ПРИМЕР ИЗ ИСТОРИИ НАУКИ

Прежде чем обратиться к описанию нового представления о факте, рассмотрим всего лишь один реальный пример установления научного факта, а именно, факта наличия кислорода в атмосферном воздухе.

В начале 70-х годов XVIII столетия несколько исследователей в разных странах осуществили один и тот же опыт: они нагревали окислы металлов в закрытом сосуде и обнаружили выделение какого-то газа с неизвестными ранее свойствами. По-видимому, первым это сделал Карл-Вильгельм Шееле в 1772 г. Он нагрел красную окись ртути в небольшой реторте с длинным горлом, на конец которого был надет животный пузырь. Из пузыря воздух был удален. Как только дно реторты накалилось, из нее стал выходить какой-то газ, постепенно заполняя пузырь. Наполнив затем этим газом стакан, Шееле поднес к нему горящую свечу. Свеча вспыхнула красным пламенем. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом».

В августе 1774 г. аналогичный опыт повторил английский ученый Джозеф Пристли. Только в отличие от Шееле Пристли пользовался пневматической ванной, изобретенной Стефаном Гальсом. «Я поместил под банкой, погруженной в ртуть, немного порошка Mercurius calcinatusperse. Затем я взял небольшое зажигательное стекло и направил лучи солнца прямо внутрь банки на порошок. Из порошка стал выделяться воздух, который вытеснил ртуть из банки.

Я принялся изучать этот воздух. И меня удивило, даже взволновало до самой глубины моей души, что в этом воздухе свеча горит лучше и светлее, чем в обычной атмосфере», — так описывает свое открытие Пристли (цит. по кн.: Дорфман Я. Г. Лавуазье. М.—Л., 1948. С. 166).

В октябре того же года лорд Шельберн вместе со своим секретарем Пристли посетил Париж, и Пристли рассказал французским химикам о своих опытах и об удивительных свойствах открытого им газа. Среди этих химиков был и Антуан-Лоран

Лавуазье, который сразу же занялся повторением опытов английского гостя и уже через месяц сделал в Академии наук доклад на тему «Об обжиге некоторых металлов в закрытых сосудах и о причине увеличения веса, происходящего во время этой операции». В декабре этот доклад был опубликован в виде статьи, которую Лавуазье закончил утверждением о том, что «воздух наиболее чистый, какой можно себе представить, лишенный всякой влаги и всякой субстанции, чуждой его сущности и его составу, отнюдь не является простым существом, элементом, как обычно полагают. Но он должен быть, напротив, причислен к классу смесей или, может быть, даже соединений» (там же, с. 167). Первоначально Лавуазье называл полученный Пристли газ «чистым» или «удобовдыхаемым воздухом» и лишь впоследствии, в 1777 г., рассмотрев роль этого газа в образовании кислот, Лавуазье назвал его «оксигеном» («кислотвором» или «кислородом»).

Такова в кратком изложении история открытия кислорода. Что же мы можем извлечь из нее относительно интересующего нас понятия факта? Проанализировав историю открытия кислорода, Кун пришел к выводу о том, что на вопрос: «Кто и когда открыл кислород?», нельзя дать однозначного ответа. Данное открытие, впрочем, как и многие другие, представляет собой длительный процесс, и мы можем лишь приблизительно указать период его осуществления и назвать ученых, принимавших в нем участие. Рассуждение Куна приводит к мысли о том, что данный факт не есть нечто простое, что можно «открыть» сразу, подобно открытию знакомой вещи, которую вы долго ищите и вдруг в некоторый момент внезапно обнаруживаете. Факт наличия кислорода в атмосфере формировался постепенно, и в этом процессе приняло участие несколько ученых, каждый из которых внес в него свою лепту. Итак, первая мысль, к которой приводит нас история, такова: поскольку открытие факта не происходит внезапно, сразу, а представляет собой длительный процесс, постольку можно считать, что факт представляет собой сложное целое, отдельные стороны которого лишь постепенно открываются исследователем. Что это за стороны?

Шееле, Пристли и Лавуазье наблюдали, в общем, одну и ту же картину: нагревался красный порошок — раздувался пузырь или опускался уровень ртути в банке — ярко вспыхивала свеча. Разницы в их чувственных впечатлениях, по-видимому, не было. Однако можем ли мы считать, что факт наличия кислорода в атмосфере был установлен, когда кто-то первым нагрел окись металла и получил воздух, обогащенный кислородом? Конечно, нет. Опыты такого рода в середине XVIII в. были довольно обычным делом, поэтому, например, в своих первых сообщениях об исследовании свойств «чистого воздуха» Лавуазье даже не упоминает имени Пристли. Тот, кто первым наблюдал описанную картину, еще не открыл кислорода. Но вместе с тем эта последовательность действий и чувственных образов явилась одним из необходимых элементов установленного позднее факта.

