История химии. алхимия в древнем мире

История алхимии

Алхимия считалась тайной деятельностью жрецов в Египте. Из Египта она проникла в Европу, а оттуда в Азию. Как и сама наука, слово алхимия формировалось по кусочкам. В Египте она называлась «Кем» (Khem), что означало плодородную почву возле реки Нил. После того, как Египет был завоёван Александром Македонским в 332 году до н. э., образовалось слово «Кемия» (Khemia) — так на древнегреческом языке назывался Египет.

Арабские алхимики

В 7 веке Египет был завоёван арабами. Они прибавили приставку «аль» (al). Получившееся слово al-Khemia означало чёрную землю. Затем арабы пришли в Испанию и распространили алхимию на Западе. Арабские алхимики:

• Айюб ал Рухави;
• Абу Муса Джабир ибн Хайан (он же Гебер);
• Джабир ибн Хайан;
• Абу Али аль Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина (он же Авиценна);
• Абу Бакр Мухаммед ибн Закарийа Ар-Рази (он же Разес).

Алхимия в Китае

Параллельно алхимия развивалась в древнем Китае. Она во многом опиралась на китайскую медицину и на идею двух начал — инь и ян. Алхимики считали, что ян дарует долголетие. Большое количество яна содержится в золоте и киновари (от др. греч. κιννάβαρι, лат. cinnabari — красный минерал, он же сернистая ртуть). Поэтому китайцы не только окружали себя предметами из этих элементов, но и употребляли их в пищу.

Алхимики верили, что нужно найти или создать дань (кит. 丹 (dān) — даос. «философский камень», «пилюля бессмертия», «эликсир бессмертия»). Дань способен превращать любое вещество в драгоценный металл (золото или серебро). Китайские алхимики:

• Цзоу Янь (предположительно первый алхимик в древнем Китае);
• Ко Хун (или Гэ Хун);
• Хуань Ди;
• Лао Цзы;
• Вэй Боян и др.

Алхимики Индии

В Индии алхимию называли расаяной (санскр. Rasāyana — «путь духа, сущности, эссенции»). Индийские алхимики в основном использовали травы для продления жизни, излечения всех болезней. Индийская алхимия неразрывно связана с духовными практиками.

Алхимики пытались получить сульфид ртути, который ассоциировался у них с жизненной силой Шивы. Отведав этой жизненной силы, можно стать Шивой.

Индийский алхимики:

• Нагарджуна;
• Мадхава;
• Горакшанатх и др.

Европейская алхимия

В Европе алхимия начала развиваться как направление в 13 веке. Европейские алхимики занимались своими опытами скрытно. В 1317 году папа римский Иоанн XII запретил заниматься алхимией. Тем не менее многие власть имущие продолжали покровительствовать алхимикам в надежде получить философский камень, способный превращать любое вещество в золото.

Алхимики Европы:

• Альберт Великий;
• Роджер Бэкон;
• Василий Валентин;
• Николас Фламель;
• Джованни Фиданца (он же Бонавентура);
• Парацельс;
• Венцель Зейлер;
• Иоанн Исаак Голланд;
• Иоганн Фридрих Бёттгер и др.

Изучение и получение вещества до научно-технической революции

Создание материалов в древности

Синтез новых веществ (керамика, стекло, протопластмасса)

Что интересно, состав современного бутылочного стекла практически не отличается от состава стекла,
применявшегося в 4000 году до н. э. в Египте.

Выплавка металлов

В Египте уже в 3000 году до н. э. умели получать медь из её соединений, используя уголь в качестве восстановителя,
а также получали серебро и свинец.
Постепенно в Египте и Месопотамии было развито производство
бронзы, а в северных странах — железа.

Древние учения о строении вещества и взаимодействии веществ

В Китае с XXII века до н. э.
существовала теория об основных элементах (вода, огонь, дерево, золото, земля).
В Месопотамии возникла идея о противоположностях, из которых построен мир:
огонь-вода, тепло-холод, сухость-влажность и т. д.
[будущее китайское учение о инь и ян?]

