Историк химии не может ограничиться одним лишь изучением давно прошедших времен. Недаром говорят, что прошлое есть ключ к будущему, и, вдумываясь в генезис и в эволюцию химических понятий и достижений, он не только пытается на основе развития поступательного хода науки предугадать ее дальнейшие пути, но и пытается расчленить и подвергнуть тщательному анализу пути современности и в них, обратно, найти подтверждение тех предпосылок и тех выводов, к которым его приводит изучение прошлого. Под таким углом зрения историк химии весь в настоящем, для него перестает существовать деление времени, и прошлое и будущее науки одинаково должны занимать его. Вот почему ему приходится внимательно не только следить, но и изучать всю текущую научную литературу, и в громадном лабиринте, который она представляет, пытаться находить некоторые закономерности, некоторые руководящие нити. И вот почему эта работа нередко выводит его за пределы его узкой специальности и, идя по периферии, ему приходится соприкасаться с самыми общими, с самыми основными вопросами мироздания.
Можно ясно различать определенные периоды в развитии химической мысли, в которых она находится под влиянием различных сил природы. Сначала это теория гравитации. Уже тот факт, что химия с начала своего количественного века пользовалась весами, как первым вспомогательным средством для определения количественных соотношений веществ, приводил к предположению, что сила тяжести должна быть первой причиной химического сродства.
XVIII век под влиянием Ньютона был склонен все явления притяжения сводить к силе тяжести. Следующая сила природы, подчинившая себе мысль химиков, была — гальваническое электричество, в итоге которого создались электрохимическая теория Берцелиуса и гипотеза радикалов, играющих в различных соединениях роль элементов. Изучение явлений замещения привело к третьему периоду, характерным свойством которого является специфическое химическое направление мысли, — главный интерес концентрируется на структуре химических соединений, и отсюда ведет начало не только теория типов, но и учение о валентности.
Наконец, в 4-м периоде мы видим как наряду с химическими явлениями все более и более на первую очередь выдвигается изучение физических условий химических взаимоотношений.
В первой стадии этого периода господствуют термохимические теории, во второй — развивается химическая энергетика, наконец, в третьей стадии мы присутствуем при том возрождении главенствующего значения электрических феноменов, которые уже во втором периоде играли такую выдающуюся роль. Этот факт находит свое подтверждение как в опытной работе, так и в теоретических представлениях.
Может быть, есть нечто характерное для переживаемой нами эпохи в том факте, что в данное время мы можем наблюдать известное, не очень, правда, устойчивое равновесие между тремя главными моментами химической работы: теоретическим построением, опытными изучениями, являющимися результатами этих теоретических предпосылок или создающими таковые, и применением этой работы в жизни. С этой точки зрения становится понятным тот факт, что руководители химической мысли, великие ученые, своими трудами создавшие всю химию последней четверти века, занимаются этими общими вопросами и все чаще и чаще показывают нам и напоминают нам о тех парадоксах, в которых развивается и с которым уживается, — что является само по себе парадоксом, — логика мысли. И Габер, и Нернст, и Бредиг, и Вальден показывают нам, напоминают нам об ограниченности абсолютно точного действия, так называемых, естественно-научных законов. И старый вопрос: "узнаем ли мы?", и печальное напоминание Дюбуа-Реймона "Ignorabimus" — не узнаем, продолжают волновать умы естественников-мыслителей.
И нерешенные задачи физической мысли, и теория относительности, и гипотеза квант бросают свои могучие тени на развитие химической мысли, возбуждая в людях, работающих над изучением вещества, самые основные вопросы знания, когда-то занимавшие исключительно философов-гуманистов. Не хочет и не может примириться ум химика со вторым законом термодинамики, и Вальтер Нернст остроумнейшим способом показывает нам, как можно себе представить возможность избежания этой тепловой смерти, но тот же Нернст через год или два сталкивается с другим камнем преткновения на пути безгранично свободного развития абстрактной мысли, и, что особенно характерно, не только химик, но и теоретик-физик — Планк посвящает свою ректорскую речь внимательнейшему, точнейшему разбору закона причинности. Со свойственной ему ясностью и точностью мысли он раскрывает нам противоречие, труднее которого вряд ли можно себе представить. С одной стороны, все совершается по непреложным и непрерывным законам. — такова априорная предпосылка всякого научного мышления, с другой стороны, наше самосознание нам говорит, что в конце концов мы все же господа своих мыслей. Планк показывает, что в то время, как мы не можем, например, себе представить, чтобы часть могла быть больше целого, мы логически вполне можем допустить возможность отсутствия закона причинности. Даже больше, он указывает, что тот, кто не был бы способен думать и представить себе в думах вещи, противные закону причинности, тот не сумел бы обогатить науку ни единой идеей.
Он различает два способа наблюдения — макроскопический и микроскопический, первый более суммарен, второй более детален. И вот он указывает, что лишь для наблюдателя макроскопического существует вероятность и что лишь для него наши естественно-научные законы неточны.
