Текст книги "Восхождение человечества. Предисловие Ричарда Докинза"

Во всем мире золото было и остается одинаково ценным металлом. Коллекция артефактов, изготовленных из него, читается как хроника цивилизаций: эмалированные золотые четки из Англии XVI века; золотая греческая брошь в виде змеи, сделанная в 400 г. до н. э.; абиссинская золотая корона абуны XVII века; древнеримский браслет в виде змеи; ритуальная персидская чаша времен династии Ахменидов, VI век до н. э.; питьевая чаша персидского монарха, VIII век до н. э.; перуанский доинковский праздничный золотой нож IX века…

Бенвенуто Челлини, автор «Сальеры», золотой, частично расцвеченной эмалями солонки с фигурами Цереры и Нептуна, изготовленной по заказу французского короля Франциска I, вспоминает, как покровитель воспринял его творение:

Когда я поставил свою работу перед королем, он буквально задохнулся от изумления и долго не отрывал от нее глаз. В конце концов он проговорил сквозь слезы: «Это в сто раз ближе к божественному промыслу, чем я мог предположить! Это чудо!»

Испанцы разграбили Перу из-за золота, которое правители инков собирали так, как мы собираем марки, с жадностью Мидаса. Золото для алчности; золото для блеска; золото для восхищения; золото для почтения; золото для власти; золото для ритуальных жертвоприношений; золото, дарящее жизнь, золото для нежности; варварское золото; пробуждающее страсть золото…

Го Хунг, один из самых известных алхимиков Китая, писал: «Желтое золото не испортится, даже если плавить его сто раз». Из этих слов следует, что уже древние люди сознавали, что золото имеет уникальные физические свойства, по которым его можно определить на практике и описать в теории.

Нетрудно догадаться, что изделия из золота создавали художники, а не простые ремесленники. Однако важно понимать, что человек, готовивший металл к работе, также был больше чем простой техник. Он смотрел на золото с точки зрения науки. Технологический навык полезен, как и любое другое умение, но значимым его делает место в общей системе познания – то есть теория.

Люди потратили немало времени на то, чтобы понять природу золота. Прежде всего они искали ответ на вопрос: золото уникально или его можно получить из сплава других элементов? Они потратили огромное количество времени на эксперименты с этим драгоценным металлом. В начале XVII века Фрэнсис Бэкон так писал об этом:

Золото уникально. Оно имеет определенные характеристики: вес, плотность, несколько агрегатных состояний, простоту в обработке, невосприимчивость к ржавчине и ярко выраженный желтый цвет. Если человек получит металл со всеми этими свойствами, то можно поспорить, золото это или нет.

Из нескольких классических тестов чистоты золота наиболее надежным считается купелирование: чаша, наполненная костной золой, нагревается в печи до температуры плавления выше, чем требуется для чистого золота. В нее укладывают золото с примесями и расплавляют. (У золота низкая температура плавления, чуть больше 1000 °C, почти как у меди.) Шлаки, соединяясь с углеродами, образуют соли, которые оседают на дно или впитываются в стенки сосуда. После подобной обработки можно сливать в формы чистый металл.

Способность золота сопротивляться тому, что тогда называли распадом, а сегодня именуют химическим воздействием, была уникальной. Это качество позволяло легко определять драгоценный металл. Свойство золота не разрушаться под влиянием любой агрессивной среды сделало его символом вечной жизни.

Во всем мире золото было и остается одинаково ценным металлом.

Греческое золото: маска ахейского царя. Со стены могилы в Микенах, XVI век до н. э.

