Химические и алхимические занятия Ньютона. Часть 2

(читать первую часть)…В другой связке архива содержатся рукописные химические и алхимические записи Ньютона от конца 1678 до февраля 1696 г. Главное содержание записей — опыты с сурьмяными сплавами. 10 июля (год не указан) записано: «vidi philosophicum» (может быть: видел философский камень). 16 мая 1686 г. содержится непонятная запись ven. vol. Опыты со сплавами продолжаются и в 1693 г. Записано сравнение плавления разных смесей свинца, олова, висмута; наиболее легкоплавким оказался сплав: 5 ч. свинца + 7 ч. олова + 12 ч. висмута. В апреле 1695 г. отмечены опыты с сурьмой, железной рудой, медью и оловом. Даже в феврале 1696 г., т. е. накануне переезда в Лондон, записаны опыты по возгонке сурьмы с железной рудой. Этот просмотр каталога портсмутской коллекции приводит к определенному выводу: по крайней мере с 1666 по 1696 г., т. е. в течение 30 лет, Ньютон настойчиво экспериментировал с металлическими сплавами. Вначале у этих опытов могла быть вполне практическая цель изготовления хорошего зеркала для отражательного телескопа, но затем доминирующей стала, можно думать, алхимическая задача — получение золота.

Существенным добавлением к рукописям Ньютона могут служить некоторые его письма химического и алхимического содержания. В 1675 г. Бойль напечатал в «Philosophical Transactions» статью под заглавием «Экспериментальное рассуждение о нагревании ртути с золотом». В этой статье он намекает на некоторые «философские» возможности, как выражались алхимики, т. е. на возможности превращения металлов. По этому поводу Ньютон обратился 26 апреля 1676 г. с письмом к Ольденбургу, указывая, что Бойль лучше бы сделал, если бы сохранял свои секреты, так как «руки многих чешутся узнать способ приготовления такой ртути». «Способ, коим ртуть пропитывается, может быть похищен другими, которые о нем узнают, а поэтому не послужит для чего-либо более благородного; сообщение этого способа принесет огромный вред миру, если только есть какая-нибудь правда у писателей-герметиков. Поэтому я не хотел бы ничего, кроме того, чтобы великая мудрость благородного автора задержала его в молчании до тех пор, пока оп не разрешит, каковы могут быть следствия этого дела, своим ли собственным опытом, или по суждению других, полностью понимающих, о чем он говорит, т. е. истинных философов-герметиков». Из этого письма ясно, во всяком случае, что побуждения самого Ньютона в поисках трансмутации бычи совсем иными, чем у массы рядовых алхимиков.

30 декабря 1691 г. умер Бойль; по завещанию свои бумаги он оставил трем друзьям, одним из которых был Локк. В письме к Локку от 26 января 1692 г. Ньютон пишет между прочим: «Я слышал, что Мр. Бойль сообщил свой процесс относительно красной земли и ртути Вам, так же как и мне, и перед смертью передал некоторое количество этой земли для своих друзей». «Красная земля» Бойля упоминается в ряде следующих писем Ньютона к Локку. 7 июля 1692 г. он пишет: «Вы прислали мне земли более, чем я ожидал. Мне хотелось иметь только образец, так как я не склонен выполнять весь процесс. Ибо, серьезно говоря, я в нем сомневаюсь. Но поскольку Вы собираетесь его осуществить, я был бы рад при этом присутствовать».
В следующем большом письме от 7 августа 1692 г. Ньютон дает разъяснения по поводу рецепта Бойля, относясь к нему по-прежнему скептически. Он рассказывает, что слышал от Бойля об этом рецепте давно, что Бойль сообщил ему его, утаив, однако, некоторую часть, но что он знает о нем больше, чем говорил Бойль.
Раскрывается, таким образом, система утаивания и секретов друг от друга, обычная среди лиц, занимающихся алхимией.

Этим почти ограничиваются опубликованные до последнего времени документы, касающиеся алхимических занятий Ньютона. Из них ясна напряженная и очень монотонная работа Ньютона в течение более 30 лет над металлическими сплавами, наиболее частым ингредиентом которых была сурьма. Целью этих опытов была, вероятно, трансмутация.

Из цитированного выше письма к Ольденбургу явствуют чисто познавательные, «философские» задачи, к которым при этом стремился Ньютон. Работа, конечно, осталась безрезультатной в отношении основной задачи.

