Сборник избранных работ по атомистике, 1802 - 1810

248 Pages·14.049 MB·Russian

by  Дальтон Д.

ДЖОН ДАЛЬТС
(JOHN DALTON
СБОРНИК ИЗБРАННЫа
ПО АТОМИСТИКЕ
1802—1810 .
Перевод с английского А. Л. Либермана
Редакция и примечания Б. М. Кедрова
ПРИЛОЖЕНИЕ
Б. М. КЕДРОВ
„ДЖОН ДАЛЬТОН —ОТЕЦ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИИ
/
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО ХИМИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ЛЕНИНГРАД . 1940
.збранных
снователей
атомистнче-
м и предназна-
нсторню химии.
„одимымн коымен-
М. Кедрова „Джок
енной химии“, посвя-
^леству Дальтона.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Среди классиков химической науки Дж. Дальтону, основа­
телю химической атомистики, принадлежит несомненно одно
из первых мест. Его работы представляют тем больший инте­
рес, что от них берет свое начало современная химия, обще­
теоретическим фундаментом которой является атомистическая
идея. Однако, до недавнего прошлого, многие химики и
историки химии не оценивали в достаточной мере роли Даль­
тона, выдвигая в противовес ему Лавуазье, как основателя
современной химии. Многие буржуазные ученые поступали так
потому, что сами они, будучи более или менее ограниченными
эмпириками, не могли правильно оценить Дальтона, как теоре­
тически мыслящего естествоиспытателя, не могли правильно
понять той роли, какую сыграла атомистическая теория в химии
с самого начала XIX века до сегодняшнего дня. Напротив, им
казалось, что главную особенность новой эпохи в химии соста­
вляет количественный метод экспериментального исследования.
Поэтому-то и Лавуазье, наиболее полно разработавший и
обобщивший этот метод, ставился ими несравненно выше Даль­
тона. Против этой, прочно укрепившейся в истории науки, точки
зрения выступил Энгельс, говоря, что «в химии новая эпоха
начинается с атомистики (поэтому не Лавуазье, а Дальтон — отец
современной химии)...» (Маркс и Энгельс. Сочинения, т. XIV,
стр. 512).
Но не только упомянутые соображения толкали некоторых
буржуазных ученых на то, чтобы умалить роль Дальтона. Не
последнее место в этом отношении занимали соображения обще­
философского и даже чисто политического характера. Так
энергетик Оствальд, видевший в атомистической идее опору
материалистической философии в области естествознания, вся­
чески пытался вытравить влияние атомистики из современной
науки, для чего шел на прямую фальсификацию ее истории
(см. например его общий курс истории химии «Эволюция основ­
ных понятий в химии»). Это сказалось и на подборе выдержек
из работ Дальтона, которые Оствальд выпустил сборником
в своей серии «Классиков точных наук». Оствальд не только
Совершенно обкарнал Дальтона, не только постарался предста­
вить его как спекулятивно мыслящего ученого, но и противо­
поставил ему в том же сборнике Уолластона, который впослед­
ствии стал ярым противником атомистики.
С другой стороны, некоторые реакционно настроенные исто­
рики науки, вроде Даннемана, изображая Лавуазье как невинную
жертву французской революции, всячески стремились превозне­
3
сти его над другими химиками и за одно усугубить мнимую
вину французской буржуазной революции перед наукой.
Все это ярко свидетельствует о том, что история науки, хи­
мии в частности, есть наука партийная и доверяться на
слово тому, что говорят буржуазные учебники и курсы, нельзя.
Что это так, можно показать на примере традиционного описа­
ния открытия химической атомистики. Дело обычно изо­
бражается так, что Дальтон сначала открыл на основании
эмпирических исследований закон кратных отношений, а затем
воспользовался старой атомистической идеей, чтобы объяснить
его. В действительности же, как это доказывается Гарденом и
Роско, дело обстояло наоборот: благодаря правильной теоре­
тической установке Дальтон сумел направить на верный путь
и свое эмпирическое исследование, открыв экспериментально
закон кратных отношений уже после того, как этот закон был
им предвиден теоретически. Однако, почти во всех советских
учебниках общей химии излагается старая легенда, согласно ко­
торой теория у Дальтона служила лишь в целях простого
обобщения накопленных фактов, а не в качестве силы, напра­
вляющей ученого на исследование новых явлений, на открытие
новых законов. Подчеркивая' действительный путь открытия
законов химической атомистики Дальтоном, мы тем самым стре­
мимся показать истинное отношение между теорией и опытным
исследованием в работах великого ученого.