Отметив, что чувственное восприятие было одинаковым у трех ученых, мы можем теперь обратить внимание на то, как постепенно изменялось концептуальное осмысление этого восприятия. Шееле отметил, что выделяющийся газ способствует горению, поэтому и назвал его «огненным воздухом». После удаления из обычного воздуха «огненного воздуха» остается «испорченный воздух». Следовательно, обычный воздух представляет собой смесь «огненного» и «испорченного» воздуха. Таким образом, называя обнаруженный им газ «огненным воздухом», Шееле при этом имел в виду, что имеется два вида воздуха, из которых один поддерживает горение, хорошо растворяется в воде и соединяется с флогистоном, порождая теплоту и свет.

Пристли полагал, что сущностью процесса горения является удаление из тела флогистона. Последний не может существовать сам по себе, поэтому, выделяясь из тела, он должен тотчас соединиться с другим телом. Чем меньше в некотором газе флогистона, тем лучше этот газ усваивает флогистон, тем энергичнее поддерживает горение. Пристли обнаружил, что лучше всего поддерживает горение открытый им газ. Он сделал вывод о том, что в этом газе совсем нет флогистона, и назвал его «де-флогистированным воздухом». При этом Пристли имел в виду, что воздух содержит флогистон, может быть лишен флогистона и тогда обнаруживает ряд интересных свойств.

Характерно, что все ученые данного периода говорили о «воздухе», рассматривая его как некую единую субстанцию, которая изменяет свои свойства лишь под влиянием примесей или загрязнения. Это было обусловлено влиянием древней традиции, восходящей к Аристотелю и его четырем «началам». Даже Лавуазье, который уже в 1774 г. в общих чертах понял суть дела, не сразу отказался от распространенной терминологии. В концептуальное осознание наблюдаемых явлений Лавуазье внес две принципиально важные идеи, которые придали понятию «кислород» его современное значение: 1) воздух вовсе не является простой субстанцией, а имеет сложный состав, одним из элементов которого является кислород; 2) в процессе горения «дефлогистированный воздух» вовсе не соединяется с флогистоном, как считал Пристли, а соединяется с телом, и в этом суть процесса горения. Поэтому когда в 1777 г. Лавуазье назвал газ, полученный до него Шееле и Пристли, «кислородом», мы можем считать, что последовательность действий и чувственных образов, с которой имели дело предшественники Лавуазье, получила современное концептуальное осмысление. Факт наличия кислорода в атмосферном воздухе был установлен.

Следует обратить внимание на то, что в формировании у Лавуазье двух указанных выше идей важнейшую роль сыграло совершенствование экспериментальных средств. Развитие и улучшение изготовления стеклянных колб, изобретение пневматической ванны, использование зажигательных стекол для нагревания вещества и, самое главное, широкое использование весов в химических экспериментах — вот что послужило той материальной основой, опираясь на которую только и можно было достигнуть адекватного понимания. — «Если Шееле не мог понять сущность столь классически исследованных им явлений, то лишь потому, что он... не учитывал в достаточной мере существующих между ними количественных отношений. Но лишь только обратили внимание и на эту сторону дела, как скрывавшее истину покрывало на той ступени развития, которой достигла химия благодаря работам Шееле и Пристли, должно было сразу упасть. Для этого не нужно было никакого нового открытия, а достаточно было только последовательного применения к изучаемым явлениям методов измерения и взвешивания. Неоспоримой великой заслугой француза Лавуазье было то, что он сделал этот важный шаг» (Даннеман Ф. История естествознания. М.—Л., 1938. Т. 3. С. 143). Так отмечает эту сторону дела историк науки. Совершенствование средств экспериментального исследования и в последующем оказывало влияние на изменение понятия о кислороде и, следовательно, на изменение установленного факта.

Лавуазье еще успел в 1789 г. издать «Начальный курс химии», в котором уже не упоминалась теория флогистона и была предложена новая терминология для химии. Но уже грянула Великая французская революция, и в 1794 г., когда вышло второе издание «Курса», Лавуазье, который был не только великим ученым, но и генеральным откупщиком, взошел на эшафот, где его ждала гильотина.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >