Работы Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии.
Исследованиями над животной теплотой Лавуазье представил против витализма, царившего в то время в науках биологических, столь же сильные доводы, как исследованиями над горением тел и над составом воды против учения о флогистоне. Лавуазье нанёс, кроме того, окончательное поражение учению о стихиях, ведущему своё начало от времён глубокой древности. Взгляд на огонь, воздух, воду и землю, как на элементы, дожил до Лавуазье. Стоит развернуть, например, руководство Beaumé, «Chimie expérim. et raisonnée» (1773), где автор называет огонь, воздух, воду и землю — первичными началами, входящими в состав всех известных тел. Лавуазье выделил огонь, то есть его источник — теплоту из класса весомых тел и отнёс его вместе со светом, магнетизмом и др. в разряд невесомых жидкостей (fluida).
Такое разделение внесло большую ясность как в общие воззрения, так и в расчёты химических превращений. Состав воздуха и воды был разъяснён Лавуазье, а что землю нельзя считать элементом, доказательств этому было уже накоплено много. Вместе с тем новое понятие об элементарных телах, установленное Бойлем (1661), было подкреплено Лавуазье и окончательно введено в науку. Понятие об элементарных телах могло быть в то время, конечно, чисто эмпирическое, так как для широкой философской его концепции не было ещё данных. Элементарными телами Лавуазье считал те, которые в его время оставались ещё неразложенными. Различие между двумя классами простых тел, металлами и металлоидами, принадлежит Лавуазье.
Вопрос о трёх состояниях тел, близко связанный с учением о стихиях, был выдвинут Лавуазье. В этом отношении в воззрениях Лавуазье на природу различных состояний и связь их с теплотой уже ясно намечаются воззрения нашего времени. Он признавал теоретически возможность превращения понижением температуры (и увеличением давления) всех газообразных тел в жидкости и в твёрдые тела («Traité», I, chap. 2). Эта мысль Лавуазье практически осуществлена была только в наше время работами Пикте, Кальете и др. над сжижением газов. По воззрению Лавуазье газы состоят из весомого «основания» и из невесомой материи, теплоты, благодаря которой они сохраняют своё газообразное состояние. Если материю тепла отнимать от газа, то остаётся весомая материя в жидком или твёрдом виде, смотря по количеству отнятого тепла.
|
|
Когда кислород соединяется с горючим телом, то тепло, скрытое в газообразном кислороде, освобождается и выделяется в виде жара и огня. Лавуазье первый придал важное значение количественной стороне химических превращений веществ и сделал весы необходимой принадлежностью химической лаборатории. Он сам во всех своих исследованиях руководился тем принципом, что при различных химических превращениях вещество не пропадает, не творится вновь и что поэтому веса тел, участвующих в химическом превращении, до превращения и после него, остаются неизмененными. Это положение высказывалось Лавуазье неоднократно, напр. в «Traité» (I, chap. 13). Со времени Лавуазье указанная истина легла в основание научной химической системы («закон вечности вещества») и вместе с другой истиной, добытой в нашем веке физикой, именно — законом сохранения энергии, составляет основу современной философии природы.
|
|
Руководясь принципом, указанным Лавуазье, исследователи быстро пришли к выводам необычайной важности, к установлению законов, управляющих весовыми отношениями соединяющихся между собою веществ; а эти законы, в связи с законами объёмных отношений для газов, привели затем к установке понятий об атоме и частице, придающих необыкновенную простоту и ясность современной химической системе.
Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного. Не меньшую важность имело его учение о животной теплоте. Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла». Явления тепла, тесно связанные с процессом горения, составляли также предмет изучения Лавуазье. Вместе с Лапласом, будущим творцом «Небесной механики», Лавуазье даёт начало калориметрии (см.); они устраивают ледяной калориметр. С помощью его они измеряют теплоёмкости многих тел и теплоты, освобождающиеся при различных химических превращениях, например при сгорании угля, фосфора, водорода, при взрыве смеси селитры, серы и угля.
|
|
Этими работами они кладут основание новой области исследования — термохимии и устанавливают её основной принцип, сформулированный ими в следующей форме: «Всякие тепловые изменения, которые испытывает какая-нибудь материальная система, переменяя своё состояние, происходят в порядке обратном, когда система вновь возвращается в своё первоначальное состояние». Например, чтобы разложить угольную кислоту на уголь и кислород, необходимо потратить столько же тепла, сколько его выделяется при сгорании угля в углекислоту. Калориметрические и термохимические исследования Лавуазье и Лапласа описаны в мемуаре «Sur la chaleur» (1780). В 1781—1782 г они дают известный способ определять расширение твёрдых тел. Выработанные ими методы они вслед за тем применяют для изучения животной теплоты. Производя исследования над составом воздуха, Лавуазье установил те изменения, которым подвергается воздух при процессе дыхания животных.
