Теорию флогистона опроверг. Развитие химии в конце XVII – XVIII вв

Флогистон

К числу открытий XVII в., имевших особое значение для развития химии, следует отнести открытие существования давления столба атмосферного воздуха, возможности использования этого давления и возможности создания вакуума. Некоторые исследователи стали приходить к мысли, что вакуум можно получить и без использования воздушного насоса. Предположим, вы вскипятили воду и заполнили камеру паром, затем снаружи остудили камеру холодной водой. При этом пар внутри камеры конденсируется в водяные капли, и в камере создается вакуум. Если одну из стенок такой камеры сделать подвижной, то под действием давления воздуха эта подвижная стенка будет втягиваться в камеру. Когда же в камеру попадет новая порция пара, стенка будет вновь выталкиваться, а затем при конденсации пара вновь втягиваться в камеру. Можно представить себе, что подвижная стенка - это своего рода поршень, совершающий возвратно-поступательные движения; такой поршень можно использовать, например, в насосе, работающем на паре. В 1698 г. такая паровая машина и в самом деле была создана английским горным инженером Томасом Севери (ок. 1650-1715). В этом устройстве использовался пар под большим давлением, что по тем временам было небезопасно. Примерно в то же время (1705 г.)

Томас Ньюкомен (1663-1729), работавший совместно с Севери, изобрел паровую машину, которая могла работать на паре под более низким давлением (рис. 5). Однако машина Ньюкомена не была универсальной, и ее можно было использовать практически только для поднятия воды. Конструкция машины была значительно усовершенствована шотландским механиком Джеймсом Уаттом (1736-1819), который и считается создателем универсальной паровой машины.

Рис. 5. Насосное устройство конструкции Ньюкомена, работавшее при атмосферном давлении. Впрыснутая в цилиндр вода вызывает конденсацию пара, в цилиндре создается вакуум, и поршень опускается вниз. Новая порция пара, поступающая в цилиндр из парового котла, возвращает поршень в исходное положение.

Появление паровой машины ознаменовало собой начало промышленной революции: человек получил машину, которая, казалось, могла переделать всю тяжелую работу на свете. Человек перестал зависеть от капризов силы ветра или месторасположений падающей воды, энергию которой можно было использовать для механической работы.

Не совсем обычное использование огня в паровой машине возродило у химиков интерес к процессу горения. Почему одни предметы горят, а другие не горят? Что представляет собой процесс горения? По представлениям древних греков все, что способно гореть, содержит в себе элемент огня, который в соответствующих условиях может высвобождаться. Алхимики придерживались примерно той же точки зрения, но считали, что способные к горению вещества содержат элемент «сульфур» (хотя необязательно саму серу).

В 1669 г. немецкий химик Иоганн Иоахим Бехер (1635-1682) попытался дать рационалистическое объяснение явлению горючести. Он предположил, что твердые вещества состоят из трех видов «земли», и один из этих видов, названный им «жирная земля» (terra pinguis), принял за «принцип горючести». Последователем весьма туманных представлений Бехера баль предложил схему процесса горения, объяснявшую роль флогистона.

Согласно Шталю, горючие вещества богаты флогистоном. В процессе горения флогистон улетучивается, а то, что остается после завершения процесса горения, флогистона не содержит и потому продолжать гореть не может. Шталь далее утверждал, что ржавление металлов подобно горению дерева. Металлы, по его мнению, содержат флогистон, а ржавчина (или окалина) флогистона уже не содержит. Такое понимание процесса ржавления позволило дать приемлемое объяснение и процессу превращения руд в металлы - первому теоретическому открытию в области химии. Объяснение Шталя состояло в следующем. Руда, содержание флогистона в которой мало, нагревается на древесном угле, весьма богатом флогистоном. Флогистон при этом переходит из древесного угля в руду, в результате древесный уголь превращается в золу, бедную флогистоном, а руда, бедная флогистоном, превращается в металл, богатый флогистоном.

Сам по себе воздух, по мнению Шталя, способствует горению лишь косвенно: он служит переносчиком флогистона, когда последний выходит из дерева или металла, и передает его другому веществу (если таковое существует).

Теория флогистона Шталя на первых порах встретила резкую критику. Особенно возражал против нее знаменитый голландский врач Герман Бургаве (1668-1738), который считал, что обычное горение и образование ржавчины не могут быть по сути дела одним и тем же явлением. Ведь горение сопровождается образованием пламени, а ржавление происходит без пламени. Сам Шталь объяснял это различие тем, что при горении веществ, подобных дереву, флогистон улетучивается настолько быстро, что нагревает окружающую среду и становится видимым. При ржавлении флогистон улетучивается медленно, поэтому пламя не появляется.

Несмотря на критику Бургаве, теория флогистона начала завоевывать популярность. К 1780 г. она была принята химиками почти повсеместно, так как позволила дать четкие ответы на многие вопросы. Однако один вопрос ни Шталь, ни его последователи разрешить не смогли. Дело в том, что большинство горючих веществ, например дерево, бумага, жир, при горении в значительной степени исчезали. Остававшаяся сажа или зола была намного легче, чем исходное вещество. Этого, по-видимому, и следовало ожидать, так как при горении флогистон улетучивался из вещества.

Согласно теории Шталя, в процессе ржавления металлы также теряли флогистон, тем не менее еще алхимиками в 1490 г. было установлено, что ржавый металл гораздо тяжелее нержавого. Почему вещество, теряющее флогистон, становится тяжелее? Может быть, как утверждали некоторые химики XVIII в., флогистон обладает отрицательным весом? Почему в таком случае дерево при горении уменьшается в весе? Или, может быть, существуют два вида флогистона - с положительным и с отрицательным весом?

Экспериментальное естествознание XVII века

В XV-XVI веках в Европе начался период быстрого роста торговли и материального производства. К XVI веку техника в Европе вышла на уровень заметно более высокий, чем в период расцвета Античного мира. При этом изменения в технических приемах опережали их теоретическое осмысление. Технические изобретения XVI века и блестящие успехи мореплавания (разрешившие, кстати, длившийся столетиями финансовый кризис, связанный с нехваткой драгоценных металлов) одновременно ставили перед наукой новые проблемы, которые существовавшая ранее наука разрешить не могла. Дальнейшее усовершенствование техники упиралось в главное противоречие эпохи – противоречие между сравнительно высоким уровнем достигнутых к этому времени технологических знаний и резким отставанием теоретического естествознания.

Развитие философии и естествознания в эпоху Возрождения привело к глубокому кризису аристотелевской картины мира и поставило задачу выработки отражающей реальные свойства действительности физической концепции, а потребности технического прогресса привели к созданию основ научного эксперимента. Быстрому развитию в Европе новых философских систем способствовала также и Реформация, начавшаяся в XVI веке.

Сочетание социально-экономических и технических факторов вызвало сдвиг в общественном сознании, усилило потребность в выработке новой философии, отрицавшей роль авторитета (как религиозных доктрин, так и античных учений) и утверждавшей приоритет научного доказательства. В начале XVII века появились крупные философские произведения, оказавшие существенное влияние на развитие естествознания. Английский философ Френсис Бэкон выдвинул тезис о том, что решающим доводом в научной дискуссии должен являться эксперимент. Вместо принятого с античных времён дедуктивного метода Бэкон предложил новую логику науки – индукцию, основанную на умозаключении от частного к общему (весьма символичными являются названия сочинений Бэкона – "Новый органон" (1620) и "Новая Атлантида", прямо противопоставляемые "Органону" и "Атлантиде" Аристотеля).