Анаксагор из Клазомен в Малой Азии (ок. 500-428 до н.э.),
древнегреческий философ,
выдвинул учение о неразрушимых элементах «семенах» вещей (позже названных гомеомериями).
Движущий принцип мирового порядка — ум (нус), организующий элементы.

В V веке до н. э. в Греции Левкипп и
Демокрит
развили теорию о строении вещества из атомов.
По аналогии со строением письма они заключили, что как речь делится на слова, а слова состоят из букв,
так и все вещества состоят из определенных соединений (молекул),
которые в свою очередь состоят из неделимых элементов (атомов) .

В V веке до н. э. Эмпедокл
предложил считать основными элементами (стихиями) воду, огонь, воздух и землю.
В IV веке до н. э. Платон развил учение Эмпедокла: каждому из этих элементов соответствовал свой цвет
и своя правильная пространственная фигура атома, определяющая его свойства:
огню — красный цвет и тетраэдр, воде — синий и икосаэдр,
земле — зелёный и гексаэдр, воздуху — жёлтый и октаэдр.

По мнению Платона,
именно из комбинаций этих «кирпичиков» и построен весь материальный мир.
Учение о четырёх превращающихся друг в друга стихиях было унаследовано
Аристотелем.

Алхимия и исследование вещества в Средневековье

В 4—3 веках до н. э. в Азии определилась наука алхимия, в которой соединились философские представления и ремесленные навыки того времени, а также магические и мистические представления. Были найдены новые элементы, такие как ртуть, сера, фосфор, охарактеризованы многие соли, уже были известны и использовались кислота HNO3 и щёлочь NaOH. Известными алхимиками того времени были Джабир ибн Хайян (Гебер), Ибн Сина (Авиценна) и Абу-ар-Рази. К европейцам химическая наука попала главным образом от арабов после завоевания ими Испании в 711 году. Они называли эту науку «алхимией», от них это название распространилось и в Европе. В то время особой популярностью пользовались предметы роскоши, в особенности золото, поскольку именно они служили в основном для торговли с Азией. Алхимиков интересовал способ получения золота из других металлов, а также проблема обработки металлов, то есть, практические аспекты. Вместе с тем арабская алхимия стала отдаляться от практики и утратила популярность. Из-за особенностей производства и распространения знаний (только от отца к сыну) алхимия развивалась очень медленно. Наиболее известными европейскими алхимиками считаются Роджер Бэкон и Раймонд Луллий. Только в XVI веке, из-за необходимости развития металлургии (Агрикола) и медицины (Парацельс) был сделан скачок в этой науке.

Тайна алхимиков.
О высокопрочном алюминии муллите и других оберегаемых открытиях в древности и средневековье.

Учёные-алхимики

Парацельс

Алхимик XVI века. Его настоящее имя — Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм. Учёный утверждал, что соль имеет первостепенное значение, является связующим звеном между мужским и женским началом (серой и ртутью). Парацельс говорил, что три начала (сера, ртуть и соль) в каждом металле различны.

Парацельс высказывал идеи по использованию химических веществ для лечения болезней. Например, ему принадлежит идея лечить сифилис с помощью ртути.

Роджер Бэкон

Алхимик XIII века. Был первым европейским учёным, кто в своём трактате «Великое сочинение» (Opus Majus) описал действие пороха.

Бэкон обнаружил книгу «Тайная тайных» (Secretum secretorum) — труд, написанный на арабском языке предположительно в X веке. Бэкон также написал комментарий к данному труду и постоянно ссылался на него в своих трактатах.

Василий Валентин

Также утверждал, что соль — основной элемент в составе металлов. Он занимался разделением веществ в золоте с помощью химического осаждения. Был первым учёным, кто ввёл термин «осадок».

Аристотель

Аристотелю принадлежит теория о четырёх первоначальных элементах: земли, воды, огня и воздуха. Считал, что металлы состоят из этих элементов.