Уже упомянутое исследование «Sur la chaleur», сделанное Лавуазье совместно с Лапласом, а также исследования над дыханием животных, произведённые Лавуазье совместно с Сегеном в 1789—1790 гг., имели громадное значение в физиологии. Эти исследования показали, что дыхание животных есть медленное горение, за счёт которого в организме поддерживается всегда постоянный запас тепла. Траты, производимые в организме процессом горения, восполняются пищеварением. Названные исследования стараются установить соотношение между количеством выделяемой организмом углекислоты и состоянием покоя или работы, в котором организм находится. Лавуазье правильно понял значение и связь трёх важных функций животного организма: дыхания, пищеварения и транспирации.
Лавуазье первый дал классификацию тел, известных в то время в химической практике. Основой его классификации служили, вместе с понятием о простых телах, понятия — окись, кислота и соль.Тем не менее, это была первая классификация, давшая возможность с большой простотой обозреть целые ряды известных в то время в химии тел. Она дала Лавуазье возможность предугадать сложный состав таких тел как известь, барит, едкие щёлочи, борная кислота и др., считавшихся до него телами элементарными. Рядом с классификацией Лавуазье много работал над упрощением химической номенклатуры, вопрос о которой был поднят Гитоном де Морво в 1782 г.; в основу этой номенклатуры легла классификация, данная Лавуазье. Новая номенклатура внесла большую простоту и ясность в химический язык, очистив его от сложных и запутанных терминов, которые были завещаны алхимией и были вполне произвольны, а часто и лишены всякого смысла.
Биография
Лавуазье родился 26 августа 1743 года в семье одного из четырёхсот адвокатов при Парижском парламенте (так тогда назывался верховный суд) Жана Антуана Лавуазье и Эмилии Пенктис, дочери состоятельного юриста. Через пять лет после рождения Антуана его мать в 1748 году скончалась. Ее младшая сестра Констанция Пенктис взяла на себя воспитание Антуана и его сестры, в доме которой на улице дю Фур близ церкви св. Евстахия он прожил до самой своей женитьбы в 1771 году.
В 1754 году Лавуазье поступил в Коллеж Мазарини (другое название — Коллеж четырех наций). Это было одно из лучших учебных заведений Франции, основанное в 1661 году кардиналом Джулио Мазарини, но реально открытое лишь в 1688 году. Среди выпускников коллежа были философ, физик и математик Жан Лерон Д'Аламбер, астроном Жан Сильвен Байи и живописец Жак Луи Давид.
Поначалу Лавуазье увлекся литературой, хотел стать писателем и даже пробовал работать над драмой на сюжет романа Жан Жака Руссо «Новая Элоиза». Однако дальше первых сцен дело не пошло. В коллеже много времени уделялось изучению древних языков — латыни и греческого, а так-же французскому и риторике (в 1760 году Лавуазье даже получил премию по красноречию), но современными иностранными языками там практически не занимались, и будущий ученый не знал ни английского, ни немецкого.
Окончив в 1761 году коллеж со званием бакалавра искусств, Антуан Лоран в соответствии с семейной традицией и по настоянию отца был определен на юридический факультет Парижского университета, стены которого он покинул в 1764 году со степенью лиценциата прав. Теперь он мог обзавестись адвокатской практикой, однако его все больше и больше привлекают математика, физика и другие естественные науки. Еще в университете он слушал лекции по математике, физике, химии, геологии и минералогии. Его наставниками были три крупных ученых того времени: астроном и физик аббат Николя Луи Ла Кай (Лакайль), составивший атлас звездного неба южного полушария; химик Гийом Франсуа Руэль, лекции которого в Королевском саду были настолько популярны, что, по словам Дидро, этот квартал, где жил простой народ, «стал местом встречи всех классов, не исключая желавших учиться дворянских детей»; и геолог Жан Этьен Геттар, близкий друг семьи Лавуазье, приобщивший Антуана Лорана к минералогии и химии. Месяцами они вдвоем путешествовали на лошадях по Франции, собирая материалы для геолого-минералогического атласа.