Семнадцатый век в философии ознаменовался также возрождением атомистических представлений. Математик (основатель аналитической геометрии) и философ Рене Декарт , известный также как Картезий, утверждал, что все тела состоят из корпускул различной формы и размеров; форма корпускул связана со свойствами вещества. В то же время Декарт считал, что корпускулы делимы и состоят из единой материи. Декарт отрицал представления Демокрита о неделимых атомах, движущихся в пустоте, не решаясь допустить существование пустоты. Корпускулярные идеи, весьма близкие к античным представлениям Эпикура, высказывал и французский философ Пьер Гассенди . Группы атомов, образующие соединения, Гассенди называл молекулами (от лат. moles – кучка). Корпускулярные представления Гассенди завоевали довольно широкое признание среди естествоиспытателей.

Инструментом разрешения противоречия между высоким уровнем технологии и крайне низким уровнем знаний о природе стало в XVII веке новое экспериментальное естествознание.

Огромные успехи в XVII веке были достигнуты в области физики, механики, математики и астрономии. Галилео Галилей не только основал классическую механику, но и ввёл в физику новый образ мышления, в полной мере использующий экспериментальный метод. Немецкий астроном Иоганн Кеплер в 1609 г. привёл в соответствие с астрономическими данными гелиоцентрическую систему, которую предложил в 1543 г. Николай Коперник , и которая в первоначальном виде содержала множество неточностей. Эванджелиста Торричелли , Блез Паскаль и Отто фон Герике провели в середине XVII в. свои знаменитые опыты по изучению вакуума и атмосферного давления. Герике начал также исследования в области электростатики; Христиан Гюйгенс создал волновую теорию света и разработал основные законы оптики. Исаак Ньютон открыл законы классической механики и закон всемирного тяготения. Его капитальный труд "Математические начала натуральной философии" (1687) обобщил не только собственные исследования автора, но и опыт предшественников, результатом чего явилось создание единой механической картины мира, господствовавшей вплоть до рубежа XIX и XX столетий. Все эти и многие другие блестящие открытия ознаменовали собой первую научную революцию , результатом которой стало становление нового естествознания, целиком основанного на экспериментальных данных. Основой естествознания становится принцип количественного измерения в экспериментальных исследованиях. Это находит свое выражение в изобретении разнообразных измерительных приборов – хронометров, термометров, ареометров, барометров, весов и т.д.

Новое естествознание породило и новые организационные формы – были созданы научные общества и академии наук. Ещё в 1560 г. итальянский естествоиспытатель Джиованни Баттиста делла Порта начал проводить в своём доме регулярные собрания, называемые Академией тайн природы. В XVII в. появились официально учреждённые академии с соответствующими органами и статутом: Академия естествоиспытателей (Леопольдина) в Германии (1652), Академия опыта во Флоренции (1657), Королевское общество (1662) в Лондоне, Парижская Академия точных наук (1663).

Одним из следствий произошедшей во второй половине XVII века научной революции явилось создание новой – научной – химии. Создателем научной химии традиционно считается Роберт Бойль.

Роберт Бойль и возникновение научной химии

Введение

Теория флогистона и система Лавуазье

Первая теория научной химии - теория флогистона - в значительной степени основывалась на традиционных представлениях о составе веществ и об элементах как носителях определённых свойств. Тем не менее, именно она стала в XVIII веке главным условием и основной движущей силой развития учения об элементах и способствовала полному освобождению химии от алхимии. Именно во время почти столетнего существования флогистонной теории завершилось начатое Бойлем превращение алхимии в химию. Флогистонная теория горения была создана для описания процессов обжига металлов, изучение которых являлось одной из важнейших задач химии конца XVIII века. Металлургия в это время столкнулась с двумя проблемами, разрешение которых было невозможно без проведения серьёзных научных исследований - большие потери при выплавке металлов и топливный кризис, вызванный почти полным уничтожением лесов в Европе. Основой для теории флогистона послужили традиционные представления о горении как о разложении тела. Феноменологическая картина обжига металлов была хорошо известна: металл превращается в окалину, масса которой больше массы исходного металла (Бирингуччо ещё в 1540 г. показал, что вес свинца увеличивается после прокаливания); кроме того, при горении имеет место выделение газообразных продуктов неизвестной природы. Целью химической теории стало рациональное объяснение этого феномена, которое можно было бы использовать для решения конкретных технических задач. Последнему условию не отвечали ни представления Аристотеля, ни алхимические взгляды на горение.

Создателями теории флогистона считаются немецкие химики Иоганн Иоахим Бехер и Георг Эрнст Шталь . Бехер в книге "Подземная физика" (1669) изложил свои очень эклектичные взгляды на составные части тел. Таковыми, по его мнению, являются три вида земли: первая - плавкая и каменистая (terra lapidea), вторая - жирная и горючая (terra pinguis) и третья - летучая (terra fluida s. mercurialis). Горючесть тел, по мнению Бехера, обусловлена наличием в их составе второй, жирной, земли. Система Бехера очень похожа на алхимическое учение о трёх принципах, в котором горючесть обусловлена наличием серы; однако Бехер считает, что сера является сложным телом, образованным кислотой и terra pinguis. По сути, теория Бехера представляла собой одну из первых попыток предложить нечто новое взамен алхимического учения о трёх принципах. Увеличение массы металла при обжиге Бехер традиционно объяснял присоединением "огненной материи". Эти взгляды Бехера послужили предпосылкой к созданию теории флогистона, предложенной Шталем в 1703 г., хотя и имеют с ней очень мало общего. Тем не менее, сам Шталь всегда утверждал, что авторство теории принадлежит Бехеру.

Суть теории флогистона можно изложить в следующих основных положениях:

1. Существует материальная субстанция, содержащаяся во всех горючих телах - флогистон
2. Горение представляет собой разложение тела с выделением флогистона, который необратимо рассеивается в воздухе. Вихреобразные движения флогистона, выделяющегося из горящего тела, и представляют собой видимый огонь. Извлекать флогистон из воздуха способны лишь растения.
3. Флогистон всегда находится в сочетании с другими веществами и не может быть выделен в чистом виде; наиболее богаты флогистоном вещества, сгорающие без остатка.
4. Флогистон обладает отрицательной массой.

Теория Шталя, подобно всем предшествующим, также исходила из представлений, будто свойства вещества определяются наличием в них особого носителя этих свойств. Положение флогистонной теории об отрицательной массе флогистона (значительно более позднее и признававшееся не всеми сторонниками теории) было призвано объяснить тот факт, что масса окалины (или всех продуктов горения, включая газообразные) больше массы обожжённого металла.