Персидское золото: золотой динар времен Хосрова II Парвиза. Чеканились в Иране

Перуанское золото: золотая пума, украшенная печатными изображениями двуглавых змей

Африканское золото: литой золотой значок, который носили на шее короли народа ашанти, как знак власти. Представляет собой диск, украшенный концентрическими кругами, с пирамидой в центре. Гана, до 1874 года

Современное золото: входной приемник на многозадачном калькуляторе «Конкорд». Эдинбург, XX век

Первое письменное упоминание алхимии относится к началу нашей эры и пришло из Китая. В тексте рассказывается, как создать золото и продлевать с его помощью жизнь. Удивительная и очень важная связь! Запомним ее. Мы ценим золото за редкость и уникальные свойства, для алхимиков же его главной характеристикой была нетленность. В то время не было известно кислоты или щелочи, способной растворить золото. Это позволяло королевским ювелирам проверять приносимые монарху дары, такой способ был быстрее и проще купелирования.

Для большинства людей жизнь была короткой, одинокой, бедной, несчастной и жестокой. Обещанная алхимиками вечная и счастливая жизнь дарила людям надежду на избавление, поэтому для них эксперименты по созданию искусственного золота и поиски эликсира жизни слились воедино. В этом кроется еще один важный аспект символичности золота. Оно – знак бессмертия, оно – воплощение неподверженности тлену и в мире природы, и в мире людей.

По этой причине, когда алхимики трудились над превращением неблагородных металлов в золото, они стремились очистить в огне бренное от нетленного, чтобы извлечь из повседневности постоянство. Этот поиск превратился в бесконечную погоню за вечной молодостью, не прекращавшуюся ни на минуту: в каждое снадобье для борьбы со старостью входило золото. Кроме того, алхимики призывали своих покровителей пить из золотых кубков, чтобы продлить жизнь.

Алхимия – это нечто большее, чем сочетание механических приемов и смутной веры в колдовство. С самого начала она представляла собой отражение взаимоотношений между внешним миром и человеческой жизнью. Ее появление закономерно, так как в отсутствие четкого разграничения между веществом и процессом, веществом и действием алхимические элементы были также и аспектами человеческой личности – как древнегреческие элементы были одновременно четырьмя чертами, составлявшими человеческий темперамент. Это обязательно надо учитывать, потому что алхимия выросла из представлений эллинов о земле, огне, воздухе и воде, но в Средние века представила их в новом качестве.

В первую очередь алхимики стали искать сходство между микрокосмом человеческого тела и макрокосмом природы. Вулкан напоминал преувеличенную вспышку гнева, буря и ливень – приступ плача. Исходя из этих весьма поверхностных аналогий, алхимики заключили, что Вселенная и тело человека сделаны из одних и тех же материалов – ртути и серы. Металл отвечал за плотность и постоянство, неметалл – за горючесть и способность к изменениям, слияниям и трансформациям. Всё материальное, в том числе человеческое тело, состоит из этих двух элементов: металлы растут в земле из ртути и серы, кости скелета – в утробе из яйцеклетки. Иначе говоря, аналогия была и остается основным способом изложения фактов, доказательством и символом любого явления, существа или вещества. Кстати сказать, этот символизм остался в медицине. Мы до сих пор используем для обозначения женщин алхимический знак меди – Венеру, символизирующий мягкость, а для мужчин – знак железа Марс, который олицетворяет собой твердость.

Эта теория представляется сегодня ужасно наивной, основанной на мешанине из выдумок и неверных сопоставлений. Но нашим потомкам, которые будут жить через 500 лет, современная химия покажется детским лепетом. Каждая теория основана на какой-то аналогии, и каждый раз, когда на сцену выходит новое умопостроение, все предыдущие аналогии оказываются ложными. Доктрина любого времени помогает решить проблемы этого времени, опираясь на его знания. Например, до конца XV века медицина опиралась на древние верования, из которых следовало, что все лекарства должны быть изготовлены из растительного или животного сырья. Это был своего рода витализм, поскольку в то время люди не представляли, что человеческое тело состоит из обычных химических веществ. По этой причине все лечились преимущественно травами и снадобьями, приготовленными на их основе.

