Четыре главных субстанции — земля, воздух, огонь и вода — просуществовали не очень долго и канули в Лету довольно давно. Их придерживался и отстаивал древнегреческий философ (кстати, это слово означает “любитель мудрости”) Эмпедокл из Агригента (~490-430 г.до н.э.). Это даже и тогдашних ЧЧ не очень устраивало, поскольку не помогало понять как же все кругом устроено, и даже когда Аристотель заменил их на холод, тепло, влажность и сухость (эти “элементарне частицы” просуществовали очень долго), то и к ним пришлось все же добавить “божественную квинтэссенцию”, иначе не удавалось “склеить” то, что реально наблюдалось в природе. А “склеить” что-нибудь — желательно золото или “философский камень” — пытались многие, и долго. Мы теперь этот раздел называем (с оттенком презрительности) алхимией. А зря: эти самые алхимики, самозабвенно (ЧЧ по-другому ведь не умеют) смешивая, сплавливая, обжигая и разливая, открыли за 15 веков своих трудов столько фактов (хотя золота сделать не смогли), что стало окончательно ясно: элементов не 4 (и даже не 5), их гораздо больше.
Надо было что-то делать.
Странно все же развивается мысль человеческая.
Ведь еще в Древнем Риме, 2000 лет назад, Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей» воспел — и тем довел до сведения интересующихся — взгляды древнегреческого философа Демокрита. Тот в результате упорных размышлений пришел к выводу, что тела только кажутся нам сплошными, на самом же деле состоят они из мельчайших частиц, которые он назвал атомами.
Но… Аристотель категорически возражал против атомов и в результате его “холод, тепло, влажность и сухость” победили — и существовали еще аж полторы тысячи лет. Хотя сбросить его иго пытались и Роджер Бэкон (Roger Bacon, 1214-1292), и Парацельс (Paracelsus, 1493-1541), и Фрэнсис Бэкон (1561-1626).
Последний — человек весьма интересный: английский философ и государственный деятель, он поступил в Кембриджский университет 12(!) лет от роду и закончил его со жгучей потребностью в новой философии и новом подходе к науке (эта идея не покидала его ГИ всю жизнь). Был во Франции в качестве члена английского посольства, но в 1579 году умер его отец и он остался без средств. Тем не менее, в 1618 году его назначили лордом-канцлером при дворе Джеймса-I, откуда вскоре выгнали по обвинению в получении подарков от лиц, в разбирательстве споров которых он был судьей… Однако главными следами, оставленными им в нашей жизни, были Œкнига “Novum Organum” (1620 год) [“Новая логика”, где он критиковал подходы Аристотеля], настойчивые попытки придания науке королевской поддержки, которые привели-таки к организации в 1660 году Royal Society of London — Лондонского Королевского Общества (английской Академии Наук — между прочим, именно с этого момента отсчитывается официальная история физики и астрономии, именно их уважаемое общество сочло достойными считаться самостоятельными науками; химию оно признало лишь век спустя...) и Žего колоссальная и качественно расклассифицированная «база данных», как мы сейчас сказали бы, природных явлений и процессов — она легла в основу Французской Энциклопедии и американской Библиотеки Конгресса [нечто вроде Главной Государственной Библиотеки США]...
В 1647 году Пьер Гассенди опубликовал книгу, где отрицал — да-да, не просто критиковал, а именно отрицал — учение Аристотеля (это ведь еще решиться надо — отрицать то, что 15 веков признавалось всеми!) и провозглашал идеи Демокрита: все состоит из атомов, а сами они отличаются друг от друга формой, размерами и массой. И могут объединяться в “массочки” [на языке Гассенди — molecules], которые с его легкой руки стали называться молекулами. В его списке были специальные атомы для тепла, холода, вкуса и запаха. И все бы хорошо, но это были опять же только идеи — хорошие идеи, очень близкие к реальности, но бездоказательные. А это, как уже упоминалось, для ЧЧ удручительно.
