Правда, некоторые ученые считали, что Гельмонт и Бойль ошибались. Голландец Герман Бургаве, например, заявил, что в воду попадает пыль из воздуха. Но француз Этьен Жоффруа и немец Андреас Маргграф провели исследования в закрытых сосудах и доказали, что и там из воды выпадает осадок.
Лавуазье сразу же усмотрел в опытах Гельмонта и Бойля очевидный пробел: они оба не принимали во внимание воздух. Тот самый воздух, который прекраснейшим образом мог связываться с различными веществами, как об этом свидетельствовали многочисленные опыты разных исследователей, а наиболее убедительные — Джозефа Блэка.
О том, что фиксируемый воздух Блэка это совсем не то, что атмосферный воздух, Лавуазье, как и другие ученые люди того времени, ясного представления не имел. Ведь некоторые опыты свидетельствовали, что это одно и то же. Например, тот же Блэк показал, что если подуть через трубку в известковую воду — вода замутится и станет известковым молоком. Но именно такой эффект дает и фиксируемый воздух!
Теперь-то нам известно, что человек вдыхает одно, а выдыхает другое, но кто ж тогда знал то, что знаем мы?..
В отличие от Пристли, который формулировал свои вопросы к природе примерно так: "А что будет, если я попробую выделить воздух из нашатырного спирта?" или: "А что будет, если я суну свечу в воздух из ртутной извести?", Лавуазье всегда ставил природу в такое положение, когда она должна была ответить одно из двух: либо "да", либо "нет". Это великое искусство — уметь задавать природе такие четкие вопросы!
Готовясь к спору с Бойлем и Гольмонтом, Лавуазье решил задать природе такой вопрос: "Увеличится ли общий вес пеликана и налитой в него воды после длительной перегонки?"
Пеликаном называли реторту с длинным носиком, который был погружен в носик другой реторты, как клюв пеликана-детеныша в клюв пеликана-мамы.
Когда в одну реторту наливали воду и начинали ее кипятить, пар поднимался во вторую реторту, охлаждаемую снаружи холодной водой; там он снова превращался в жидкость и стекал в первую реторту, в которой жидкость подогревалась и снова превращалась в пар. После неоднократных перегонок на дне реторт накапливался землистый осадок.
Так вот, если бы на вопрос Лавуазье природа ответила "да", то это означало бы, что извне, из огня, внутрь пеликана проникла огненная или еще какая-то материя, которая этот осадок и образовала.
Если бы природа ответила "нет", то это означало бы, что осадок образовался либо из воды, либо из стекла.
И тут Лавуазье приготовил природе дополнительный вопрос; "Уменьшился ли вес самого пеликана?"
Уже по этим вопросам видно, что Лавуазье полностью признавал слова Лукреция о том, что "из ничего даже волей богов ничего не творится".
Понимая, что голос природы может быть едва слышным, Лавуазье позаботился о том, чтобы услышать его, как бы тих он ни оказался. Исследователь заказал специальные, особо чувствительные весы, и не кому-нибудь, а пробиреру королевского монетного двора господину Шевену — великому мастеру точных приборов. Точность этих весов была такая, что при нагрузке в пять-шесть фунтов ошибка измерения не превышала одного грана. В переводе на наши меры на этих весах можно было взвесить три килограмма и ошибиться не более чем на несколько десятых грамма.
…Молодой исследователь взвесил пеликан до и после наполнения водой, записал цифры в лабораторный журнал, закупорил реторту, обмазал пробку жирной замазкой, чтобы ни вода, ни воздух не могли пройти, поместил пеликан в железную банку с песком — песчаную баню — и принялся подогревать ее лампой с шестью фитилями.
Шесть фитилей работали вовсю — то и дело приходилось подливать в лампу оливковое масло. А через каждые двенадцать часов снимать с фитилей накопившийся нагар.
День и ночь булькала вода в пеликане. Булькала, превращалась в пар, оседала мелкими капельками, стекала в приемник, и снова булькала, и снова превращалась в пар, оставляя на дне реторт серый осадок.
На сто первые сутки Лавуазье накрыл фитили железными колпачками, остудил пеликан, тщательно удалил замазку и взвесил прибор. Вес оказался равным 5 фунтам 9 унциям 4 драхмам 49 и трем четвертям грана.
Он осторожно поставил пеликан на стол и раскрыл журнал с первоначальной записью. До нагрева, сто один день назад, наполненный водою пеликан весил 5 фунтов 9 унций 4 драхмы 50 гран.