Алхимики ввели в медицину некоторые минералы. Например, соль они сделали осевым, третьим элементом, на котором держится Вселенная. Во время свирепствовавшего в Европе XVI века сифилиса врачи, пользуясь достижениями алхимиков, сумели разработать довольно характерное лекарство. До сегодняшнего дня мы не знаем, откуда пришло в Старый Свет это заболевание, – может, его привезли моряки, вернувшиеся из американской экспедиции Колумба, может, занесли монгольские завоеватели, может, просто раньше эту болезнь не классифицировали в качестве самостоятельного недуга. Лечение основывалось на самом действенном алхимическом металле – ртути. Человек, сделавший это лечение эффективным, направил развитие алхимии по новому пути, который привел к современной химии, открыв целый ряд новых ее течений – ятрохимии, биохимии, химии жизни. Человек этот жил в Европе, в швейцарском Базеле. На дворе стоял 1527 год.

В истории восхождения человечества существуют моменты, когда на авансцену из мира знаний, полного анонимов и темных теней, выходит яркая личность, заявляя: «Я, такой-то, принес вам новые знания». Так в начале XVI столетия среди алхимиков, врачей и философов выделилась фигура Филиппа Авреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма. К счастью, он взял более лаконичный псевдоним: Парацельс, чтобы продемонстрировать свое неуважение к Цельсу и другим античным авторам, которых более тысячи лет не было среди живых, но чьи научные и медицинские трактаты, а также труды по искусству и в Средневековье считались кладезем мудрости и непреложной истиной.

Тело человека и Вселенная сделаны из одинаковых материалов, принципов или элементов.

Анатомическая печь для диагностики заболевания по анализу мочи. – Парацельс. «Aurora Thesaurusque Philosophorum». Базель, 1577 год

Парацельс. Три фигуры, символизирующие воздух, огонь и землю

Парацельс родился в пригороде Цюриха в 1493 году и, прожив короткую, но очень яркую жизнь, умер в Зальцбурге в 1541-м в возрасте сорока восьми лет. Он вечно бросал вызов академическому знанию. Например, он первым выделил профессиональную болезнь. В его биографии было немало трагикомических ситуаций, в которые он постоянно попадал, когда выступал против устаревших, на его взгляд, принципов врачевания. В голове Парацельса всегда рождалось множество идей, многие из которых были противоречивыми и дерзкими. В быту его отличали раблезианство, плутовство и невоздержанность во всем, что привлекало его внимание – хорошее вино, красивая женщина или хорошая драка. До недавнего времени за ним следовала слава шарлатана от науки. Но это было не так. Парацельс родился человеком, наделенным одновременно гениальностью и всеми человеческими слабостями и пороками.

У Парацельса было еще одно неоспоримое достоинство – он был личностью. На его примере мы можем увидеть, возможно впервые, как научное открытие совершается благодаря человеческой индивидуальности. Прежде всего он был практикующим врачом и поэтому прекрасно понимал: чтобы вылечить человека, требуется правильный диагноз, который должен уметь поставить каждый лекарь. Кстати, современники отмечают, что Парацельс был великолепным диагностом. В начале XVI века общение с больным строилось так: врач приходил к пациенту, сверял признаки недуга с описаниями, сделанными в древних книгах, назначал какие-то снадобья и процедуры и уходил, поручив лечение своему помощнику. Парацельс категорически отказался действовать таким способом, он писал: «Нельзя называться врачом и не заниматься лечебной практикой! От доктора, который не ведет своих больных, толку не больше, чем от идола, который не что иное, как раскрашенная обезьяна».

Подобные высказывания раздражали коллег Парацельса, но привлекали к нему внимание многих передовых людей Реформации. По этой причине он оказался в Базеле, центре развития естественных наук. Здесь же началась его великая, но трагичная карьера. В 1527 году у Иоганна Фробена – известного швейцарского книгоиздателя, протестанта и гуманиста – началось серьезное инфекционное заболевание ног. Ему грозила ампутация. Парацельс смог вылечить Фробена. Слава о врачебном искусстве необычного молодого эскулапа очень быстро распространилась по всей Европе. Вскоре Парацельс получил письмо от Эразма Роттердамского со словами благодарности: «Ты вызволил Фробена из преисподней. Для меня это очень важно, потому что я связан с ним почти половину своей жизни!»