Процесс обжига металла в рамках теории флогистона можно отобразить следующим подобием химического уравнения:

Металл = Окалина + Флогистон

Для получения металла из окалины (или из руды), согласно теории, можно использовать любое тело, богатое флогистоном (т.е. сгорающее без остатка) - древесный или каменный уголь, жир, растительное масло и т.п.:

Окалина + Тело, богатое флогистоном = Металл

Необходимо подчеркнуть, что эксперимент может только подтвердить справедливость этого предположения; это являлось хорошим аргументом в пользу теории Шталя. Флогистонная теория со временем была распространена на любые процессы горения. Тождество флогистона во всех горючих телах было обосновано Шталем экспериментально: уголь одинаково восстанавливает и серную кислоту в серу, и земли в металлы. Дыхание и ржавление железа, по мнению последователей Шталя, представляют собой тот же процесс разложения содержащих флогистон тел, но протекающий медленнее, чем горение.

Теория флогистона позволила, в частности, дать приемлемое объяснение процессам выплавки металлов из руды, состоящее в следующем. Руда, содержание флогистона в которой мало, нагревается с древесным углем, который очень богат флогистоном; флогистон при этом переходит из угля в руду, и образуются богатый флогистоном металл и бедная флогистоном зола.

Следует отметить, что в исторической литературе имеются серьёзные разногласия в оценке роли теории флогистона - от резко негативной до положительной. Однако нельзя не признать, что теория флогистона имела целый ряд несомненных достоинств:

- она просто и адекватно описывает экспериментальные факты, касающиеся процессов горения;
- теория внутренне непротиворечива, т.е. ни одно из следствий не находится в противоречии с основными положениями;
- теория флогистона целиком основана на экспериментальных фактах;
- теория флогистона обладала предсказательной способностью.

Георг Шталь считал, что флогистон содержится во всех горючих и способных к окислению веществах. Горение или окисление рассматривалось им как процесс, при котором тело теряет флогистон. Воздух играет при этом особо важную роль. Он необходим для окисления, чтобы “вбирать” в себя флогистон. Из воздуха флогистон попадает в листья растений и в их древесину, из которых при восстановлении он вновь освобождается и возвращается телу. Так впервые была сформулирована теория, описывающая процессы горения. Ее особенности и новизна состояли в том, что одновременно рассматривались во взаимосвязи процессы окисления и восстановления. Теория флогистона развивала идеи Бехера и атомистические представления. Она позволяла объяснить протекание различных процессов в ремесленной химии и, в первую очередь, в металлургии и оказала громадное влияние на развитие химических ремесел и совершенствование методов "экспериментального искусства" в химии. Теория флогистона способствовала и развитию учения об элементах. Приверженцы теории флогистона называли элементами оксиды металлов, рассматривая их как металлы, лишенные флогистона. Металлы же, напротив, считали соединениями элементов (оксидов металлов) с флогистоном. Потребовалось лишь поставить все положения этой теории “с головы на ноги”. Что и было сделано в дальнейшем. Для объяснения того, что масса оксидов больше чем масса металлов, Шталь предположил (а, вернее утверждал), что флогистон имеет отрицательный вес, т.е. флогистон соединившись с элементом “тянет” его вверх. Несмотря на одностороннюю, лишь качественную характеристику процессов, происходящих при горении, теория флогистона имела громадное значение для объяснения и систематизации именно этих превращений. На неверность флогистонной теории указывал Михаил Иванович Ломоносов. Однако экспериментально доказать это смог Антуан Лоран Лавуазье. Лавуазье заметил, что при горении фосфора и серы же, как и при прокаливании металлов, происходит увеличение веса вещества. Казалось бы естественным сделать: увеличение веса сжигаемого вещества происходит при всех процессах горения. Однако этот вывод настолько противоречил положениям теории флогистона, что нужна была недюжинная смелость, чтобы высказать его хотя бы в виде гипотезы. Лавуазье решил проверить высказанные ранее Бойлем, Реем, Мэйоу и Ломоносовым гипотезы о роли воздуха в процессах горения. Он интересовался тем, увеличивается ли количество воздуха, если в нем происходит восстановление окисленного тела и выделение благодаря этому дополнительного воздуха. Лавуазье удалось доказать, что действительно количество воздуха при этом возрастает. Это открытие Лавуазье назвал самым интересным со времени работ Шталя. Поэтому в ноябре 1772 г. Он направил в Парижскую Академию наук специальное сообщение о полученных им результатах. На следующем этапе исследований Лавуазье полагал выяснить, какова природа “воздуха”, соединяющегося с горючими телами при их окислении. Однако все попытки установить природу этого “воздуха” в 1772-1773 гг. Окончились безрезультатно. Дело в том, что Лавуазье, так же как и Шталь, восстанавливал “металлические извести” путем непосредственного контакта с “углеобразной материей” и тоже получал при этом диоксид углерода, состав которого он не мог тогда установить. Как считал Лавуазье, “уголь сыграл с ним злую шутку”. Однако Лавуазье, как и многим другим химикам, не приходила мысль, что восстановление оксидов металлов можно осуществить нагрева-нием с помощью зажигательного стекла.

Но вот осенью 1774 г. Джозеф Пристли сообщил, что при восстановлении окиси ртути с помощью зажигательного стекла образуется новый вид воздуха - “дефлогистированный воздух”. Незадолго до этого кислород был открыт Шееле, но сообщение об этом было опубликовано с большим запозданием. Шееле и Пристли объясняли наблюдаемое ими явление выделения кислорода с позиций флогистонной теории. Только Лавуазье смог использовать открытие кислорода в качестве главного аргумента против теории флогистона. Весной 1775 г. Лавуазье воспроизвел опыт Пристли. Он хотел получить кислород и проверить, был ли кислород тем компонентом воздуха, благодаря которому происходило горение или окисление металлов. Лавуазье удалось не только выделить кислород, но и вновь получить оксид ртути. Одновременно Лавуазье определял весовые отношения вступающих в эту реакцию веществ. Ученому удалось доказать, что отношения количества веществ, участвующих в реакциях окисления и восстановления, остаются неизменными.

Работы Лавуазье произвели в химии, пожалуй, такую же революцию, как два с половиной века до открытия Коперника в астрономии. Вещества, которые раньше считались элементами, как показал Лавуазье, оказались соединениями, состоящими в свою очередь из сложных “элементов”. Открытия и воззрения Лавуазье оказали громадное влияние не только на развитие химической теории, но и на всю систему химических знаний. Они так преобразовали саму основу химических знаний и языка, что следующие поколения химиков, по существу, не могли понять даже терминологию, которой пользовались до Лавуазье. На этом основании впоследствии стали считать, что о “подлинной” химии нельзя говорить до открытий Лавуазье. Преемственность химических исследований при этом была забыта. Только историки химии начали вновь воссоздавать действительно существовавшие закономерности развития химии. При этом было выяснено, что “химическая революция” Лавуазье была бы невозможна без существования до него определенного уровня химических знаний.

Развитие химических знаний Лавуазье увенчал созданием новой системы, в которую вошли важнейшие достижения химии прошлых веков. Эта система, правда, в значительно расширенном и исправленном виде, стала основой научной химии. В 80-х гг. XVIII в. Новая система Лавуазье получила признание у ведущих естествоиспытателей Франции - К. Бертолле, А. Де Фуркруа и Л. Гитона де Морво. Они поддержали новаторские идеи Лавуазье и совместно с ним разработали новую химическую номенклатуру и терминологию. В 1789 г. Лавуазье изложил основы разработанной им системы знаний в учебнике “Начальный курс химии, представленный в новом виде на основе новейших открытий”.