Далее, .следует обратить особое внимание на тот основной
методологический принцип, которым руководствуется
Дальтон в своих теоретических изысканиях; этот принцип
состоит в сведении сложных отношений к наипростейшим,
в частности — в сведении физических и химических явлений
к чисто механическим. Несомненно, что этот принцип свидетель­
ствует о механистичности воззрений Дальтона. Но, в то же
время, также несомненно, что на определенном этапе развития
науки этот принцип сыграл исключительно важную роль (вспом­
ним открытие кровообращения, давления воздуха и другие круп­
нейшие открытия механического естествознания). Всюду, где для
объяснения сложных явлений придумывались грубыми мета­
физиками «скрытые качества» вроде твого, что «природа боится
пустоты», особые «силы», вроде «усыпительной силы мор­
фия», — попытка свести эти явления к простой механике явля­
лась большим прогрессом. Однако, механисты XVII и XVIII вв.
могли правильно объяснять явления природы лишь постольку,
поскольку каждое явление содержит в себе, в качестве побочной
формы, механическое движение. Хотя этой формой и не исчер­
пывается тот или иной физический или химический процесс, все
же она есть часть реального процесса, а не вымышленная
метафизическая категория.
Все это целиком относится и к Дальтону в той части его
работ, которые направлены к преодолению господствовавших
в его время в физике и химии метафизических концепций. Так,
в физике газов господствующим было представление о суще­
4
ствовании силы сродства между газами, благодаря которой
будто бы газы «растворяют» друг друга, когда смешиваются.
Дальтон ищет самого простого объяснения факта диффузии
газов; опираясь на атомистические представления, он выдвигает
идею механической независимости газов в смеси и откры­
вает закон парциальных давлений. Этот закон явился у Даль­
тона основным опытным фундаментом его физической атоми­
стики. Если взять химию, то здесь огромным влиянием поль­
зовалось учение Бертолле; согласно этому учению, между хими­
чески взаимодействующими веществами, а потому и между со­
ставными частями образующегося сложного тела, нет постоян­
ных и определенных отношений. Эмпирик Пруст противопоста­
вил взглядам Бертолле закон постоянства состава, но ни на шаг
не пошел дальше этого. Дальтон же, исходя из тех же атомисти­
ческих представлений, которыми он руководился в области фи­
зики газов, ищет не только определенности отношений, но, и
эго — главное, их простоты. Мысль Дальтона блестяще
подтверждается и приводит его к открытию закона простых
кратных отношений. Этот закон явился основным опытным фун­
даментом химической атомистики. *
Однако, вполне понятно, что искание простоты отношений,
подведение их под арифметические (кратность) или геометриче­
ские прогрессии только тогда у Дальтона увенчивается успехом,
когда изучаемые явления в действительности обладают
подобного рода свойством. Но все это имеет место лишь в срав­
нительно редких случаях. Все более сложные физические и
физико-химические явления, в частности явления гетерогенного
равновесия между насыщенным паром и жидкостью, между га­
зом и абсорбирующим этот газ растворителем и др., с которыми
пытался оперировать Дальтон, оказываются зависящими как от
внешних условий, так и от природы исследуемого вещества,
а потому совершенно не укладываются в рамки чисто меха­
нического объяснения. Вот почему в этих случаях искание
простоты отношений оканчивается у Дальтона неизменным про­
валом, что и было использовано его противниками в целях
дискредитации его взглядов в целом (об этом мы говорим
дальше в некоторых 'примечаниях).
Наконец, надо еще подчеркнуть ту пристрастность, которая
обнаружилась у Дальтона в его оценке фактов простоты объем­
* Интересно отметить, что Бертолле, как и Дальтон, пытался свести
к механике химические отношения, причем в качестве объекта исследо­
вания он выбрал те реакции, которые представляют собой химическое
равновесие. Напротив, Дальтон строил свои рассуждения на основе изуче­
ния реакций, практически идущих до конца. Отчасти поэтому работы
Бертолле, являясь гениальным предвосхищением закона действующих масс,
оказались в стороне от химической! атомистики, в то время как ра­
боты Дальтона, служа теоретическим обоснованием стехиометрии химиче­
ских соединений, почти ничего непосредственно не дали для развития хи­
мической энергетики. В этом отношении работы обоих ученых про­
тивостоят друг другу, как одностороннее исследование термодинамических
систем либо только 1-го класса (Дальтон), либо только 2-го класса (Бер­
толле).
