АНТУАН ЛОРАН ЛАВУАЗЬЕ

Альбрехт фон Галлер сумел распознать механику дыхания, но не смог проникнуть в существо этого процесса. Исследование химии дыхания выпало на долю Лавуазье, раскрывшего эту великую тайну природы после того, как он постиг другую, не менее важную тайну — сущность горения.

Для естествознания Лавуазье имеет такое же значение, как Гарвей, ибо с Лавуазье также начинается новая эпоха — новый этап развития химии. Антуан Лоран Лавуазье родился в 1743 г. В Париже он изучал сначала право, затем естественные науки. Как специалист по химии он был приглашен на должность управляющего государственными пороховыми заводами, а незадолго до Французской революции стал управляющим дисконтной кассой. Кроме того, он был одним из тех могущественных генеральных сборщиков налогов, которые взяли у государства на откуп это дело; народ, естественно, их ненавидел. Между прочим, Лавуазье упрекали в том, что, будучи откупщиком табачной монополии, он подмачивал табак, чтобы увеличить его вес. Все это привело к тому, что когда Лавуазье вместе с другими генеральными сборщиками налогов был арестован и обвинен в вымогательствах, судьба его была уже решена. Он умер 8 мая 1794 г. под гильотиной. Когда председатель суда узнал, какого великого ученого потеряла страна, он сказал: «Франция нуждается в справедливости, а не в ученых».

Издревле волшебные свойства огня вызывали в человеке чувства благоговения и ужаса и внушали ему самые диковинные представления. С наступлением же эпохи химии стали выдумывать новые теории, из которых особо следует отметить теорию флогистона Шталя, упомянутого в предыдущей главе, так как, будучи совершенно ложной, она тем не менее десятки лет смущала головы ученых. Согласно этой теории, во всем, что способно гореть, содержится определенное вещество — флогистон, которое в момент горения высвобождается и покидает горящее тело.

Верно же как раз противоположное. Занявшись изучением сущности горения, Лавуазье помещал предмет на весы и сжигал его. Результаты опыта озадачили бы Шталя, если бы он мог их узнать. Оказалось, что в процессе горения ничего не улетучивалось — ни «флогистон», ни еще что-либо подобное, а, напротив, нечто прибавлялось, так как обгоревший предмет становился тяжелее. Для каждого, кто занимался химией не умозрительно, а с помощью весов, это было очевидно.

Лавуазье раскрыл тайну процесса горения в год смерти Галлера. Он установил, что при горении из воздуха поступает вещество, способствующее тому, что продукт горения весит больше, чем взятый для опыта предмет. Это вещество «обызвествляет» металлы и содержится во всех кислотах. Лавуазье назвал его «оксигениум» (oxygenium), т. е. вещество, производящее кислоты, короче — кислород.

В том же году Лавуазье сделал еще одно важное для физиологии открытие, а именно, что при дыхании человека и животного потребляется и расходуется то же вещество— кислород, другой же составной частью воздуха, остающейся в нем и не используемой при дыхании, является азот (azotum), т. е. вещество, не годное для дыхания. Он продолжал свои исследования, стремясь познать дыхание в целом, и доказал, что в результате обоих этих процессов — горения и дыхания, которые профану, а вначале и ученому казались столь различными, образуется одно и то же .вещество, тот же «твердый воздух», как и в том случае, если полежавшую на открытом воздухе известь облить кислотой. При этом можно обнаружить нечто улетучивающееся, но что можно уловить и исследовать и что оказывается кислотой, вследствие чего «твердый воздух» называли также известковой кислотой. Лавуазье сумел получить известковую кислоту, сжигая уголь в лабораторной посуде, а потому предпочел назвать ее «углекислота».