Лавуазье разделял элементы на металлы и неметаллы, а соединения на двойные и тройные. Двойные соединения, образуемые металлами с кислородом, он относил к основаниям, а соединения неметаллов с кислородом - к кислотам. Тройные соединения, получающиеся при взаимодействии кислот и оснований, он называл солями. Система Лавуазье основывалась на точных качественных и количественных исследованиях. Этот довольно новый вид аргументации он использовал, изучая многие спорные проблемы химии - вопросы теории горения, проблемы взаимного превращения элементов, которые были весьма актуальны в период становления научной химии.

Так, для проверки представления о возможности взаимного превращения элементов Лавуазье в течение нескольких дней нагревал воду в запаянной сосуде. В итоге он обнаружил в воде незначительное количество “земли”, установив при этом, что изменение общего веса сосуда вместе с водой не происходит. Образование “земель” Лавуазье объяснил не как результат их выделения из воды, а за счет разрушения стенок реакционного сосуда.

Для ответа на этот вопрос шведский химик аптекарь К. Шееле в то же время использовал качественные методы доказательства, установив идентичность выделяющихся “земель” и материала сосуда. Лавуазье, как и Ломоносов, учитывал существовавшие с древности наблюдения о сохранении веса веществ и систематически изучал весовые соотношения веществ, участвующих в химической реакции. Он обратил внимание на то, что, например, при горении серы или при образовании ржавчины на железе происходит увеличение веса исходных веществ. Это противоречило теории флогистона, согласно которой при горении должен был выделяться гипотетический флогистон. Лавуазье счел ошибочным объяснение, согласно которому флогистон обладал отрицательным весом, и окончательно отказался от этой идеи.

Другие химики, например М.В. Ломоносов или Дж. Мэйоу, пытались объяснить окисление элементов и образование оксидов металлов (или, как тогда говорили, “известей”) как процесс, при котором частицы воздуха соединяются с каким-либо веществом. Этот воздух может быть “оттянут обратно” путем восстановления.

В 1772 г. Лавуазье собрал этот воздух, но не смог установить его природу. Первым об открытии кислорода сообщил Пристли. В 1775 г. Ему удалось доказать, что именно кислород соединяется с металлом и вновь выделяется из него при его восстановлении, как, например, при образовании “извести” ртути и ее восстановлении. Систематическим взвешиванием было установлено, что вес металла, участвующего в этих превращениях, не изменяется.

Сегодня этот факт, казалось бы, убедительно доказывает справедливость предположений Лавуазье, а тогда большинство химиков отнеслись к нему скептически. Одной из причин такого отношения было то, что Лавуазье не мог объяснить процесс горения водорода. В 1783 г. он узнал, что, используя электрическую дугу, Кавендиш доказал образование воды при сжигании смеси водорода и кислорода в закрытом сосуде. Повторив этот опыт, Лавуазье нашел, что вес воды соответствует весу исходных веществ. Затем он провел эксперимент, в котором пропускал водяной пар через железные стружки, помещенные в сильно нагреваемую медную трубку. Кислород соединялся с железными стружками, а водород собирался на конце трубки.

Таким образом, воспользовавшись превращениями веществ, Лавуазье сумел объяснить процесс горения и качественно, и количественно, и для этого ему уже не нужна была теория флогистона. Пристли же и Шееле, которые, открыв кислород, фактически создали основные предпосылки для появления кислородной теории Лавуазье, сами твердо придерживались позиций теории флогистона.

Кавендиш, Пристли, Шееле и некоторые другие химики полагали, что расхождения между результатами опытов и положениями теории флогистона удастся устранить путем создания дополнительных гипотез. Надежность и полнота опытных данных, ясность аргументации и простота изложения способствовали быстрому распространению системы Лавуазье в Англии, Голландии, Германии, Швеции, Италии. В Германии представления Лавуазье были изложены в двух работах д-ра Гиртаннера “Новая химическая номенклатура на немецком языке” (1791 г.) и “Основы антифлогистонной химии” (1792 г.). Благодаря Гиртаннеру впервые появились немецкие обозначения веществ, соответствующие новой номенклатуре, например кислорода, водорода, азота. Работавший в Берлине Гермбштедт опубликовал в 1792 г. учебник Лавуазье в переводе на немецкий язык, а М. Клапрот после того, как он повторил опыты Лавуазье, признал, новое учение; взгляды Лавуазье разделял и знаменитый естествоиспытатель А. Гумбольдт.

В 1790-х годах в Германии не раз публиковались работы Лавуазье. Большинство известных химиков Англии, Голландии, Швеции, талии разделяли взгляды Лавуазье. Нередко в историко-научной литературе можно прочесть, что для признания теории Лавуазье химикам понадобилось достаточно много времени. Однако по сравнению с 200 годами непризнания астрономами взглядов Коперника 10-15-летний период дискуссий в химии не так уж велик.

В последней трети XVIII в. одной из важнейших была проблема, которая многие века интересовала ученых: химики хотели понять, почему и в каких соотношениях соединяются вещества друг с другом. К этой проблеме проявляли интерес еще греческие философы, а во времена Возрождения ученые выдвигали идею о сродстве веществ и даже строили ряды веществ по сродству. Парацельс писал, что ртуть образует с металлами амальгамы, причем для разных металлов с различной скоростью ив такой последовательности: быстрее всего с золотом, затем с серебром, свинцом, оловом, медью и, наконец, медленнее всего с железом. Парацельс считал, что причиной этого ряда химического сродства является не только “ненависть” и “любовь” веществ друг к другу. В соответствии с его представлениями металлы содержат серу, и, чем меньше ее содержание, тем чище металлы, а чистота веществ в значительной мере определяет их сродство друг к другу. Г. Шталь объяснял ряд осаждения металлов как результат различного содержания в них флогистона. До последней трети XVIII в. многочисленные исследования были направлены на то, чтобы расположить вещества по величине их “сродства”, и многие химики составляли соответствующие таблицы. Для объяснения различного химического сродства веществ выдвигались и атомистические представления, а после того, как в конце XVIII - начале XIX вв. Ученые стали понимать влияние электричества на протекание некоторых химических процессов, для этой же цели пытались использовать и представления об электричестве.

Основываясь на них, Берцелиус создал дуалистическую теорию состава веществ, в соответствии с, например, соли состоят из положительно и отрицательно заряженных “оснований” и “кислот”: при электролизе они притягиваются к противоположно заряженным электродам и могут распадаться при этом на элементы вследствие нейтрализации зарядов. Со второй половины XVIII в. особенно много внимания ученые стали уделять вопросу: в каких количественных соотношениях взаимодействуют друг с другом вещества в химических реакциях? Уже давно было известно, что кислоты и основания могут нейтрализовать друг друга. Предпринимались также попытки установить содержание кислот и оснований в солях. Т. Бергман и Р. Кирван нашли, что, например, в реакции двойного обмена между химически нейтральными сульфатом калия и нитратом натрия образуются новые соли - сульфат натрия и нитрат калия, которые тоже являются химически нейтральными. Но ни один из исследователей не сделал из этого наблюдения общего вывода. В 1767 г. Кавендиш обнаружил, что количество азотной и серной кислот, нейтрализующие одинаковые количества карбоната калия, нейтрализуют также одинаковое количество карбоната кальция. И.Рихтер первым сформулировал закон эквивалентов, объяснение которому было найдено позднее с позиций атомистической теории Дальтона.