Концептуальная система химии

Концептуальная система в химии — система взаимосвязанных теорий, объединённых общими фундаментальными принципами,
понятиями, законами, методами и проблемами.
Теорию концептуальных систем развития химии создал и развивал русский химик и философ В. И. Кузнецов
совместно с другими химиками, историками науки, философами.
Наиболее полно эта теория изложена в его книге «Общая химия: тенденции развития» (1989).

1. Учение о составе
2. Структурная химия
3. Учение о химическом процессе
4. Эволюционная химия

Каждая концептуальная система химии включает несколько теорий, объединённых
общими фундаментальными принципами, законами, методами и проблемами.

В развитии химии происходит не смена, а последовательное появление концептуальных систем.
Развитие химии в настоящее время происходит параллельно как на каждом из четырех уровней,
так и путем подъема с нижних уровней на высшие, то есть от одной концептуальной системы к другой.

Современная алхимия

В XVIII веке алхимия постепенно сходит на нет, алхимики перестают заниматься своими опытами. В 1661 году учёный Роберт Бойль напишет свой труд «Скептичный химик» (The Sceptical Cymist). Именно этот год считается датой обособления химии от алхимии и формирования её в качестве отдельной науки.

Примечательно, что некоторые учёные сейчас пытаются возродить труды алхимиков. Они пытаются отдать должное учёным-алхимикам, которые хоть и в попытках превратить всё в золото, всё же совершили ряд важнейших (пусть, по мнению многих, и случайных) открытий. Также они пытаются доказать, что химия имеет многовековую историю, которая берёт начало ещё с древнейших времен, с попыток людей познать природу и научиться управлять ею.

В 2013 году команда учёных из разных стран смогла превратить цемент в аморфный металл (другое название — металлическое стекло). Таким образом, цемент становится полупроводником, что позволяет использовать его в электронике. Например, при изготовлении тонкоплёночных резисторов и чипов для компьютеров.

Ранее только металлы имели способность становится металлическим стеклом. Успешный эксперимент с цементом поможет учёным понять, каким образом можно превратить в полупроводники другие непроводящие материалы.

Что такое химия?

«Химия» — это термин, используемый в семнадцатом веке для описания практического искусства манипулирования материей. Период с середины 19 века по настоящее время считается периодом «современной химии». Он был разработан после эпохи «алхимии» для решения проблем, с которыми столкнулись ученые. Был переходный период, когда Роберт Бойль начал свою работу по химии, и закончился, когда Далтон разработал свою «атомную теорию». В то же время итальянский химик Амедео Авогадро изобрел закон Авогадро, касающийся зависимости молекул (количества и объема) от температуры и давления.

Работа Менделеева была основой современной химии. К середине XIX века в периодической таблице Менделеева было около 60 известных элементов. В 1896 году Анри Беккерель и Кюри открыли явление радиоактивности; основы ядерной химии. В 1919 году Эрнест Резерфорд обнаружил, что элементы могут трансмутироваться. Работа Резерфорда явилась основой для интерпретации структуры атома. Вскоре после этого Нильс Бор завершил атомную теорию.

Позже это привело ко многим другим достижениям в химии, создавшим множество различных разделов химии. К этим отраслям относятся: биохимия, ядерная химия, химическая инженерия и органическая химия.

Что такое алхимия?

Есть несколько определений слова «алхимия». В самом начале алхимия была термином, используемым для обозначения древней традиции священной химии. Некоторые люди говорят, что корень алхимии находится в Древнем Египте и Индии; хотя есть также аргументы, что алхимия практиковалась в Китае. Однако он существовал, практиковался и развивался более двух тысячелетий (примерно с 300 г. до н.э. до 17-го века 18 века нашей эры).

Алхимию можно рассматривать как сеть, потому что это смесь религии, мифологии, астрологии, философии, магии, духовности, фольклора и других. Влияние греческих философов повлияло на развитие алхимии. Раньше они думали, что есть только четыре элемента, и эти элементы считались строительными блоками вселенной. Эти четыре элемента назывались «корнями»: вода, огонь, воздух и земля. У них была идея, что эти корни не могут разделиться на более мелкие части, но все остальное, кроме корней (вода, огонь, земля и воздух), можно разделить на некую комбинацию корней.