Принципиально ничто не мешает тому, чтобы весь мир нашей жизни был подвержен закону причинности, но для этого необходимо одно условие: для того, чтобы иметь возможность объяснить без остатка все, мы должны по отношению к нему превратиться в микроскопического наблюдателя, должны себя почувствовать тем духом Лапласа, о котором так увлекательно рассказал еще Дюбуа-Реймон, так как лишь тогда будет сохранен тот минимум дистанции между показующим субъектом и исследуемым объектом, который необходим для закона причинности.
Эти мысли великого физика могут встретить много возражений, но они кажутся особенно интересными с точки зрения генезиса научной мысли, если мы вспомним, что Планк своей гипотезой квант более всего содействовал возрождению и развитию идеи прерывности в явлениях. История научного творчества нам показывает не только на примере Планка, но и на примере Менделеева и многих других, что, очевидно, существует особая инертность или осторожность ума, что великие создатели новых идей, может быть, из боязни ложных увлечений со стороны менее критически подготовленных последователей, тщательно предостерегают от слишком широких выводов из своих основных идей. Ведь и Менделеев, создавший периодическую систему элементов, решительно и категорически многократно предостерегает против увлечения на основании этой системы идеей о первичной материи.
Может быть, ничто лучше не характеризует всю силу и глубину научных достижений, как тот факт, что сознание действительности за естественно-научными законами лишь в определенных пределах не приводит к унынию или скептицизму.
В этом отношении для химиков представляет крупный интерес другая работа того же Планка, озаглавленная: "От относительного к абсолютному" 2), написанная по поводу 80-летия со дня основания Физического Общества в Берлине. На ряде нескольких наиболее характерных примеров он показывает, как характерную для научного развития черту — превращение понятий, имевших относительный характер, в абсолютные. Он прежде всего останавливается на понятии атомного веса. Как известно, уже в греческой философии говорилось об атомах, но измерения атомного веса начинаются лишь с открытия фундаментального закона химической стехиометрии, закона, по которому все химические соединения происходят в определенных весовых взаимоотношениях. Так, 1 гр. водорода всегда соединяется с 8 гр. кислорода в воду, с 8,5 гр. хлора — в хлористый водород; поэтому, — 8 гр. эквивалентный вес кислорода, 35,5 — эквивалентный вес хлора, если принять водород за единицу, что, конечно, является произвольным. С другой стороны, этот эквивалентный вес кислорода, например, касается только воды; если взять другое соединение, например, перекись водорода, то эквивалентный вес кислорода будет 16, но оказалось, что при различных соединениях, которые один элемент образует с другим, всегда получаются те же числа или целые кратные эквивалентного веса. Гипотеза Авогадро и закон Ге-Люссака помогли выбрать из ряда возможных эквивалентных весов совершенно определенный, называемый молекулярным весом. Исходя из того, что отношения молекулярных весов двух газов принимаются равными отношению их плотностей, оказалось возможным говорить об эквивалентных весах таких элементов, которые, как благородные газы, трудно или вообще не соединяются с другими веществами. Так как по закону Авогадро молекулы химических элементов часто вступают в соединение лишь дробными частями их веса, то от молекулярного веса вскоре перешли к атомному весу элементов. Правда, и атомный вес, по определению Авогадро, представляет лишь вес атома элемента по отношению к водороду, атомный вес которого равен 1 или кислороду с атомным весом равным 16.
В каждой науке мы присутствуем часто при спорах между двумя типами исследователей. В то время, как одни стремятся привести в порядок, анализировать, улучшать признанные аксиомы науки — Планк называет их пуристами, — другие исследователи хотят эти аксиомы расширить введением новых идей. Так, Кольбе резко восставал против развития механистически-атомистических представлений, так, Мах всю жизнь боролся против атомистической теории с точки зрения логики. Противной стороне, и в первую очередь Больтцману, было особенно трудно, т. к. логический успех какой-нибудь новой физической аксиомы не может быть доказан, он доказывается лишь тем, что некоторые физические закономерности без этой аксиомы не могут быть поняты. Планк показывает, как постепенно вопрос о существовании абсолютной величины атомного веса разрешился в положительном смысле, он напоминает о развитии кинетической теории газов и жидкостей, о законе явлений света и теплоты, об открытии катодных лучей, о радиоактивных изменениях элементарного кванта электричества, которые все различными путями приводят к одной и той же величине атомного веса, и он напоминает, что в настоящее время всеми признано, что вес атома водорода, независимо от неизбежных ошибок при измерении, составляет величину, равную 1.649 квадриллионной части грамма, что это число независимо от атомных весов других химических элементов и поэтому может быть названо величиной абсолютной. Второй пример, на котором он останавливается, это — энергия и энтропия.