Более удивительно отсутствие иных, специальных и частных результатов. Во всяком случае, в сохранившихся записях, по-видимому, нет ничего, кроме разрозненных наблюдений большей частью качественного характера. Такое положение дела трудно связать с поразительным экспериментальным талантом Ньютона, проявленным в особенности в оптических исследованиях. Искусство превращать опыты в гибкое, податливое орудие исследования, следующее за мыслью и логикой экспериментатора,— в этом состояло одно из основных умений Ньютона, и его мы не видим в хаосе (по крайней мере кажущемся) алхимических опытов. Надо надеяться, что внимательное изучение алхимического рукописного архива Ньютона когда-нибудь разрешит этот вопрос. Сейчас он остается без ответа.

Сам Ньютон ни одной печатной строкой не обмолвился об алхимических своих занятиях; все наши сведения почерпнуты из рукописей и писем. Общие теоретические вопросы химии разбирались Ньютоном более открыто как в письмах, так и в печати. В семидесятом году, в эпоху, когда Ньютона увлекла идея эфира, привлекаемая им для объяснения всей динамики природы, он применял ее и к объяснению физико-химических процессов. В письме к Бойлю от 28 февраля 1679 г., некоторые выдержки из которого уже приводились выше, он пишет между прочим: «Действие растворителей на тела можно объяснить так: положим, что какое-нибудь красящее тело, например кошениль или кампешевое дерево, кладется в воду. Как только вода проникает в поры этих тел, она смачивает со всех сторон каждую частицу, которые слипаются в тело по принципу, изложенному во втором предположении. Вода прекращает или по крайней мере уменьшает это начало, связующее частицы в тело, ибо она делает эфир со всех сторон частицы более однородным в отношении плотности, чем раньше. При этом частица, отрываемая малейшим движением, всплывает в воде и вместе с другими частицами создает окраску».

Такова «эфирная» теория растворения Ньютона. Далее в том же письме к Бойлю Ньютон на основании представления об эфире высказывает следующие предположения о частицах воздуха: «Не только размер, но и плотность частиц объясняют постоянство воздушных субстанций. Ибо избыток плотности эфира вне частиц над плотностью его внутри частиц при этом больше. Я иногда думаю поэтому, что истинный постоянный воздух имеет металлическое происхождение, ибо ни у какой субстанции нет такой плотности, как у металлов».

Создание «Начал», возможность объяснения системы мира при помощи тяготения, несовместимость регулярных планетных движений с вещественным эфиром, заполняющим пространство, заставили Ньютона изменить и взгляды на молекулярные и химические силы. Вместо эфира для объяснения привлекаются притягательные силы по образцу всемирного тяготения.

В 1710 г. в приложении к «Lexicon Technicum» Джона Гарриса был опубликован с разрешения Ньютона на латинском языке с английским переводом небольшой химический мемуар «О природе кислот» («De natura acidorum»). В предисловии к книге сказано, что этот мемуар передан Ньютоном некоему «другу» в 1692 г. Время действительного его написания неизвестно, но по содержанию ясно, что он написан после создания «Начал».

Ньютон так объясняет действие кислот: «Частицы кислот больше частиц воды и потому менее летучи, но много меньше земельных частиц и поэтому значительно менее связаны. У них имеется большая притягательная сила, и в этом состоит их действенность… Природа их средняя между водой и телами, и они притягивают то и другое. Вследствие притягательной силы своей они собираются вокруг частиц тел, как каменных, так и металлических…

Посредством силы притяжения кислоты разрушают тела, двигают жидкость и возбуждают тепло, разделяя при сем некоторые частицы настолько, что они превращаются в воздух и создают пузырьки. В этом состоит основа растворения и брожения… И так же как шар земной, притягивая силой тяготения воду больше, чем легкие тела, приводит к тому, что легкие тела поднимаются в воде и убегают от земли, так и частицы солей, притягивая воду, расходятся друг от друга, отступая на наибольшее пространство, распространяясь по всей воде». Здесь перед нами новая «аттракционная» теория растворения, заступившая у Ньютона место прежней, «эфирной».

Вслед за краткой теорией действия кислот следуют «Различные размышления», содержащие в афористической форме применение идеи притяжения к различным физико-химическим явлениям.

Замечательно следующее «размышление», касающееся золота и ртути: «Золото состоит из взаимно притягивающихся частиц, сумму их назовем первым соединением, а сумму этих сумм вторым и т. д. Ртуть и царская водка могут проходить через поры между частицами последнего соединения, но не через иные. Если бы растворитель мог проходить через другие соединения, иначе, если бы можно было разделить частицы золота первого и второго соединений, то золото сделалось бы жидким и текучим. Если бы золото могло бродить, то оно могло бы быть превращено в какое-нибудь другое тело». Здесь мы, наконец, узнаем нечто о ньютоновой теории трансмутации.