Рихтер установил, что раствор, получающийся при смешивании растворов двух химически нейтральных солей, тоже нейтрален. Он провел многочисленные определения количеств оснований и кислот, которые, соединяясь, дают химически нейтральные соли. Рихтер сделал следующий вывод: если одно и то же количество какой-либо кислоты нейтрализуется различными, строго определенными количествами разных оснований, то эти количества оснований эквивалентны и нейтрализуются одним и тем же количеством другой кислоты. Выражаясь современным языком, если к раствору сульфата калия, например, добавить раствор нитрата бария до полного осаждения сульфата бария, то раствор, содержащий нитрат калия, тоже будет нейтрален:

K2SO4 + Ba(NO3)2 = 2KNO3 + BaSO4.

Следовательно, при образовании нейтральной соли эквивалентны друг другу следующие количества: 2K, 1Ba, 1SO4 и 2NO3. Полинг обобщил и сформулировал в современном виде этот закон соединительных весов”: “Весовые количества двух элементов (или их целочисленные кратные), которые, реагируют с одним и тем же количеством третьего элемента, реагируют друг с другом в тех же количествах”. Вначалеработы Рихтера почти не привлекли внимания исследователей, поскольку он пользовался еще терминологией флогистонной теории. Кроме того, полученные ученым ряды эквива-лентных весов были недостаточно наглядны, а предложенный им выбор относительных количеств оснований не имел серьезных доказательств. Положение исправил Э.Фишер, который среди эквивалентных весов Рихтер выбрал в качестве эталона эк-вивалент серной кислоты, приняв его равным 100, и составил, исходя из этого, таблицу “относительных весов” (эквивалентов) соединений. Но о таблице эквивалентов Фишера стало известно лишь благодаря Бертолле, который, критикуя Фишера, привел эти данные в своей книге “Опыт химической статики” (1803 г.). Бертолле сомневался, что состав химических соединений постоянен. Он имел на это основание. Вещества, которые в начале XIX в. считались чистыми, на самом деле были либо смесями, либо равновесными системами различных веществ, а количественный состав химических соединений во многом зависел от количеств веществ, участвующих в реакциях их образования.

Некоторые историки химии считают, что, подобно Венцелю, Бертолле также предвосхитил основные положения закона действия масс, который аналитически выражал влияние количеств взаимодействующих на скорость превращения. Немецкий химик К. Венцель в 1777 г. показал, что скорость растворения металла в кислоте, измеряемая количеством металла, растворившегося за определенное время, пропорциональна “силе” кислоты. Бертолле сделал многое для учета влияния масс реагентов на ход превращения.

Однако между работами Венцеля и даже Бертолле, с одной стороны, и точной формулировкой закона действия масс - с другой, существует качественное различие. Негативное отношение Бертолле к закону нейтрализации Рихтера не могло длиться долго, так как против положений Бертолле энергично выступил Пруст. Проделав в течение 1799-1807 гг. массу анализов, Пруст доказал, что Бертолле сделал свои выводы о различном составе одних и тех же веществ, анализируя смеси, а не индивидуальные вещества, что он, например, не учитывал содержания воды в некоторых оксидах. Пруст убедительно доказал постоянство состава чистых химических соединений и завершил свою борьбу против взглядов Бертолле установлением закона постоянства состава веществ: состав одних и тех же веществ независимо от способа получения одинаков (постоянен).

флогистон лавуазье шталь химия

Заключение

Флогистонная теория - первая истинно научная теория химии - послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которого было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах.

Следует отметить, что положение об отрицательной массе флогистона фактически сделано на основании закона сохранения массы, который был открыт значительно позднее. Это предположение само по себе способствовало дальнейшей активизации количественных исследований. Ещё одним результатом создания флогистонной теории явилось активное изучение химиками газов вообще и газообразных продуктов горения в частности.

К середине XVIII века одним из важнейших разделов химии стала т.н. пневматическая химия, основоположники которой Джозеф Блэк , Даниил Резерфорд , Генри Кавендиш , Джозеф Пристли и Карл Вильгельм Шееле явились создателями целой системы количественных методов в химии. Во второй половине XVIII века теория флогистона завоевала среди химиков практически всеобщее признание.

На основе флогистонных представлений сформировалась номенклатура веществ; предпринимались попытки связать такие свойства вещества, как цвет, прозрачность, щёлочность и т.п., с содержанием в нём флогистона.

Французский химик Пьер Жозеф Макёр , автор весьма популярного учебника "Элементы химии" и "Химического словаря", писал в 1778 г., что флогистонная теория "…наиболее ясна и наиболее согласна с химическими явлениями. Отличаясь от систем, порождённых воображением без согласия с природой и разрушаемых опытом, теория Шталя - надёжнейший путеводитель в химических исследованиях. Многочисленные опыты… не только далеки от того, чтобы её опровергнуть, но, наоборот, становятся доказательствами в её пользу". По иронии судьбы, учебник и словарь Макёра появились в то время, когда век флогистонной теории подошёл к концу.

Литература

1) Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа,1988.
2) Дикерсон Р., Грей Г., Грей Дж. Основные законы химии: В 2-х т. / Перевод с английского и предисловие Е.Л. Розенберга.-М.: Мир, 1982.
3) Некрасов Б.В. Основы общей химии: Т. I. -М.: Химия, 1969.
4) Штрубе В. Пути развития химии: В 2-х т. / Перевод с немецкого А.Ш. Гладкой, под редакцией В.А. Крицмана. - М.: Мир, 1984.

Раздел 1. Формулирование научных понятий
1.1 Введение. Интерпретация понятий………………………………..….. 2
1.2 Термин и терминология……………………………………………. .….7
1.3 Отличие научного и ненаучного понятия……………………….….…8
1.4 Содержание понятия……………………………………………….….. 10
1.5 Понятие в истории философии………………………………….…..... 14
1.6 Понятие в формальной логике……………………………………...…15
1.7 Экспликация понятий.…………………………...…………………… 17
Раздел 2. Опровержение теории флогистона
2.1 Очищение естествознания от натурфилософских представлений……...21
2.2 Георг Эрнст Шталь ………………………..……………………….…23
2.3 Основание теории флогистона …………………………………….…26
2.4 Система Лавуазье…………………………………………………... …29
Заключение ………………………………………………… …………..…38
Список использованной литературы……………………………………..39

