вышеизложенной работы Шееле, блестящий, проницательный, остроумный исследователь, обогативший науку массой крупных открытий, издает трактат о воздухе, в котором среди прочего доказывает, что два весомых элемента – «огненный воздух» (кислород) и флогистон – соединяясь, дают невесомую материю, которая проходит сквозь стенки сосуда и исчезает в виде теплоты и света. Если уж лучшие умы науки бродили в таком тумане, то можно себе представить понятия массы. Только Лавуазье обладал секретом, волшебной палочкой, по мановению которой груда материалов должна была превратиться в царский дворец.

Овладев методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показавших, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.

Этот факт – основное, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь здесь о единичном неважном явлении… Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду в воздухе, земле, организмах – во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах. Сюда относятся процессы горения в собственном смысле, медленного окисления, дыхания; продуктами горения являются самые распространенные тела, например, вода, углекислота, бесчисленные окиси и ангидриды.