Таким образом, Лавуазье открыл все самое главное в области дыхания, и ничто из того, что было выяснено позднее, не могло по своему значению сравняться с его открытиями. Ныне любой школьник знает, что благодаря дыханию в организм поступает необходимый для жизни кислород и удаляется из него большая часть продукта жизненного процесса — углекислоты. Дыхание способствует также регулированию температуры тела, отнимая у него воду. Органами дыхания у человека и млекопитающих служат легкие, у рыб — жабры, у амфибий — еще и кожа, которая у человека играет в процессе дыхания лишь второстепенную роль. Ныне различают дыхание наружное и внутреннее. Первое обеспечивают легкие ипочки, под внутренним дыханием подразумевают газообмен между тончайшими кровеносными сосудами (капиллярами) и тканями. Ясно, что ткани нуждаются в кислороде — ведь в этом и заключается смысл его поглощения, т. е. дыхания.

Определив сущность дыхания, Лавуазье разрешил также проблему животного тепла, которая уже более тысячелетия занимала человечество. Почему кожа живого человека теплая, почему кровь, сердце, внутренности, вынутые из живого животного, испускают пар? На эти вопросы у древних был один ответ: теплота имеет божественное происхождение, это врожденное свойство людей и животных. Учение о врожденной теплоте (calor innatus) соответствовало и духу средневековья. Однако уже Гельмонта такое объяснение не удовлетворяло. У естествоиспытателя образование теплоты в живом организме всегда ассоциировалось с выделением тепла при брожении вина под влиянием ферментов. Оба явления казались ему в чем-то сходными, и он считал, что они, возможно, вызваны одной и той же причиной. Но уже названные выше физики поспешили объяснить согревание тела трением крови о стенки кровеносных сосудов. Галлер считал такое объяснение неудовлетворительным, но не мог предложить взамен ничего другого. Когда же Лаплас, великий астроном и физик, частично самостоятельно, частично в сотрудничестве с Лавуазье заложил основы учения о теплоте, для Лавуазье настало время заняться проблемой животной теплоты как физиологу, т. е. найти источник этого тепла. Результатом явилось открытие того, что при дыхании происходит тот же процесс, то же окисление, как и при наружном горении, — окисление углеродов в теле человека или животного, но только в последнем случае не видно ни огня, ни пламени. Поэтому Лавуазье говорил, что жизнь — это медленное горение, т. е. соединение углерода с кислородом внутри организма, при котором образуется животная теплота. Здесь нет ничего мистического, но и ничего физического, а есть лишь химический процесс — один из процессов биохимии.

Открыв это, Лавуазье вновь обратился к наблюдениям за процессом дыхания. Он заключал животных в закрытое помещение и определял методом измерения и взвешивания, сколько они за тот или иной отрезок времени расходуют кислорода и сколько выделяют углекислоты. Когда Лавуазье со свойственной ему тщательностью, от которой все и зависело, проделал эти опыты, он обнаружил, что животные потребляют кислорода больше, чем выделяют выдыхаемой углекислоты. Лавуазье установил, что избыток потребляемой части кислорода расходуется на то, чтобы небольшое количество водорода, который содержится в теле, превратить в воду: известно же, что в выдыхаемом воздухе содержится некоторое количество влаги, — это может проверить каждый, подышав на зеркало. В настоящее время баланс воздуха при дыхании уточнен до малейших частиц. Выдыхаемый воздух примерно на четыре с половиной процента беднее кислородом, чем вдыхаемый, примерно на четыре процента богаче углекислотой и насыщен водяным паром. Лавуазье установил это при помощи сравнительно простых аппаратов, которыми располагал в то время. Он огласил свое открытие в 1790 г., но допустил вместе со своим сотрудником Сегеном ошибку, предположив, что окисление, а следовательно, и образование тепла происходит в самом легком.

Работы Лавуазье открывали широкие перспективы для познания жизненных явлений с чисто естествоведческой, экспериментально-исследовательской точки зрения. Однако в дальнейшем в умственной жизни наступила реакция, и, вопреки успехам физики и химии, ученые вновь начали искать «жизненную силу». Это замедлило научный прогресс, но не могло его остановить.