1. Формулирование научных понятий

1.1 Введение. Интерпретация понятий

Большое внимание в теоретической логике уделяется понятию. Понятие есть выраженная отдельным словом или словосочетанием мысль о существенных и отличительных признаках какого-либо предмета или класса однородных предметов. Переход от чувственной ступени познания к познанию на уровне абстрактного мышления характеризуют как переход от отражения мира в форме ощущений, восприятий и представлений к отражению мира в понятиях и формулируемых на их основе суждениях, умозаключениях и, в конечном счёте, научных теориях.
Рассмотрим отличия понятия как начальной формы абстрактного мышления от представления как “высшей” формы чувственного познания. Чувственное познание всегда в той или иной мере связано с наглядностью, образностью. Понятие же лишено образности, оперирование с такими понятиями, как “добро”, “порядочность”, “предприимчивость”, не связано с выражением их в виде наглядных образов. Чувственные формы познания воспроизводят объект в его индивидуальности, в понятии же фиксируются общие черты ряда предметов. И, наконец, в преставлении находят своё отражение черты живости, подробности, характеризующие внешнюю сторону предметов, явлений, в понятии же даны внутренние черты предметов, их сущность. Одним словом, понятие является формой мышления, отражающей предметы в их общих существенных признаках. Поня?тие - отображенное в мышлении единство существенных свойств, связей и отношений предметов или явлений; мысль или система мыслей, выделяющая и обобщающая предметы некоторого класса по определённым общим и в совокупности специфическим для них признакам. Понятия суть «сокращения, в которых мы охватываем, сообразно их общим свойствам, множество различных чувственно воспринимаемых вещей» (Ф. Энгельс 1), а также нечувственных объектов, таких как другие понятия. Понятие не только выделяет общее, но и расчленяет предметы, их свойства и отношения, классифицируя последние в соответствии с их различиями. Так, понятие «человек» отражает и существенно общее (то, что свойственно всем людям), и отличие любого человека от всего прочего.
В быту, да и в науке, значение слова «понятие» может отличаться от его значения в философии или формальной логике.
Понятие считается составным, если оно опирается на другие понятия, и элементарным в противном случае (например: «Элементарные понятия статистики»)
Понятия можно разделить на абстрактные и конкретные, и, в каждом из них, на эмпирические и теоретические.
Понятие называется эмпирическим, если оно выработано на основе непосредственного сравнения общих свойств некоторого класса наличиствующих (доступных для изучения) объектов или явлений, и теоретическим, если оно выработано на основе опосредованного анализа некоторого класса явлений (или объектов) при помощи ранее выработанных понятий, концепций и формализмов.
Понятие называется конкретным, если оно относится к определённому объекту окружающего мира, и абстрактным, если оно относится к свойствам широкого класса объектов.
Название любого материального предмета одновременно является конкретным эмпирическим понятием. К конкретным теоретическим понятиям следует отнести, в частности, государственные законы.
Абстрактные эмпирические понятия отражают принятый стиль мышления или суждений, например: «В контексте логотерапии понятие духовного не имеет религиозной окраски и относится к собственно человеческому измерению существования».
К абстрактным эмпирическим понятиям можно отнести, в частности, неписаный и порой довольно расплывчатый кодекс поведения какой–либо социальной группы (зачастую приблатнённой или даже уголовной), который в общих чертах определяет, какие действия считаются «правильными» или «неправильными»). Чтобы увидеть разницу между теоретическими и эмпирическими понятиями, сравните 2 фразы:
«Приговоры... выносились в соответствии с действовавшими в те времена законами»
«Приговоры... выносились в соответствии с действовавшими в те времена понятиями»
(пример взят из - по замыслу автора в последнем случае речь может идти, по существу, о беззакониях).
Абстрактные теоретические понятия приняты в физике, например: „Перейдем к изложению основных понятий классической механики. Для простоты, мы будем рассматривать только материальную точку, т. е. тело, размером которого можно пренебречь...“
В более специфических случаях понятие считается конкретным (хотя может оставаться вполне теоретическим), например: „Электрон - стабильная элементарная частица с зарядом?1.6021892(46)?10 ?19 Кл, массой 9.109554(906)?10 ?31 кг и спином 1/2.
Различают понятия в широком смысле и научные понятия. Первые формально выделяют общие (сходные) признаки предметов и явлений и закрепляют их в словах. Научные понятия отражают существенные и необходимые признаки, а слова и знаки (формулы), их выражающие, являются научными терминами. В понятии выделяют его содержание и объём. Совокупность предметов, обобщённых в понятии, называется объёмом понятия, а совокупность существенных признаков, по которым обобщаются и выделяются предметы в понятии, - его содержанием. Так, например, содержанием понятия «параллелограмм» является геометрическая фигура, плоская, замкнутая, ограниченная четырьмя прямыми, имеющая взаимно параллельные стороны, а объёмом - множество всех возможных параллелограммов. Развитие понятия предполагает изменение его объёма и содержания.
Переход от чувственной ступени познания к логическому мышлению характеризуется прежде всего как переход от восприятий, представлений к отражению в форме понятий. По своему происхождению понятие является результатом длительного процесса развития познания, концентрированным выражением исторически достигнутого знания. Образование понятия - сложный диалектический процесс, который осуществляется с помощью таких методов, как сравнение, анализ, синтез, абстрагирование, идеализация, обобщение, эксперимент и др. Понятие - это необразное, выраженное в слове отражение действительности. Оно обретает своё реальное мыслительно-речевое бытие лишь в развёртывании определений, в суждениях, в составе определённой теории.
В понятии выделяется и фиксируется прежде всего общее, которое достигается за счёт отвлечения от всех особенностей отдельных предметов данного класса. Но оно не исключает единичное и особенное. На основе общего только и возможно выделение и познание особенного и единичного. Научное понятие является единством общего, особенного и единичного, то есть конкретно-всеобщим. При этом общее в понятии относится не просто к числу экземпляров данного класса, обладающих общими свойствами, не только к множеству однородных предметов и явлений, а к самой природе содержания понятия, выражающего нечто существенное в предмете.
Интерпретация основных понятий – это истолкование, разъяснение значения основных понятий. Существуют теоретическая и эмпирическая интерпретация понятий.
Теоретическое истолкование представляет собой логический анализ существенных свойств и отношений интерпретируемых понятий путем раскрытия их связей с другими понятиями.
Эмпирическая интерпретация – это определение эмпирических значений основных теоретических понятий, перевод их на язык наблюдаемых фактов. Эмпирически интерпретировать понятие – это значит найти такой показатель (индикатор, референт), который отражал бы определенный важный признак содержания понятия и который можно было бы измерить.
Все переменные - вчерашние категории, понятия и термины - связаны между собой и только в таком виде способны образовать научную теорию. Характер связи передается термином "зависимость". Это означает, что две или несколько переменных каким-то (а каким именно, предстоит узнать в исследовании) образом зависят друг от друга, например, уровень и масштабы воровства могут зависеть от классовой позиции таким образом: чем ниже класс, тем выше уровень воровства или наоборот (если учесть, что богатые воруют по-крупному). Выражение "чем ниже, тем выше" как раз описывает характер зависимости, конкретные (вплоть до процентов и коэффициентов) параметры которой обнаруживаются только в эмпирическом исследовании.