,1
ных отношений реагирующих газов. Эта пристрастность превра-'
тилась почти в нетерпимость после того, как Дальтон
узнал, что Гей-Люссак обобщил отдельные факты в общий за
кон, в котором Дальтон видел не подтверждение, а опроверже­
ние исходных положений своей атомистики. В этом странноім на
первый взгляд отношении Дальтона к открытию Гей-Люс­
сака сказалось коренное противоречие всего дальтоновского
учения. Как меха н и с т Дальтон допускал существование
только одного вида дискретных частиц материи, а т о м о в,
тогда как открытие Гей-Люссака фактически означало, что на­
щупан и другой вид дискретных частиц материи, моле к у л ы.
Поскольку для Дальтона мысль о двух качественно различных
формах материальных частиц была принципиально исключена,
постольку ему пришлось отказаться в данном случае даже от
своего постоянного стремления искать всюду простоту и крат­
ность отношений. И мы видим, с какой придирчивостью Дальтон
начинает искать о т к л о н е н и я от целых чисел объемов
реагирующих газов, лишь бы опровергнуть закон Гей-Люссака.
Этими предварительными замечаниями о работах Дальтона,
публикуемых в настоящем сборнике, мы здесь и ограничимся.
Более подробный их разбор дан в нашей работе «Джон Даль­
тон — отец современной химии», которая первоначально наме­
чалась к изданию в качестве самостоятельной брошюры, но за­
тем по техническим соображениям оказалось удобнее поместить
ее как приложение к сборнику, вследствие чего в нем неизбежно
оказались некоторые повторения.
Теперь о самом сборнике. При подборе материала для него
мы стремились по возможности отразить все стороны научного
творчества Дальтона. В соответствии с этим сборник можно раз­
бить на две основные части: первая — посвящена физиче­
ской атомистике; она охватывает учение Дальтона о фи­
зическом строении газов, простых и смешанных, и об их абсорб­
ции различными жидкостями. В эту часть сборника включен
материал, который позволяет проследить, как атомистические
идеи были перенесены Дальтоном из области физики в область
химии. Особый интерес в этом отношении представляют:
17-ая лекция «О химических элементах», в которой Дальтон
излагает историю возникновения и развития у него атомисти­
ческих идей, и статья «Об абсорбции газов водой и другими
жидкостями», в которой Дальтон впервые опубликовал свои
атомные веса. Вторая часть сборника посвящена химиче­
ской атомистике, которая охватывает общее учение Даль­
тона о строении химически сложных тел и конкретное, примене­
ние этого учения к отдельным группам химических соединений
в порядке их систематизации. При этом мы привели те группы
соединений, которые сыграли ту или иную роль при открытии
и обосновании атомистического учения Дальтоном. Так напри­
мер, кислородные соединения азота, как наиболее
типичный пример простоты и кратности отношений, играли боль­
шую роль у Дальтона и у его предшественника У. Хиггинса; из
этих соединений особенное значение играл селитреный
газ (NO), так как анализ этого газа впервые дал Дальтону
возможность определить на основании отношения весов азота и
кислорода атомный вес азота; кроме того, пример образования
этого газа казался Дальтону наиболее сильным доказательством
ложности закона Гей-Люссака. Далее углеводород (метан)
и м а с л о ¡р о д и ы й газ (этилен) были до Дальтона веще­
ствами неизвестного еще состава. Анализируя эти вещества,
Дальтон доказал с помощью собственного эксперимента пра­
вильность закона кратных отношений; последний был им открыт
уже до этого на основе разбора эмпирического материала других
химиков. Наконец, вода дала Дальтону отношение весов
кислорода и водорода, которое явилось исходным для опреде­
ления весов почти всех остальных элементов.
Обе главные части сборника связаны между собой отделом,
посвященным учению о тепле, которое, составляя основу
как физической, так и химической атомистики, позволяло
Дальтону создавать механические модели строения тел. Этот
отдел сборника вызовет, несомненно, наибольшее затрудне­
ние при его чтении, так как центральное понятие теплорода,
которым все время оперирует Дальтон, совершенно чуждо совре­
менной науке. Поэтому нам пришлось снабдить этот отдел воз­
можно более полными примечаниями.
