Сергей Капица. Химия и химики 18-19 веков

Берцелиус - УЧЕБНИК ХИМИИ

Мы приводим предисловие к французскому изданию 1833 г. «Учебника химии» Берцелиуса, основного и широко известного его сочинения.

УЧЕБНИК ХИМИИ

Нелегкую задачу представляет составление хорошего плана учебника химии для начинающих. В сочинениях такого рода нельзя как в учебниках строго придерживаться систематического порядка: идеи следует излагать так, чтобы эта наука была бы доступна пониманию и, кроме того, запечатлевалась бы в памяти читающего.

Чтобы всегда вести читателя от неизвестного к известному, некоторые авторы, прежде чем говорить о каком‑либо веществе, описывают его. Однако такой метод не применим к химии, и те, кто следовал ему, не достигли убедительных результатов. Наше внимание лишь с трудом привлекают совершенно незнакомые нам предметы, и редко случается, чтобы нас привлекали вещи, не возбуждающие нашего любопытства. Те же предметы, которых мы время от времени касаемся по мере продвижения вперед в области науки и о которых мы получаем предварительное, хотя и несовершенное представление, заинтересовывают нас больше, когда позднее встречается их полное описание, чем предметы абсолютно для нас новые. Автору книги, которая должна служить руководством для начинающих, не менее важно, чем историку или литератору, пробудить в сознании читателя любопытство, прежде чем его удовлетворить. Если же пользоваться этим приемом, то изучение предмета не вызовет утомления, тогда как при пренебрежении им то же занятие станет мучительной работой при постоянном умственном напряжении.

Принятый мною план не вполне систематичен. Я считал нужным отказаться от систематичности каждый раз, когда мне казалось, что, жертвуя ею, я сделаю изложение более доступным.

Есть два способа написания учебников химии.

Либо идут по пути отдельных монографических описаний простых тел, поскольку такой способ не влечет за собой никаких неудобств. Что же касается соединений, в которые может войти каждое из этих тел, то их располагают в любом заранее намеченном порядке с тем, чтобы не описывать одно и то же соединение дважды. На мой взгляд, в таком виде наука находит свое наипростейшее выражение и лучше всего усваивается.

Либо вначале рассматривают все простые тела, затем, в определенном порядке, каждое соединение этих простых тел между собой и затем комбинации этих различных соединений, чтобы переходить от простого к более сложному. На первый взгляд кажется, что этот способ лучше всего соответствует требованиям книги для начинающих. Его преимущество состоит главным образом в том, что он знакомит со всеми элементами, прежде чем обратиться к истории каждого соединения. При этом все соединения одного типа описываются вместе (например, тела, способные к горению в присутствии кислорода). Рассмотрению элементов этой группы можно, таким образом, предпослать описание общих характеристик окисляющихся тел. Рассмотрение общих свойств тел по отдельным группам придает этой книге характер учебника, и именно в этом заключается ее научная ценность.

С другой стороны, вступающим на путь науки необязательно знакомиться сразу же со всеми телами, которые наука вынуждена считать элементами. Многие из них встречаются весьма редко или представляют незначительный интерес; а чтобы понять характер поведения каждого из них в отдельности, требуются довольно значительные познания. Наоборот, другие элементы встречаются гораздо чаще. Многие соединения из них представляют собой прекрасные средства, которыми химия пользуется для получения новых соединений или демонстрации явления, а также для того, чтобы различить сложные соединения или создавать их. Именно с ниш следует знакомиться в первую очередь. Воздух, вода и их компоненты, сера и фосфор и их кислоты, азотная кислота, хлор и его кислоты, щелочи и щелочные земли принадлежат к числу тех тел, с которыми следует знакомиться в первую очередь, и эти знания необходимы для каждого нового шага в этой области науки. Напротив, можно приобрести совершенно ясное и очень широкое представление о теоретической части этой науки, не зная ничего из того, что относится к двум третям металлов.