Лавуазье стал кандидатом в Академию наук в 1766 году. Это был уникальный случай, ведь соискателю исполнилось всего 23 года. Сказались, видимо, и его яркий талант исследователя, и присуждение в 1765 году Золотой медали за проект уличного освещения Парижа, и хлопоты друзей отца (академиков де Монтиньи, Дюамеля и др.), и богатство (состоятельного молодого человека ничто не будет отвлекать от науки), и многое другое. В 1768 году Лавуазье был избран адъюнктом (низшее звание в академии) по классу химии, и его тотчас же загрузили самыми разнообразными поручениями. Чем он только не занимался: и анализом конструкции английской паровой машины, и «животным магнетизмом», и изучением газов выгребных ям, и осмотром различных заведений — от больниц и тюрем до металлургических заводов.
В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бо- дона, уступившего ему третью часть своих доходов, «Femme generale» было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Контракт между откупом и государством заключался на шесть лет; в промежутке между окончанием одного и выработкой другого контракта сбор податей поручался (фиктивно) особо назначенному лицу, «генеральному подрядчику», который давал свое имя новому контракту и по утверждении его уступал право сбора откупщикам. Это была чистая формальность: труды «генерального подрядчика» ограничивались получением четырех тысяч ливров в год в течение шести лет. Таким образом, в распоряжении министра финансов оказывалась синекура, которую он мог подарить кому-нибудь из своих протеже. Откупщиков ненавидели. 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! 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 в возрасте двадцати восьми лет в 1771 году женился на четырнадцатилетней дочери Генерального откупщика Франции Жака Польза, ведавшего всеми табачными фабриками страны, Марии-Анне-Пьеретте Польз. Старик Польз торопился выдать дочь за Антуана, так как к ней сватался пятидесятилетний выживший из ума аристократ барон де Амерваль, промотавший свое состояние. Антуан получил за дочь Польза 80 тыс. ливров приданого — сумму небольшую по сравнению с его собственным капиталом (ливр — серебряная монета того времени). Брак, заключенный по расчету, несмотря на молодость невесты, оказался, однако, счастливым, хотя и бездетным. 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.
После смерти отца, который в 1772 г. купил себе титул конюшего короля, а следовательно, и потомственное дворянство, Антуан вошел в ряды правящего круга королевской Франции.
Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками; тут они повторяли опыты, обсу- ждали химические вопросы, спорили о новой системе. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени — Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона, Морво, Маккера.
В 1778 году он был избран действительным членом академии, с 1785 года он состоял её директором. Во время Конвента Лавуазье явился самым деятельным защитником академии и прилагал все усилия, чтобы спасти её. Однако это ему не удалось, и в 1793 году академия была упразднена.
Со смертью Бодона в 1779 году Лавуазье стал самостоятельным членом откупа (фр. fermier général titulaire). Откупная система с полным основанием была ненавидима народом, но личная деятельность Лавуазье по откупу была вполне безупречна, как показал его биограф Гримо, опираясь на подлинные документы. Участие в откупе не было для Лавуазье синекурой; оно требовало постоянных разъездов, отнимало у него много времени и внимания.
Значительную часть больших доходов, которые Лавуазье получал от откупа, он тратил на научные опыты. Для своих исследований он не щадил средств: например, опыты над составом воды стоили ему 50000 ливров. Он добивался самой тщательной постановки опытов и стремился к устройству наиболее точных и совершенных приборов: в этом отношении научная техника во Франции обязана ему многим.
Помимо Генерального откупа во Франции существовал еще особый Пороховой откуп. Пороховые откупщики усердно занимались своим обогащением, но плохо снабжали страну порохом. В 1775 году по предложению Лавуазье пороховой откуп был упразднен и пороховое дело передано в руки государства. Лавуазье был назначен одним из руководителей вновь созданного Управления порохов и селитр. Это управление, существующее и поныне, в течение двух веков своей деятельности сыграло выдающуюся роль в организации производства и научных исследований взрывчатых веществ. В нем сотрудничали многие крупные ученые.
Значение работ Лавуазье для развития взрывчатых веществ заключается, прежде всего, в разработке теории горения: ведь не зная, что такое горение, нельзя понять сущности взрыва. Но и практическая деятельность великого ученого оказала огромное влияние на мировое пороходелие.
Взяв пороховое дело в свои руки, Лавуазье использует для его реорганизации весь свой талант химика, инженера и финансиста. Глава академии, председатель многочисленных комитетов и комиссий, могущественный откупщик, он тем не менее считает отныне главной своей обязанностью пороховое дело. С 1775 года он даже поселяется в Арсенале - официальной резиденции Управления порохов и селитр. Он не только устраивает там свою квартиру, но и оборудует прекрасную личную лабораторию, из которой вышли почти все его химические работы. Лаборатория Лавуазье была одним из главных научных центров Парижа того времени. В ней сходились представители различных отраслей знания, для обсуждения научных вопросов, она служила местом паломничества и предметом восхищения ученых всего мира, сюда же приходили и начинающие молодые работники науки учиться у Лавуазье.