Несколько замечаний нужно сказать о переводе некоторых
химических терминов. Мы руководствовались тем соображением,
что терминология должна по возможности отразить тогдашние
представления о составе и происхождении отдельных веществ;
при этом мы воспользовались русской переводной литературой
первой четверти XIX в., в частности журналом «Новый магазин
естественной истории», издаваемым Иваном Двигубским, с тем,
чтобы избежать модернизации названий некоторых химических
элементов и соединений. Прежде всего это касается тех из них,
элементарность которых не была еще установлена окончательно;
таковы калий, натрий и хлор. Так как Дальтон склонялся к при­
знанию химической сложности щелочных металлов и простоты
их окислов («поташа» и «соды»), то мы перевели potasium к
sodium как «потасий» и «содий»; этим мы хотели подчеркнуть,
что щелочные металлы у Дальтона выступили только как
производные «соды» и «поташа», хотя окончание «ium»
должно было указывать на их элементарность. * То же самое
нужно сказать в отношении хлора, который рассматривался как
окись соляной кислоты; сохраняя для всех производных этой
кислоты корень muria («соль»), мы перевели название хлора как
«оксисоляная кислота»; поэтому и название гипотетического
радикала соляной кислоты muriaticum мы перевели как «соляний».
Названия окиси и двуокиси углерода, имеющие общее прилага-
* Можно было бы, так же, перевести термины «сода» и «поташ» как
натр и кали; тогда для элементов можно было бы сохранить современные
названия.
7
тельное carbonic, мы перевели как «угольная окись» и «угольная
кислота».
Наконец, названия кислородных соединений азота, как про­
изводные от nitrum («селитра»), переведены с сохранением корня
этого названия, причем прилагательное nitrous переводилось как-
«селитреный»; отступление сделано лишь в случае азотистой
кислоты, которая названа «селитроватой»; селитреная кислота,
как и обычно, означает азотную (nitric acid); название гипотети­
ческого элемента, соединением которого будто бы является азот,
переведено как «селитрий» (nitricum). Название «аммиак» —
современное, хотя может быть правильнее было бы перевести
«аммониак» (ammoniac), с тем, чтобы показать его связь с на­
званием гипотетического элемента «аммоний» (ammonium).
Термины carburetted-, sulphuretted-, phosphuretted-hydrogen пере-'-
веденні как угле-, cepo-, фосфороводород, так как сохранить
форму прилагательного мы не смогли. Далее, термин elastic fluid
мы перевели как «упругий флюид», отказавшись от обычного
слова «жидкость», которое не совсем точно выражает смысл,
вкладываемый в понятие «флюид». Кроме того, пришлось бы
тогда при переводе термина liquid вставить «капельно»-жидкий,
как это делает, например, Оствальд. Наконец, термины caloric и
heat мы переводим соответственно как «теплород» и «тепло».
В конце сборника мы привели таблицу употребляемых здесь
названий, которые отличаются от современных.
Перевод сделан А. Л. Либерманом с английского текста,
за исключением статьи «О расширении упругих флюидов»,-
которая переведена Н. А. 'Ф и г у р о в с к и м с немецкого пере­
вода, помещенного в сборнике № 3 серии Ostwald’s Klassiker.
Каждый отдел сборника состоит из нескольких отрывков;
заголовки этих отрывков, кроме тех, которые оговорены особым
примечанием, взяты у Дальтона и поставлены в « »; в подзаго­
ловках указан источник, откуда взят данный отрывок.
Для того, чтобы избежать чередования русского текста с ино­
странной транскрипцией названий книг и журналов, мы всюду
даем русские переводы (см. список принятых сокращений и пере­
водов названий источников).
Помещенные в квадратных скобках [ ] цифры показывают
страницы тех источников, откуда взят материал, кроме статьи
«О расширении упругих флюидов», где указаны страницы
Манчестерских мемуаров, а не сборника Ostwald’s Klassiker,
с которого делался перевод. В ссылках, которые делает Дальтон
на отдельные места своих работ, указаны страницы данного
сборника.
Основными источниками при составлении сборника служили
две части I тома «Новой системы химической философии»
Дальтона и записи Дальтона, опубликованные в книге Роско и
Гардена «Новый взгляд hù происхождение атомистики Дальл
тона».