Второй способ изложения имеет то неудобство, что он слишком рассеивает факты. Действительно, часто факты, сопоставленные друг с другом, во многих случаях представляют большой интерес, чем если брать их каждый в отдельности. Поэтому размещение фактов с целью привлечения наибольшего к ним внимания является большим искусством. Так как при описании соединений, в которые входит один и тот же элемент, они постоянно бывают отделены друг от друга, то таблица, предназначенная для их объединения, становится одной из главных частей книги. Часто описание какого‑нибудь тела прерывается именно в тот момент, когда оно становится наиболее увлекательным и возобновляется в другой, далеко отстоящей главе, в результате чего впечатление ослабляется. Кроме того, когда в книге, составленной по этому методу, читаешь, например, описание одного окисла за другим, то внимание рассеивается среди множества объектов, одинаково интересных, но не связанных между собой какой‑либо основной идеей, вроде понятий о радикале, рассматриваемом во всех сочетаниях с различными элементами.

В расположении материала я пытался примирить преимущества этого метода с принципом, которому следует другой метод. После глав о свете, теплоте, электрических и магнитных силах, охватывающих области физики, без которых отныне невозможно изучать химию, я разделил эту науку на неорганическую и органическую. Два первых тома этого сочинения посвящены неорганической химии, которая в свою очередь подразделяется на два больших раздела – химию металлоидов и химию металлов.

Металлоиды – это вещества, которые чаще всего встречаются в природе и которые следует знать прежде всего. Эта часть тома содержит описание кислорода, водорода, азота, хлора, серы и т.д., а также их соединений друг с другом. Порядок изложения в этой части следующий: говоря о каждом из металлоидов, я указываю на все соединения, которые он может образовать с предыдущими. Но чтобы не упустить возможности развить общие теоретические воззрения, я выделяю отдельно окислы металлоидов и их кислотные соединения с водородом. Главы, посвященные атмосферному воздуху, воде, окислам и гидроокислам, дали мне возможность изложить общие идеи, чего я не мог бы сделать, если бы строго придерживался моего принципа классификации.

За металлоидами следуют металлы. Общий взгляд на эти вещества и на их соединения с металлоидами дал мне возможность сделать широкие обобщения об окислах и сульфидах, как солеобразующих основаниях, о фосфидах, карбидах и арсенидах металлов и т.д., а также о солях и тех теоретических идеях, которые относятся к этой части моего учения. Затем идут собственно металлы, начиная с тех, которые следует знать прежде всего, т.е. с радикалов щелочей и щелочных земель и их соединений с металлоидами. Я поместил аммоний и аммиак среди металлов, образующих‑ щелочи, думая, что я не должен в этом оправдываться, даже если считать, что аммоний вовсе не является простым телом.

Дойдя до металлов, образующих окиси, я располагаю их в порядке снижения степени кислотности тех окисей, которые они образуют. Что касается тех металлов, которые дают солеобразующие основания, то они располагаются более или менее по степени силы оснований, образованных их окислами.

Соли составляют отдельную часть, и они классифицированы по своим основаниям. Я продолжаю располагать среди них поваренную соль, флюорит и серную печень и т.д. Я надеюсь, что мотивы, приводимые мною в пользу их сближения, будут признаны достаточно обоснованными.

До сих пор я редко, и то вскользь, говорил в моей книге о химических пропорциях. Кое‑где я упоминал об электрохимической теории, не развивая ее. Эти два важных учения основаны на столь подтвержденных данных, что мне хотелось бы представить их в полном объеме только после того, как читатель будет достаточно хорошо знаком с простыми телами, с тем чтобы он мог сам составить свое суждение, а не брать все на веру. Поэтому я отложил полное изложение этих теорий до того, как будут исчерпаны все вопросы, входящие в неорганическую химию. Может быть придет время, когда гипотезы об атомных частицах и общее электрическое взаимодействие тел превратятся в прекрасно обоснованную теорию, и тогда химия станет на прочный путь, если ее изучение будет начинаться со знакомства с этой теорией. Этому бесспорно будет способствовать запоминание числа атомов, когда при описании тела будет указываться его атомное строение. Но это время еще не настало, о чем свидетельствуют расхождения во взглядах и методах, которым следуют не только для сравнения веса атомов, но и для определения их числа.