В Арсенале Лавуазье развертывает интенсивную научную и организаторскую работу. Его строго распланированный рабочий день продолжается с шести утра до десяти вечера.
Лавуазье организует экспедиции для отыскания селитряных местонахождений, ведёт исследования, касающиеся очистки и анализа селитры; приёмы очистки селитры, разработанные Лавуазье и Боме, дошли и до нашего времени. По инициативе Лавуазье, академия наук в 1773 году назначает премию за лучшую работу, касающуюся способа наиболее выгодного производства селитры; программа работы была детально разработана самим Лавуазье.
Под энергичным руководством Лавуазье производство пороха во Франции к 1788 году увеличилось почти вдвое (с 1600 тысяч франков оно дошло до 3700 тысяч франков в год) и, что самое главное, резко улучшилось его качество. Страна стала обладать теперь лучшим в мире порохом. Враги Франции скоро получили хорошую возможность в этом убедиться. В войне Соединенных Штатов с Англией за независимость, в которой Франция приняла участие на стороне Северной Америки, артиллерия союзников оказалась недосягаемой для англичан. Благодаря Лавуазье Франция теперь не покупала, а продавала порох - главным образом в Соединенные Штаты. Первый посол США во Франции, знаменитый ученый, "покоритель молнии" Вениамин Франклин, был близким другом Лавуазье, и эта дружба оказалась очень полезной для молодой страны, борющейся за независимость. Лавуазье не только снабжал Соединенные Штаты порохом, но и направлял туда опытных специалистов, обучавших американцев тайнам пороходелия. Специально для США он написал руководство "Искусство производства селитры". В Америку эмигрировали ученики Лавуазье, братья Дюпон де Немур, основавшие там компанию по производству взрывчатых веществ. Эта фирма "Дюпон де Немур" - ныне один из крупнейших химических концернов мира.
Само собой разумеется, что Лавуазье принимал активное участие и в научных исследованиях по разработке новых порохов.
Пороховым делом Лавуазье управлял до 1791 года.
Помимо научных работ, занятий по откупу и по управлению пороховым арсеналом, Лавуазье принимал участие в различных комиссиях или по поручению академии, или по поручению правительства. Так, например, в 1783 году Лавуазье составляет, по поручению академии, доклад о «месмеризме», в 1784 году — доклад об «аэростатах». Все отчёты Лавуазье обнаруживают его необыкновенное уменье смотреть в корень дела, носят печать ясного, дисциплинированного, уравновешенного ума и вместе с тем обличают натуру благородную, опиравшуюся в своей деятельности на широкие гуманные принципы, принципы общего блага.
Эти принципы проглядывают нередко и в научных его трудах, но главным образом проявляются в исследовании тюрем, предпринятом им, в министерство Неккера, по поручению академии, и в его деятельности, направленной на улучшение положения земледельческого класса. В 1783-1788 годах Лавуазье состоял членом общества и комитета земледелия в Париже. В целом ряде докладов он указывает на необходимость изменить положение земледельческого класса податной реформой и распространением лучших способов земледельческой культуры. Став с 1778 г. владельцем собственного имения, Лавуазье занялся агрономическими опытами, из желания, главным образом, придти на помощь соседним землевладельцам, подав им "примеры агрикультуры, основанной на лучших принципах". В 1788 г. Лавуазье мог уже представить в комитет земледелия отчеты о плодотворных результатах своих агрономических опытов. По его почину устраиваются школы пряжи и тканья; до того времени лен и пенька в сыром виде шли за границу, откуда Франция получала готовое полотно; Лавуазье широко пропагандирует способ беления тканей хлором, открытый Бертолле; настаивает на необходимости устроить около Парижа опытное поле для агрономических экспериментов; составляет инструкции провинциальным собраниям, касающиеся самых разнообразных сельскохозяйственных вопросов.
В 1790 году Национальное Собрание поручило академии наук выработать рациональную систему мер и весов. Для этой цели была организована комиссия, в которой Лавуазье принимал постоянное участие в качестве её секретаря и казначея; кроме того, ему вместе с Гюйо было поручено определить вес в пустоте единицы объёма дистиллированной воды при 0 °C; а впоследствии вместе с Борда Лавуазье определял расширение меди и платины, для устройства нормального метра.