Это, развитие греческих теорий о природе вещей и ее изменениях, закончилось после смерти Аристотеля. Ранние алхимики были очень искусными мастерами обработки металлов. Они использовали золото и серебро для изготовления сосудов и украшений для знатных людей и использовали дешевые подделки или заменители для бедных. Они считали, что могут очень легко превратить неблагородные металлы в золото, сделав заменители. Они провели множество химических операций, чтобы изменить цвет металлов, чтобы он стал напоминать цвет золота. В этом процессе они разработали и усовершенствовали химический аппарат и изучили многие химические реакции.

Металлы и символы

Алхимики считали, что металлы тесно связаны с планетами. Они присвоили металлам имена и знаки планет:

• золото (Солнце) — Q;
• серебро (Луна) — R;
• ртуть (Меркурий) — S;
• медь (Венера) — T;
• железо (Марс) — U;
• олово (Юпитер) — V;
• свинец (Сатурн) — W.

По мнению Парацельса, эти металлы появились на планетах, имя которых им присвоено.

Учёные верили, что все металлы имеют два основных начала, которые образуют все вещества — это сера (разум, мужское начало) и ртуть (дух, жизненная сила, женское начало). Алхимики полагали, что сера обозначает цвет металла, его прочность, способность воспламеняться и образовывать соединения с другими металлами. Ртуть — блеск металла, его способность переходить в газообразное состояние (летучесть), плавиться и изменять форму.

Позднее такие алхимики, как Парацельс и немецкий монах-алхимик Василий Валентин ввели третье начало — соль.

Химические исследования и открытия в эпоху научно-технического прогресса

Химические достижения в Новом времени (18 век)

Молекулой является мельчайшая частица вещества, сохраняющая все химические свойства данного вещества.

Открытие газов

В начале 18 века Шталь сформулировал теорию флогистона — вещества, удаляющегося из материалов при их горении .

В 1754 году Блэк открыл углекислый газ, Пристли в 1774 — кислород, а Кавендиш в 1766 — водород .
В 1770—1790 годах Лавуазье химически объяснил процессы горения, окисления и дыхания,
доказал, что огонь — не вещество, а следствие процесса.
Пруст в 1799—1806 годах сформулировал закон постоянства состава.
Гей-Люссак в 1808 открыл закон объёмных отношений (закон Авогадро).
Дальтон в труде «Новая система химической философии» (1808—1827) доказал существование атомов,
ввёл понятие атомный вес, элемент — как совокупность одинаковых атомов.

Химические открытия в Новейшее время (19-20 века)

Повторное открытие и уточнение атомарной теории вещества

В 1811 году Авогадро и предложил гипотезу о том, что молекулы элементарных газов состоят из двух одинаковых атомов;
позднее на основе этой гипотезы Канниццаро осуществил реформу атомно-молекулярной теории.

Дмитрий Иванович Менделеев в 1869 году открыл периодический закон химических элементов
и создал периодическую систему химических элементов.
Он объяснил понятие химический элемент и показал зависимость атомной массы от свойств элемента.
Открытием этого закона он основал химию как количественную науку, а не только как описательную качественную.

Алхимия против химии

И алхимия, и химия связаны с практикой науки в два разных периода. Период алхимии практиковался более двух тысячелетий до конца 18 века, когда на смену ей пришла современная химия. Алхимия включала понимание и получение знаний по различным вопросам посредством экспериментов и наблюдений. Большинство исследований алхимиков основано на греческих теориях и представлениях о материи. Современная химия — это наука, которая дает знания для понимания различных химических явлений в нашем физическом мире.

Изображения любезно предоставлены:

1. Алхимия через викикоммоны (общественное достояние)
2. Решения Джо Салливана (CC BY 2.0)