Общие теоретические определения и эмпирические определения имеют свой сугубо очерченный круг применения, за пределами которого они теряют свою истинность, перестают соответствовать действительности. Перевод общих понятий в "операциональные" понятия или понятия с меньшей степенью общности таит в себе опасность сведения сущности высшего порядка к поверхностным связям, к менее глубокой сущности.
В методологическом отношении это приводит к тому, что, во-первых, частные методы эмпирического исследования приобретают самодовлеющее значение: во-вторых, результаты исследования получают форму абстрактных, малосодержательных определений, отражающих лишь поверхностные, отдельные связи реальных явлений; в-третьих, собственно социологический аспект исследования подменяется анализом на уровне частных наук.
Если придерживаться процедуры эмпирической интерпретации общих понятий, то в этом случае смысл социального исследования состоял бы (как часто бывает) в верификации и испытании предварительно выдвинутых на основе общих понятий гипотез.
Когда при сопоставлении общих понятий с эмпирическими фактами обнаруживается их соответствие, то исследователю или больше нечего делать, или остается лишь подтвердить правильность обобщений, содержащихся в ранее выработанных общих понятиях.
Эмпирический уровень знания и эмпирические методы его получения не выводят исследователя за пределы ограниченных обобщений, которые в лучшем случае оказываются простейшими абстракциями, отражающими какие-либо отдельные стороны действительности.
Реальные предметы, здания, вещи, люди в экспериментальном исследовании замещаются эмпирическими референтами - реальными признаками, фиксирующими наличие или отсутствие изучаемого свойства у объекта и выступающими в виде значения переменной.
Описание экспериментальной ситуации, разработка и описание инструмента исследования, операциональное определение переменных и указание эмпирических признаков (референтов), составление выборочной совокупности и многое другое - входит в содержание эмпирической схемы объекта исследования.
Эмпирическая схема представляет собой модель реального взаимодействия, типичную схему практических преобразований совокупностей реальных объектов. Каждый элемент эмпирической схемы сопоставляется не с одним объектом, а с классом объектов. Это значит, что схема соответствует не отдельной конкретной ситуации, существующей в данное время и в данном месте, а типу таких ситуаций.
В эмпирическом исследовании, охватывающем множество разнородных объектов в разных концах страны и выявляющем в них типичное, повторяющееся, закономерное, функцию эмпирической схемы выполняют: структура выборочной совокупности (распределение респондентов по возрасту, полу, национальности, профессиям или каким-либо иным признакам), основа выборки (список единиц отбора), объем выборки (количество единиц отбора), структура генеральной совокупности (например, структура обрабатывающей промышленности по типам, видам, отраслям, численности работающих, их профессионально- квалификационная структура и т. д.).
Эмпирическая схема объекта исследования нацелена на изучение реальных фактов. Факты - это события, которые можно непосредственно (эмпирически) наблюдать. Такие факты называют эмпирическими. Эмпирический факт в науке выражается единичным суждением о конкретном событии. Однако не все, что можно наблюдать, есть факт. Отдельные предметы или действия не есть факты. Факт имеет место только тогда, когда указаны конкретные объекты (или субъекты), конкретный способ их взаимодействия (или взаимоотношения), конкретное место и конкретное время.
Без фактов нет науки, ибо ученые наблюдают множество фактов, обнаруживают их повторяемость и выводят закономерности. Единичные факты ученых не интересуют, ведь их нельзя подвергнуть статистической обработке.
1.2 Термин и терминология
Слово «термин» (terminus) – латинское и когда-то имело значение «предел, граница». Термином считается слово или словосочетание, служащее для однозначного и точного обозначения (называния) специального, научного понятия в определенной системе специальных понятий (в науке, технике, производстве). Как и любое нарицательное слово, термин имеет содержание, или значение (семантику, от греч. semantikos – «обозначающий»), и форму, или звуковой комплекс (произношение). В отличие от всей остальной нарицательной лексики, которая обозначает обыденные, житейские, так называемые наивные представления, термины обозначают специальные научные понятия.
Философский энциклопедический словарь определяет понятие так: «Мысль, отражающая в обобщенной форме предметы и явления действительности и связи между ними посредством фиксации общих и специфических признаков, в качестве которых выступают свойства предметов и явлений и отношения между ними». Понятие имеет содержание и объем. Содержание понятия – это совокупность отраженных в нем признаков предмета. Объем понятия – это множество (класс) предметов, каждому из которых принадлежат признаки, составляющие содержание понятия.
В отличие от обыденных житейских понятий специальное научное понятие – это всегда факт научной концепции, результат теоретического обобщения. Термин, являясь знаком научного понятия, играет роль интеллектуального инструмента. С его помощью формулируются научные теории, концепции, положения, принципы, законы. Термин часто является вестником нового научного открытия, феномена. Поэтому в отличие от нетерминов значение термина раскрывается в дефиниции, определении, которое обязательно приписывается ему. Дефиниция (лат. definitio) – это формулирование в сжатой форме сущности терминируемого, т. е. обозначаемого термином, понятия: указывается лишь основное содержание понятия. Например: онтогенез (греч. on, ontos – «сущее», «существо» + genesis – «порождение», «развитие») – совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований организма от его зарождения до конца жизни; аэрофилы (лат. аёr – «воздух» + philos – «любящий») – микроорганизмы, получающие энергию только от реакции окисления кислорода в окружающей среде.
Как видим, дефиниция не просто поясняет значение термина, а устанавливает это значение. Требование определить, что означает тот или иной термин, равносильно требованию дать дефиницию научного понятия. В энциклопедиях, специальных толковых словарях, в учебниках впервые вводимое понятие (термин) раскрывается в дефинициях. Знание дефиниций тех понятий (терминов), которые входят в учебные программы по дисциплинам, является обязательным требованием для студента.
Специальное понятие (термин) не существует само по себе, изолированно от других понятий (терминов). Оно всегда – элемент определенной системы понятий (системы терминов).
Терминология – это совокупность терминов в рамках определенного профессионального языка, но не простая совокупность, а именно система – терминосистема. Каждый термин в ней занимает свое строго определенное место, а все термины вместе так или иначе, прямо или опосредованно взаимосвязаны или взаимообусловлены. Вот некоторые примеры дефиниций, подтверждающие такое утверждение. «Серотонин – биологически активное вещество из группы биогенных аминов; содержится во всех тканях, преимущественно пищеварительного тракта и центральной нервной системы, а также в тромбоцитах; играет роль медиатора в некоторых синапсах и в развитии некоторых аллергических реакций». «Нерасхождение хромосом – нарушение процесса мейоза, или митоза, заключающееся в отхождении гомологических хромосом или хроматид во время анафазы к одному и тому же полюсу, может служить причиной хромосомной аберрации».
Понимать значение термина – значит знать место соотносимого с ним понятия в системе понятий данной науки.