С 1791 года Лавуазье принимал участие в «совещательном бюро искусств и ремёсел», имевшем задачей указывать правительству на полезные для страны технические изобретения и поощрять наградами лучшие из них. Плодом участия Лавуазье в совещательном бюро осталась записка, касающаяся организации народного просвещения. Хотя в 1791 году откуп был уничтожен, но нападки революционных газет на откупщиков не прекратились. В 1793 году депутат Бурдон потребовал в Конвенте немедленного ареста и предания суду бывших участников откупа, не дожидаясь срока, назначенного для ликвидации дел. Лавуазье, вместе с другими откупщиками, был заключён в тюрьму, в конце ноября 1793 года, и Конвент постановил отдать его на суд революционного трибунала.
6 мая Лавуазье был приговорен к смерти. Ни петиция от совещательного бюро, ни всем известные заслуги перед родиной, ни научная слава не спасли Лавуазье от смерти. Но террористы, надевшие костюм революционеров, ответили кратко: «Республика не нуждается в химиках», заявил председатель, трибунала Коффиналь в ответ на петицию бюро. Лавуазье был обвинён в участии «в заговоре с врагами Франции против французского народа, имевшем целью похитить у нации огромные суммы, необходимые для войны с деспотами.»
8 мая 1794 года состоялся суд. По сфабрикованному обвинению 28 откупщиков, в том числе и Лавуазье, были казнены.
Лавуазье шел четвертым по списку. Перед ним казнили его тестя Польза. Затем наступила его очередь, нож гильотины оборвал жизнь Антуана Лавуазье…
Ему было 50 лет…
«Всего мгновение потребовалось им, чтобы срубить эту голову, а и во сто лет не будет такой другой»,— сказал, узнав о его смерти, математик Лагранж.
Невозможно предугадать всего того, что мог бы свершить Антуан Лавуазье, не погибни так рано. В последние годы жизни его интересуют сложные проблемы биохимии, химизм дыхания и кроветворения. За год до казни, размышляя над этими проблемами и подойдя очень близко к первоосновам химии органической, он написал: «Впоследствии я вернусь к этому предмету...»
Он не вернулся...
После казни Лавуазье в 1794 г. все имущество его, оцениваемое в несколько миллионов ливров, было конфисковано. Через два года Лавуазье был посмертно реабилитирован и все имущество было возвращено вдове.
Мария Лавуазье в 1805 г. вторично вышла замуж за авантюриста графа Румфорда, но новый брак продлился всего два года. Мария Лавуазье-Румфорд скончалась в возрасте 78 лет. Эта великосветская дама после смерти Антуана не проявила ни малейшей склонности к научной работе. Пока был жив Лавуазье, она записывала своим аккуратным почерком результаты многочисленных исследований своего супруга, демонстрируя свое участие в научной работе.
Выводы
Важное достоинство, отличающее работы Лавуазье, состоит в точном научном методе, в духе которого они произведены. Как образец точной дисциплинированной мысли, работы Лавуазье так же бессмертны, как и результаты их. Вся система Лавуазье представляет логическую стройность и единство. Лавуазье внёс в химию тот метод строгой критики и отчетливого анализа явлений, который до него уже оказался столь плодотворным в других областях точного знания, в механике, физике, астрономии. В этом отношении труд Лавуазье составляет звено в той цепи трудов, которые ставили целью открытие законов, управляющих явлениями природы, и имя Лавуазье стоит в одном ряду с немногими именами, каковы имена Галилея, Ньютона, Кеплера и др
Огромный вклад Лавуазье в науку заключался не только в получении новых фактов – этим занимались многие. Лавуазье фактически создал новую философию химии, новую систему ее понятий. В лаборатории, оборудованной по последнему слову науки и техники конца 18 в., Лавуазье провел эксперименты, выводы из которых оказали огромное влияние на химию и другие науки. Например, он показал, как с помощью точного взвешивания можно не только получить новые научные данные, но и подтвердить научную теорию.
Литература
1. "В память Лавуазье" - речи Н. Зелинского, И. Каблукова и И. Сеченова (1894);
2. Вюрц, «История химических воззрений от Лавуазье до наших дней» (1870);
3. M. Энгельгардт, "Лавуазье, его жизнь и научная деятельность" (1891).
4. H. Меншуткин, «Очерк развития химических воззрений» (1888);
5. Самин Д.К. 100 великих ученых. — М.: Вече, 2000. — 592 с. — (100 вели- ких).
6. www.100top.ru/encyclopedia/
7. www.wikiznanie.ru