Не случайно, что все это произошло в Базеле, в котором новые иконоборческие идеи, смелые догадки в медицине и химии появлялись на фоне Реформации. Именно здесь в 1517 году начал проповедовать Мартин Лютер, а Фробен печатал книги, среди которых были трактаты Эразма Роттердамского, где был представлен новый взгляд на окружающий мир. Гуманизм процветал в городе еще до Реформации. Центром его стал университет с давней демократической традицией, поэтому хотя некоторые доктора медицины недоверчиво косились на Парацельса, городской совет настоял на том, чтобы ему разрешили преподавать.

В Европе царило ощущение грядущих перемен, более значительных, чем религиозные реформы и политический переворот, к которым призывал Мартин Лютер. Наиболее значимым стал 1543 год, который ознаменовался выходом трех серьезных книг, заставивших европейцев пересмотреть многие устоявшиеся взгляды. Я имею в виду трактат Андреаса Визалия «О строении человеческого тела», текст которого сопровождали 250 анатомических рисунков, «Математику» и «Физику» Архимеда, впервые переведенные на латынь с греческого языка Вильгельмом из Мербеке, и книгу Николая Коперника «О вращении небесных тел», в которой он изложил свою гелиоцентрическую систему. Эти три фундаментальных труда свершили то, что мы называем научной революцией.

Предвестником переворота была самоотверженная битва Парацельса с рутиной и устаревшими представлениями, которую он вел в Базеле. В 1527 году он на глазах у студентов бросил в костер древний медицинский трактат Авиценны, арабского последователя Аристотеля.

В этом костре, несомненно, было что-то символическое. Представьте себе: в самый разгар лета, когда в обогреве нет необходимости, алхимик разжигает костер, который является алхимическим элементом, при помощи которого можно проникнуть в структуру материи. Является ли огонь формой материи? Если принять такую точку зрения, то придется присвоить ему все невероятные свойства, например, что он легче, чем ничто. Через двести лет после Парацельса, в 1730 году, химики пытались доказать, что существуют некие флогистоны – огненная субстанция, которая улетучивается из горючего вещества при горении. Сегодня мы доказали, что их не существует, потому что огонь не является материалом, он больше, шире этой категории. Огонь представляет собой процесс преобразований и изменений, в результате которых материальные элементы соединяются в новых сочетаниях. Мы поняли природу химических процессов, усвоив, что огонь являет собой не что иное, как процесс.

Этим поступком Парацельс как бы говорил: «Наука не может смотреть назад, в прошлое, – нет никакого золотого века». Однако потребовалось 250 лет, чтобы появился еще один ученый, который открыл новый элемент – кислород. Этот человек объяснил природу огня и вывел химию из темных времен Средневековья. Я говорю о Джозефе Пристли, физике, который никогда не изучал природу огня, а всю жизнь посвятил другому греческому элементу – бесцветному и неосязаемому воздуху.

Большинство сохранившихся вещей, принадлежавших Джозефу Пристли, хранится в Смитсоновском институте в Вашингтоне (округ Колумбия), который не имеет к ученому никакого отношения. Лаборатория Пристли должна быть в английском Бирмингеме – центре промышленной революции, где химик, физик, священник и философ написал самые великолепные свои работы. Но этого не случилось, потому что горожане, разъяренные сочувствием ученого идеям Французской революции, в 1791-м разорили дом и уничтожили его лабораторию.