Каждый раз, когда было возможно, указаны относительные объемы, в которых простые тела (в газообразном состоянии) вступают в соединения; я это делал для того, чтобы подготовить читателя к тем подробностям, к которым я буду обращаться, говоря о атомном составе. Я считаю необходимым указывать количественный состав веществ (в числах) только при очень существенных обстоятельствах. Эти числа редко остаются в памяти, и их трудно находить в тексте. Поэтому я дал в алфавитном порядке в таблице, приложенной к этому сочинению, все относительные пропорции состава, которые в настоящее время известны достаточно надежно. Пока это единственный способ указать пропорции состава соединений. В этом я убедился, обнаружив, что в большинстве современных работ числа не только занимают большую часть книги, но даже претендуют на то, чтобы стать главным предметом, а вся остальная история тел рассматривается только как дополнение.

Третий том охватывает химию природных растительных соединений.

Четвертый том начинается с химии соединений животного происхождения, за чем следует указание к методам химического анализа. Там же, далее, находится алфавитный указатель всех технических терминов, включая названия приборов и процессов с описаниями и рисунками. Я полагаю, что начинающий изучать химию, читая книгу и встречая не очень понятное слово, естественно, стремится его узнать либо у преподавателя, либо самостоятельно; поэтому небесполезно, чтобы книга имела нечто вроде словаря, по которому можно было бы справиться в отсутствие руководителя. Этот словарь содержит также описание общих процедур в химии, таких, как выпаривание, перегонка, фильтрация, взвешивание и прочее, с которых обычно начинались старые руководства. Независимо от тех материалов, которые я брал из многих источников, я вложил в них плоды своего опыта, приобретенного собственным трудом. Я надеюсь, что я привел достаточное число рецептов и ими смогут воспользоваться те, кто захочет заняться химией.

История науки, как бы интересна она ни была, не является, однако, существенной частью самой науки. Это заставило меня отказаться от нее в моей книге. Однако я указываю на превратности судьбы замечательных теорий, указываю, когда и кем были открыты тела, не известные в древности. Я пытаюсь воздать должное великим талантам, которые способствовали изменению облика науки или же расширили ее сферу и чьи работы каждый день продолжают ее обогащать. Но я не принуждал себя к мелочной точности, которая столь характерна для духа современной эпохи и которая состоит в том, чтобы сообщать о новых открытиях, хотя и интересных, но второстепенного значения, непременно указывая при этом имя химика – их автора. Такие ссылки и упоминания работ, из которых были почерпнуты данные, необходимы в руководствах, которые должны служить справочным материалом для специалиста‑химика, но они не интересны в книге для начинающих изучать химию.

Ценность книги, предназначенной для учеников, определяется не только тем, в каком порядке излагается предмет, но также и манерой его трактовки. Я стремился к тому, чтобы быть но возможности ясным, особенно в начале книги. Я действовал так, как если бы предо мной был читатель, который не имеет никакого предварительного представления о химии. Однако необходимо было предположить хотя бы поверхностное знакомство с физикой. Я выбрал повествовательный стиль, тщательно избегая частностей, которые превращают описание каждого тела в заполнение некоего рода печатного формуляра. Я стремился сделать чтение моей книги по возможности приятным – настолько, насколько допускает природа тех вопросов, о которых идет речь.

Современные достижения науки по возможности использованы мною в полной мере. В результате этого, перевод моего трактата обогатился многими добавлениями, которые не существуют в его последнем немецком издании.

Стокгольм, 1828