Наиболее интересна заключительная часть статьи, в которой он указывает, какие возражения сделали бы ему защитники обратного положения — "от абсолютного к относительному", и высказывает ряд необычайно глубоких мыслей по поводу теории относительности, специальная часть которой помогла найти, как это ни парадоксально, абсолютную энергию. Планк считает, что отрицание абсолютного было бы равносильно тому, как если бы кто-нибудь в поисках за причиной какого-нибудь явления, сделав однажды наблюдение, что обстоятельство, которое он некоторое время считал за искомую причину, таковым не является, вывел бы последовательно, что это явление вообще беспричинно. Он считает, что понятие абсолютного не может быть исключено, оно может быть отодвинуто. Если бы можно было свести когда-нибудь атомный вес всех элементов к атомному весу водорода, если бы можно было создать весь физический мир из положительно заряженного ядра водорода, так называемого, протона, и из отрицательного электрона совместно с элементарным квантом действия, то мы бы опять имели факт абсолютного, т. ск., находящегося на высшей лишь ступени и в более простой форме, и, если Эйнштейн показал, что наши понятия пространства и времени, которые Ньютон и Кант считали абсолютными формами нашей мысли, в виду произвольности выбора способа измерения, имеют относительное значение, то все же нельзя отрицать за пространством и временем абсолютного характера, понятие абсолютного лишь передвинулось в мир четырехмерный. Планк указывает, что правильно понятая теория относительности не разрушает понятия абсолютного, а, наоборот, лишь точнее выражает его. Правда, в заключение Планк признает, что понятие, которому мы сегодня приписываем абсолютное значение, завтра может уступить место высшему, другому, более высокому понятию. Конечно дать гарантии за то, что этого не будет нельзя, и абсолютное, как таковое, нам никогда не будет доступно — нам лишь дано все больше и больше к нему приближаться. Статья кончается цитатой из Лессинга, что не обладание истиной, а лишь успешная борьба за нее составляет счастье исследователя, так как всякое пребывание на месте усыпляет и утомляет.
Вот на этом-то пути — от относительного к абсолютному — за последние годы с какой-то усиленной энергией продолжается работа химиков. Наилучшим доказательством этого является громадное количество химической литературы, возросшее за это время.
Ознакомление с достижениями физики, переработка их и применение к чисто химическим проблемам, попытки сочетания статических моделей атомов Langmuir’a и Lewis’a с теориею Бора, проникновение в синтез природы и изучение строения природных веществ (целлюлозы, шелка и мн. др.) при помощи физических методов, развитие учения о валентности под сильным влиянием электрических воззрений, дальнейшее развитие координационной теории, изучение всех многообразных связей между физическими свойствами и химическим строением, совершенно новая попытка объяснения явления растворов, преобразование периодической системы, поиски недостающих в ней элементов, все расширяющееся изучение химии космоса и в связи с этим усиление развития геохимических проблем, утончение методов радиохимии, совершеннейшее преобразование методов химического анализа, полная пертурбация в области кристаллографии и кристаллографического учения, все большее перенесение центра тяжести из мира видимого в мир невидимый, все большая зависимость работ отдельного химика от правильной организации и координации научной работы, все большая зависимость от аппаратуры, все большее использование теоретических работ в приложении к жизни, все большее участие людей, работающих над веществом, в государственном строительстве, нахождение новых неиспользованных видов сырья, изучение неиспользованных или мало использованных до сих пор элементов, усиление интереса к промышленности редких элементов, изыскание новых форм энергии, более детальное изучение влияния состава и конфигурации соединений в их действии на организм человека, создание совершенно новых методов лечения и объяснение патологических процессов в организме, все большее внедрение физической химии в медицину, изучение ферментов, широчайшее развитие коллоидной химии, начинающей выделяться почти в самостоятельную научную дисциплину, медленное, но упорное и неуклонное движение вперед на пути к изучению явлений замещения, диссоциации, ассоциации, полимерии, открывающих новые широкие горизонты, вот, как нам кажется, главные пути и русла, по которым течет, ширится и развивается химическая мысль. Один этот, конечно, не полный перечень показывает, что подмеченный нами в нашей первой статье характер эпохи не изменился, — широчайшая специализация, обилие ростков новых идей, полная перемена взглядов, абсолютное отсутствие ясности в представлении об основных понятиях за исключением уверенности в том, что старое нуждается в ломке и коррективах, и вместе с тем необычайно бодрый и энергичный дух эпохи. Где-то вдали как будто мелькают зарницы и чувствуется, что они как будто предвещают скорый приход нового собирателя химиков, нового крупного синтетического гения, который из бесконечно разбросанных мыслей последнего 25-летия сумеет создать новое, ясное, стройное и простое — ибо все правильное отличается простотой — химическое мировоззрение. Вряд ли оно будет односторонним, по всей вероятности, оно представит собой высшую попытку синтеза тех многообразных, под-час хаотических представлений, которые создаются, разрабатываются и преодолеваются в настоящее время. Война и последовавшие за нею события, очевидно, расширили не один экономический кругозор химика, предъявив ему запросы общегосударственного значения, — развились и горизонты теоретических представлений...
1) См. "Природу" 1923 г. № 1—6, стр. 71—76. (стр. 97.)
2) "Die Naturwissenschaften". Heft 3, 16/I 1925. Der physikalischen Gesellschaft in Berlin zur Feier der Vollendung ihres achten Jahrzehnts am 14/I 1925. 53—59. (стр. 99.)