Биография Пристли – еще один пример конфликта между новацией и традицией. В 1761 году, когда ему исполнилось 28 лет, его пригласили в одну из унитарианских академий в качестве преподавателя современных языков. В течение года Пристли с увлечением слушал лекции своего коллеги об электричестве, а затем обратился к химическим экспериментам. Кроме того, Пристли увлекли идеи американской и французской революций (он был воодушевлен речами Бенджамина Франклина). Если первого увлечения ученого никто не заметил, то другая страсть стала для него роковой: во вторую годовщину взятия Бастилии лояльные граждане ворвались в дом Пристли и разгромили все, что попалось им под руку, в том числе лабораторию, которая считалась лучшей в Европе. Пристли эмигрировал в Америку, но встретили его прохладно. Однако когда Томас Джефферсон стал президентом США, труды Пристли получили заслуженную оценку, потому что президент сказал ему: «Ваша жизнь – одна из немногих – входит в число ценных для человечества».

Я очень хотел бы сказать, что толпа, уничтожив дом Пристли, разрушила мечту красивого, милого и обаятельного человека. Однако в этом случае я погрешил бы против истины. Увы, Пристли был не более приятным в общении, чем Парацельс. Я подозреваю, что ученый отличался холодным, сварливым, чопорным пуританским нравом. Однако достижения на пути восхождения человечества отнюдь не всегда совершали обаятельные люди. Это были личности, наделенные двумя качествами: цельностью натуры и гениальностью. Пристли обладал и тем и другим.

Суть сделанного им открытия заключается в том, что воздух – это не отдельная субстанция, а смесь нескольких газов. Пристли выделил в их числе кислород и назвал дефлогистированным воздухом, который имеет важное значение в жизни животных. Пристли был великолепный экспериментатор, наделенный прозорливостью и чувством меры, поэтому провел исследование в несколько этапов. Сначала он 1 августа 1774 года получил чистый кислород и зажег свечу в заполненной им камере. Он был поражен тем, как ярко горел огонь, поэтому, не откладывая в долгий ящик, в октябре отправился в Париж к Лавуазье, чтобы рассказать о своем открытии. По возвращении домой он 8 марта 1775 года положил мышь в кислород. Затем, увидев, как хорошо это отразилось на животном, вдохнул газ сам. День-два спустя Пристли написал Франклину восхищенное письмо, в котором описал свое открытие, и добавил: «До сих пор только три живых существа – две мыши и я – имели честь дышать кислородом».

Пристли также обнаружил, что растения днем выделяют кислород, которым дышат живые существа. Следующие сто лет показали, насколько это важно; животные не возникли бы, если бы растения не производили кислород. В 1770-х годах об этом никто не догадывался.

Открытие кислорода по достоинству оценил Антуан Лавуазье (погибший во время Великой французской революции), с его ясным, революционным умом. Ученый повторил эксперименты Пристли, которые были почти карикатурой одного из классических тестов алхимиков, описанного в начале этой главы: Лавуазье положил в стеклянный сосуд красный оксид ртути, нагрел его при помощи зажигательного стекла и плотно укупорил сосуд (очень популярный тогда способ проведения реакции). Во время горения проявилась чистая ртуть, потому что кислород вернулся в газообразное состояние. Это был качественный анализ, то есть ученым удалось установить химический состав вещества. Лавуазье почти мгновенно догадался, как учесть количество элементов, участвовавших в реакции разложения.

Идея Лавуазье была красива и проста: провести алхимический эксперимент в прямом и обратном направлениях. Сначала провести реакцию окисления: поджечь ртуть (в это время металл активно поглощает кислород) и измерить объем кислорода до опыта и после него. Затем провести реакцию разложения: нагреть полученный на первом этапе оксид ртути, чтобы выгнать из него газ. После этого замерить количество выделенного оксидом кислорода. Невероятно, но объем газа, поглощенный ртутью в процессе окисления, оказался равен объему выделенного газа в ходе реакции разложения. Блестящий опыт Лавуазье показал, что оксид металла состоит на самом деле из двух элементов. Ученый доказал, что не существует никаких огненных эссенций, принципов и флогистонов. Оксид ртути, полученный под воздействием огня, – это соединение ртути и кислорода – двух самостоятельных химических элементов.