В 1661 году Роберт Бойль (Robert Boyle, 1627-1691) выпустил книгу «Скептический химик». Он элементом назвал вещество, из которого состоит тело (там же он определил отличия раствора от смеси). Трудами алхимиков таких элементов — которые не удавалось разложить на более “элементарные” (свинец, ртуть, сера, золото…) — было уже около десятка. Бойль добавил к ним еще огонь…
Больше века понадобилось для следующего шага: только в 1772 году Антуан Лавуазье (Antoine Laurent Lavoisier, 1743-1794) в результате своих бесконечных и весьма разнообразных опытов убрал огонь из этого списка, доказав, что огонь — не элемент, а процесс. Тем не менее, и в его списке были “странные” с нашей точки зрения элементы, к примеру теплотвор и световое вещество. К концу века в списке было 35 элементов — и лишь 23 из них действительно соответствовали термину “элементы” в современном химическом понимании…
В 1766 году в семье бедного английского ткача и квакера (так назывались члены религиозной общины, отвергавшей постулаты церкви и проповедующей пацифизм и благотворительность) родился Джон Дальтон (John Dalton, 1766-1844). От рождения он не различал цвета (по этой причине он завещал свои глаза после смерти для изучения… с тех пор людей с таким недугом мы называем дальтониками), да и, как и положено квакеру, образование получил только начальное. Однако и в этот краткий период зараза проникла в его ГИ: метеорология и математика. Ими он занимался всю оставшуюся жизнь (самостоятельно, за неимением средств для иного способа освоения).
57(!) лет он вел тщательнейшие ежедневные наблюдения за погодой, параллельно размышляя: как бы объяснить все капризы погоды и научиться ее предвидеть, и эти наблюдения и размышления привели его к выводу: нужно понять поведение газов, иначе не понять поведения атмосферы — и, соответственно, погоды. О Демокрите и Лукреции Каре он не знал. Но попытки понять поведение газов привели его к атомизму. В 1808 году он изложил свои взгляды в книге «Новая Система Химической Философии». Изложение было неизящным, “неуклюжим” что ли, все-таки недостаток общего образования сказывался… и если бы рядом оказался кто-то типа Аристотеля, вряд ли его выводы заняли бы то место, которое по праву заняли в истории человеческой мысли. Но рядом, к счастью, оказался Томас Томсон — известный химик, он взялся пропагандировать работу Дальтона. И даже в соавторы не набивался(!)…
И хотя работа Дальтона содержала довольно много ошибок, атомы в научное мышление после нее вошли окончательно, ибо некоторые химические закономерности просто нельзя было объяснить иначе, кроме как с помощью атомных представлений. К тому же его предложения были настолько четкими и ясными, что давали химикам возможность спокойно применять их и в других случаях…
Однако и после этого сомневающиеся не исчезли, они существовали еще целый век… А все потому, что не “пощупали”. Вот дай “пощупать” этот самый атом, тогда поверю. Может, и верный подход… Но вперед шли не они. Вперед шли те, кто признавал факты: да, еще не пощупали, но иначе не объяснить то, что видим. Это — самое логичное и красивое объяснение из всех имеющихся. «Иначе просто не может быть» — высшая оценка, помните?
Кстати, о красоте. К сожалению, не помню кому принадлежат эти чеканные слова: «Красивая теория не обязательно верна. Но некрасивая теория неверна обязательно.»
Железно.
Атомы или не атомы, называй их просто “элементами”, но количество их множилось и множилось. И многих причастных не покидало ощущение, что связаны они все-таки как-то, связаны в какую-то систему, не может быть, чтобы все это многообразие было просто хаотическим набором элементов…
В 1869 году Д.И.Менделеев (1834-1907) после долгих своих трудов и мучительных размышлений сумел-таки систематизировать известные к тому времени элементы. К этому самому времени уже было полностью ясно, что “мельчайшие кирпичики” сложного вещества суть молекулы (если молекулу — воды, к примеру — разрушить, данное вещество исчезает, а появляются два или несколько других веществ), состоящие из атомов. А термин “химический элемент” приобрел современное значение.
Система — с тех пор ее называют таблица Менделеева — оказалась настолько хороша, что позволила предсказывать химические свойства элементов, еще не открытых. Это был тот самый главный “оселок”, превращающий гипотезу в теорию.
Ура! И на этой тропе трудами Менделеева ЧЧ добрались до «большого привала»: стало понятно как устроено вещество. Теперь нужно осмотреться, очухаться, заполнить пустующие клеточки Таблицы (а их в то время было еще ох как много)…
Оставался, разумеется, наш обычный мешочек: вопросы “а почему” это элементы располагаются именно так, а не иначе?; если молекулу «раздолбать», получатся атомы, это ясно, а если атом раздолбать?.. — но это уже следующие ступеньки и другие истории — и мы к ним еще вернемся, конечно.
А нам пора бы, наверное, организовать какой-то склад, куда можно было бы складывать мысли про запас, чтобы потом легче искать было. Сейчас-то это называется «база данных», но, боюсь, база такая не у всех еще есть, а вот уж чулан-то у любого найдется. Итак, давайте отложим в наш
«Чулан»:
Наименьшей частицей «вещи» (то есть привычного нам вещества, имеющего запах, вкус, цвет…) является атом. То бишь «вещь» может появиться на свет не ранее, чем атом…