Чтобы понять это рассуждение Ньютона, полезно заглянуть в «Оптику». Для объяснения прохождения световых лучей через тела Ньютон предполагает, что основная часть тел — это поры. Он набрасывает следующую картину строения тел: «Представим себе,— говорит он,— что частицы тел расположены так, что промежутки, или пустые пространства между ними, равны им всем по величине, что частицы могут быть составлены из других частиц, более мелких, пустое пространство между коими равно величине всех этих меньших частиц, и что подобным же образом эти более мелкие частицы снова составлены из еще более мелких, которые все вместе по величине равны всем порам, или пустым пространствам между ними… Если есть пять таких степеней, в теле будет в 31 раз более пор, чем твердых частей. При шести степенях в теле будет в 63 раза больше пор, чем твердых частей, и так далее до бесконечности. Есть и другие пути для понимания исключительной пористости тел. Но каково в действительности их внутреннее строение, мы еще не знаем». Предположение Ньютона о крайней пористости тел, как известно, вполне подтверждается современными сведениями о строении вещества. Схема Ньютона конкретизировалась в виде молекулярных связей, электронных оболочек и атомных ядер.

Возвращаясь теперь к приведенному «размышлению» о ртути и золоте, мысль Ньютона на современный язык можно перевести так: для разрушения атомов золота надо найти способ разделения наиболее тесно сближенных частиц, из которых атом составлен. Эта мысль вполне правильна; современный физик знает, что для разрушения атома золота надо разрушить его ядро, т. е. то, что Ньютон называет «первым соединением». Ньютон как бы угадывает существование атомного ядра, хотя, разумеется, об этом можно говорить только в самом широком, принципиальном смысле. Приведенные строки из «De natura acidorum», кажется нам, резко выделяют алхимика Ньютона из безымянной толпы темных людей, обманщиков и обманутых, слывших в старые времена под прозвищем алхимиков. Его опыты были преждевременной, правда, попыткой решения задачи, раскрытой только в наше время.

Наиболее пространно изложил Ньютон свои химические знания на основе идеи притяжения в 31-м «вопросе» «Оптики»: «Не обладают ли малые частицы тел,— начинает Ньютон,— определенными возможностями, способностями или силами, при посредстве коих они действуют на расстоянии не только на лучи света при отражении, преломлении и огибании их, но также друг на друга, производя при этом значительную часть явлений природы? Ибо хорошо известно, что тела действуют друг на друга при помощи притяжения, тяготения, магнетизма и электричества; эти примеры показывают тенденцию и ход природы и делают вероятным существование других притягательных сил, кроме этих. Ибо природа весьма согласна и подобна в себе самой.

Я не разбираю здесь, каким образом эти притяжения могут осуществляться. То, что я называю притяжением, может происходить посредством импульса или какими-нибудь другими способами, мне не известными. Я применяю здесь это слово для того, чтобы только вообще обозначить некоторую силу, благодаря которой тела стремятся друг к другу, какова бы ни была причина… Притяжения тяготения, магнетизма и электричества простираются на весьма заметные расстояния и, таким образом, наблюдались просто глазами, но могут существовать и другие притяжения, простирающиеся на столь малые расстояния, которые до сих пор ускользают от наблюдения, и, может быть, электрическое притяжение распространяется на такие малые расстояния и без возбуждения трением». После такого принципиального введения, составляющего эскиз теории химического сродства, Ньютон приводит очень большое число химических примеров, которые он объясняет проявлениями притяжения. Вот один из них: «Когда вода и купоросное масло вливаются последовательно в один и тот же сосуд и смесь становится очень горячей, не свидетельствует ли это тепло о большом движении частей жидкости? И нельзя ли заключить по этому движению, что части двух жидкостей при смешении бурно соединяются и, следовательно, порываются друг к другу с ускоренным движением?» В некоторых случаях, по Ньютону, можно говорить также об отталкивании между частицами. Таким способом в «Оптике» он интерпретирует растворение (это, как видим, третий вариант теории растворения). «И не предполагает ли такое стремление (т. е. растворение),— говорит он,— отталкивательной силы у частиц, благодаря которой они разлетаются одна от другой, или по крайней мере того, что частицы сильнее притягивают воду, чем одна другую?»

Ньютонова идея о притяжении как основе химического сродства определила развитие теоретической мысли в области химии до последнего времени. В частности, ныотонианцем в области химии был Д. И. Менделеев, что особенно ясно выражено в его «Двух лондонских чтениях».

Возможно, что Ньютон предполагал написать отдельную книгу о химических явлениях. Л. Мор недавно нашел в бумагах портсмутской коллекции следующую запись Стекелея: «Он написал также химическое сочинение, объясняющее принципы этого таинственного искусства на основании экспериментальных и математических доказательств; он очень ценил это сочинение, но оно, по несчастью, сгорело в его лаборатории вследствие случайного огня. Он никогда не предпринимал вновь этой работы, о чем приходится очень пожалеть».