Мы смогли отойти от примитивных технологий первых медников и магических спекуляций алхимиков и продвинуться к самой продуктивной идее естественных наук – атомной теории строения материи. Почти невероятно. Но дорога – по раскаленным углям – была открыта. На этот путь смело ступил сын ткача из Камберленда Джон Дальтон, ставший одним из самых ярких естествоиспытателей первой половины XIX века.

После огня, серы и горящей ртути история восхождения человечества неизбежно устремилась к своей кульминации в холодный и влажный Манчестер. Здесь между 1803 и 1808 годами квакер и учитель Дальтон превратил смутное представление о химических соединениях, созданное гениальным Лавуазье, в точную теорию атомного строения материи. Первое десятилетие XIX века было очень продуктивным для химии – были открыты десять новых элементов. Правда, Дальтон этим не интересовался. Он был, откровенно говоря, несколько бесцветным человеком. (Он страдал цветовой слепотой и не отличал зеленый цвет от красного. Описанный им эффект называют дальтонизмом.)

Дальтон жил размеренной жизнью. Каждый четверг после обеда он отправлялся играть в кегли. По пути он жадно вдыхал воздух Манчестера, наполненный туманом, озоном и метаном. Будучи человеком, лишенным поэтического чувства, он не наслаждался им, а задавал себе конкретные вопросы: какие элементы входят в воздушную смесь? Вода состоит из кислорода и водорода, почему их определенные количества всегда производят определенное количество воды? Почему когда образуется углекислый газ, когда образуется метан, соотношения масс константны?

В течение всего лета 1803 года Дальтон искал ответы на эти вопросы. Ближе к осени он написал: «Изыскания в области массы элементарных частиц, насколько я знаю, – вещь совершенно новая. Я все последнее время с замечательным успехом занят поиском ответа на этот вопрос». Он догадался, что ответ следует искать в древнегреческой атомистической теории, потому что по сути она верна. Однако для Дальтона атом перестал быть простой абстракцией. Он вполне осязаем, он имеет массу. Атомы одного элемента (Дальтон называет их элементарными частицами) одинаковы, но при этом отличаются от атомов другого вещества. Разница также вполне материальна – она заключается в массе. «Я должен предположить, что существует значительное количество того, что правильнее всего назвать элементарными частицами, которые никогда не преобразуются друг в друга».

В 1805 году Дальтон публикует первую работу, в которой излагает концепцию атомистической теории и объясняет, почему он пришел к таким выводам. Например, если взять один атом углерода, то для получения его двуокиси, которую чаще называют углекислым газом, нам потребуются два атома кислорода.

Если образовать воду из двух атомов кислорода, соединив каждый с необходимым количеством водорода, мы получим одну молекулу воды из одного атома кислорода и одну молекулу воды из другого.

Посмотрим так: масса кислорода, который производит одну молекулу углекислого газа, при соединении с водородом произведет две молекулы воды. Теперь представим, что в смеси нет кислорода. Что мы получим? Тогда мы получаем болотный газ, или метан, в котором углерод соединяется с водородом. Таким образом, при удалении двух атомов кислорода из одной молекулы диоксида углерода и по одному атому из двух молекул воды образуется нужное количество водорода и углерода, чтобы получить метан.

В основе комбинации атомов различных химических элементов лежит постоянство массы каждого из них.

В основе современной атомной теории лежит точная арифметика атомов. Это первый серьезный и глубокий вывод, который вырос из многочисленных размышлений алхимиков о золоте и меди и достиг кульминации в размышлениях Дальтона.

Другой урок, преподнесенный Дальтоном, – эффективность научного подхода. Дальтон был последовательным и убежденным педантом. За пятьдесят семь лет работы в Манчестере в качестве учителя и метеоролога он не пропустил ни одной страницы в метеорологическом дневнике, монотонно записывая все показатели, даже если погода не менялась. С такой же настойчивостью он искал ответы на свои почти детские вопросы, которые задавал, наблюдая за воздухом Манчестера. В этом суть научного подхода – поставьте себе дерзкий вопрос, и он приведет вас к дельному ответу.