Ошибку в четверть грана нельзя было принимать в расчет — она была в четыре раза меньше предела точности весов.
Итак, ничто извне в пеликан не проникло ни из огня, ни из окружающего воздуха.
Лавуазье опорожнил прибор и, тщательно просушив, взвесил его. Сто один день назад пеликан весил 1 фунт 10 унций 7 драхм полграна.
Теперь он похудел более чем на 17 гран.
Значит, никакая перегонка не смогла превратить воду в землю, просто вода понемногу растворила стенки реторт, и часть растворенного стекла выпала в виде осадка из раствора!
Так-то это так, по надо взвесить осадок: вдруг вес его окажется больше, чем потеря в весе стекла?
Лавуазье отфильтровал осадок из перелитой в бутыль воды и поместил его на весы. Всего пять гран! Куда же делись остальные двенадцать (семнадцать минус пять)?
Он не верил в чудеса, он верил в закон сохранения материи. Убывшая из стекла и не выпавшая в осадок материя может быть только в воде. Выпарить, быстрей выпарить!
Через час на дне пустой бутыли остался мелкий порошок. На весы его! Так. Пятнадцать гран вместо двенадцати? Не страшно — ведь еще до того, как попасть в пеликан, эта вода находилась в других сосудах и могла растворять их. Во всяком случае, пропажа нашлась. Как это сказано у Лукреция?..
Не пропадает бесследно ничто, но в своем разложеньи
Все возвращаются вещи на лоно материи снова…
Он бережно накрыл стеклянным колпаком драгоценные весы.
Жоффруа и Маргграф ошиблись. Земля в их герметически закрытых сосудах появлялась не из воды, а из стекла. Ошибся и великий Бойль. Вода не превращается в землю. Даже если земля имеет вид тыквы!
Да, вода тут ни при чем. А почва оставалась в прежнем весе… Откуда же тыква? Откуда дерево Гельмонта?
Но если что-то в одном месте умножилось, то чего-то не могло не убыть в другом. И если ото другое не земля, и если это другое не вода, значит это… воздух!
Лавуазье подсел к столу, подвинул поближе небольшую книгу в кожаном переплете. Это дневник, сюда он заносил свои мысли и планы.
"Фиксируемый воздух обнаруживает свойства, весьма отличные от обычного воздуха, — написал он. — Тот воздух убивает животных, которые его вдыхают, а этот совершенно необходим для жизни. Тот легко соединяется со всеми телами, а этот — с трудом или совсем не соединяется… Я дам историю всего того, что было сделано в отношении воздуха, который извлекается из тел и который с ними связывается. Важность предмета заставила меня начать сызнова всю эту работу, которой, на мой взгляд, предстоит вызвать революцию в физике и химии…"
Во Франции последней трети XVIII века слово "революция" было у всех на устах. И Лавуазье знал, о чем говорил. Если до тех пор загадки превращения веществ не были раскрыты с помощью мер и весов, то это означало одно из двух: либо что-то может быть создано из ничего, либо надо научиться мерить и взвешивать великое множество флюидов, скрывающихся под маской воздуха.
Но из ничего даже волей богов ничего не творится!
"Операции, — продолжал Лавуазье, — посредством которых можно добиться связывания воздуха: рост растений, дыхание животных, горение, при некоторых обстоятельствах обжиг, наконец некоторые химические реакции. Я должен начать с этих экспериментов".
ЕСЛИ ПОДЖЕЧЬ ХОЛОДНЫЙ ОГОНЬ
Прошло сто лет со дня получения Геннингом Брандом первой щепотки холодного огня, но фосфор все еще не потерял своей притягательной силы в глазах исследователей. 10 сентября 1772 года в дневнике Лавуазье появилась такая запись:
"Я купил у г. Митуара одну унцию прекрасного фосфора из Германии, который он мне отпустил за сорок пять луидоров. Я бросил маленький кусочек в бутылку, фосфор начал светиться и дымить, но без ощутительного тепла. Я приблизил, его к огню, и он тотчас же воспламенился с потрескиванием. Бутылка лопнула. Ободренный этим успехом, я решил проверить таким же способом, поглощает ли фосфор при горении воздух…"
Проверка происходила так.
Лавуазье отвесил девять гран фосфора, положил его в маленькую агатовую чашку и поставил чашку под стеклянный колокол, погруженный в таз с водой. Потом направил на фосфор линзу.
Фосфор загорелся, заклубился белый пар и скоро заполнил весь колокол.
А что с водой? Вода поднялась в колоколе на целый дюйм — значит, воздуха под колоколом стало меньше!