1.3 Отличие научного и ненаучного понятия

Все научные понятия отражают (формулируют) какую-то статичную или изменяющуюся объективную, общепринятую, познанную реальность. Как правило, определённую в единых системах координат (эталонов) времени и пространстве, в величине и размерности (природе). Например, планета Земля, Иванов А.А, величина параметра в момент времени, изменение чего-то, число людей в театре, размер предмета, химический элемент.... Или отражают отношения объектов, их взаимодействие (столкновение шаров, обмен стоимостей, отображение чего-то на что-то..). Эти понятия имеют внутреннюю определённую структуру, сравнительную характеристику, а значит конкретику. Как правило, являются общепринятыми и в какой-то степени эталонными, ибо с ними можно что-то объективно сранивать. Именно из этих понятий должна строиться любая, несущая объективную информацию мысль, научная теория, спор или дискуссия, норма юридического права, другие понятия.
Ненаучные понятия отражают не очевидную, не общепринятую, безотносительную, до конца не определённую однозначно (не познанную) и неэталонную, не определённую в пространстве и времени, субъективную реальность (душа, совесть, полезность, бесконечность, справедливость, красота, честность, порядочность, народ, хорошо, плохо, тепло, холодно, нормально, добро, зло...). С этими понятиями нельзя ничего сравнивать, они многозначны и неконкретны. Из таких понятий построены стихи, гороскопы, катрены Нострадамуса 2 , психологические тесты, речи политиков, гипнотическое воздействие, аутогенные тренировки и пр. Это существенная часть языка гуманитариев, поэтов, политиков. Они доказали свою жизнеспособность по эмоцианальному или психологическому воздействию на субъекта. Но предел их научной применимости ограничен низкой степенью конкретики, отсутствием эталона этого понятия и сравнительной с ним характеристики (величины), отсутствие однозначной структуры, пространственно-временной и причинно-следственной определённости. На таких понятиях "не построить ни дома, ни сарая". Они недопустимы в употреблении, когда речь идёт о вопросах, затрагивающих жизненные интересы людей и их объединений. Они должны отсутствовать в любом способе познания (науке), в серьёзной дискуссии, в теории права (способе познания справедливости), в речи "народных избранников" и в любой речи, которая доносит мысли претендующие на общепринятую актуальную реальность, на определённость.
Никто не спорит о важности точного формулирования понятий для науки. Любое понятие отражает реальность. Либо субъективную либо объективную. Следовательно, все причинно-следственные связи, отражающие эту реальность должны присутствовать в структуре и эволюции (изменчивости) самих понятий. В методологической причинно-следственной взаимосвязи научных понятий, должна быть заложена методология познания и методология изменчивости объектов, которые отождествляются их понятиями. В методологии познания должна быть заложена методология взаимодействия объекта, нуждающегося в понятийном определении и человека, формулирующего этот объект в форме понятия. Если в формулировке не прослеживается структура познанной реальности, следовательно методология формирования понятий и методология познания данной реальности отсутствует. Напрашивается следующий вывод: пока не определены общие, глобальные зависимости во взаимодействии, эволюции объектов и их свойств, не будут найдены и аналогичные зависимости в эволюции и методологии формирования понятий. Пока, ни первого, ни второго в современной методологии познания не найдено. И в этом направлении позитивного движения в науке не наблюдается. Понятия научные и ненаучные перемешаны, разница между ними отсутствует. Научные понятия часто определяют через ненаучные, относительные через безотносительные. Понятийный кризис, как следствие и проявление общего кризиса теории познания, налицо.
Так называемые "научные понятия" методологически часто не сформированы. Причинно-следственная структура понятий не просматривается, а общие закономерности их образования и изменчивости не являются общенаучными. Не будем голословны.
Например, существует ряд формулировок понятия «наука». «Научнее» данного понятия, пожалуй, в качестве примера, не придумать.
НАУКА - особый вид познавательной деятельности, направленной на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире. (Новейший философский словарь, в редакции Е.В. Хомича)
Наука, сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности;(БСЭ)
Наука - в социологии - социальный институт, функцией которого является производство, накопление, распространение и использование новых знаний. (Общественные науки)
Из анализа приведенных выше формулировок можно сделать следующие выводы о сформулированной природе данного понятия.
То есть, наука - это разновидность познавательной деятельности человека по производству, накоплению и систематизации объективных (достоверных, обоснованных) знаний.(авт.).

Две главные логические характеристики понятия – его содержание и объём.
Содержанием понятия называется совокупность мыслимых в нём существенных (общих и отличительных) признаков некоторого предмета. Обозначая различные понятия прописными буквами латинского алфавита A, B, C …, а признаки, составляющие их содержание, строчными буквами a, b, c …, можно символически записать содержание понятий A=a1^a2^a3^…an, B=b1^b2^b3^…bn и так далее. Очевидно, что, чем больше признаков входит в содержание понятия, тем оно богаче (шире) по содержанию. Так, например, из двух понятий: “выпуклый четырёхугольник с прямыми углами” и “ выпуклый четырёхугольник с прямыми углами и равными сторонами”, второе понятие(“квадрат”) шире по содержанию, чем первое (“прямоугольник”) на один признак(“равенство сторон”).
По содержанию различают четыре пары понятий: а) конкретные и абстрактные; б) относительные и абсолютные; в) положительные и отрицательные; г) собирательные и разделительные.
а) Конкретные и абстрактные.
В мире существуют предметы, у которых есть свойства и между которыми имеются отношения. Следовательно, в акте абстракции мы отвлекаем, отделяем свойство от предмета или отношение от предметов, которым они присущи. Рассмотрение свойств и отношений самих по себе, независимо от тех предметов, которым они принадлежат или которые они связывают, является характерной чертой абстрактного мышления. Такое понимание абстракции помогает нам понять, что же имеется в виду под абстрактными и конкретными понятиями. Абстрактными называются понятия, элементами объёма которых являются свойства или отношения. Иначе говоря, в этих понятиях выделяются и обобщаются не предметы, а их свойства или отношения (например, “справедливость”, “белизна”, “преступность”, “осторожность”, “присущность”, “отцовство” и тому подобное). Конкретными называются понятия, элементами объёма которых являются предметы (например, “стул”, “стол”, “преступление”, “тень”, “музыка” и т.д.). В абстрактных понятиях свойства и отношения не превращаются в предметы. Они рассматриваются, как объекты, что даёт нам возможность составлять из них множества и рассматривать их как элементы множеств, составляющих объёмы понятий. Иногда, исходя из конкретных понятий, образуют связанные с ними абстрактные понятия. Например, на основе понятия “человек” можно образовать понятие “человечность”, элементом объёма которого будет сложное свойство “быть человеком”. На основе такой операции знаменитый древнегреческий философ Платон конструировал такие понятия, как “стульность”, “лошадность”, которые он называет идеями и которые, по его мнению, служат прообразами вещей чувственного мира. Большинство абстрактных понятий, типа понятий “справедливость”, “истинность”, “равенство”, “братство” и тому подобное, являются единичными понятиями; поскольку бывает только одно свойство человеческих поступков “быть справедливым”, одно свойство суждений “быть истинным”, одно отношение между людьми “быть равным” или “быть братом”. Некоторые абстрактные понятия бывают всё же общими. Рассмотрим понятие “цвет”. Элементами объёма этого понятия служат такие свойства: жёлтый, синий, красный и тому подобное, то есть некоторые простые свойства предметов. Следовательно, понятие может быть абстрактным, но в то же время и общим, поскольку в объёме его содержится более одного элемента.
б) относительные и абсолютные.
Абсолютным называется понятие, в основном содержании которого встречаются только признаки-свойства. Пример: Квадрат - это равносторонний прямоугольный четырёхугольник. В содержании этого понятия входят только признаки-свойства. Поэтому квадрат - понятие абсолютное (безотносительное). Относительным называется понятие, в основном содержании которого встречается хотя бы один признак-отношение (пример: должник, кредитор, истец, брат, мать и т.п.). В работе с относительными понятиями следует учитывать их специфику, то есть наличие в их содержании отношений. Это означает, что все “места”, оставляемые отношением свободными, кроме одного, должны быть заполненными именами предметов - без этого понятие окажется незаконченным.
в) положительные и отрицательные.
Положительным называется понятие, в основном содержании которого встречаются только положительные признаки. Отрицательным называется понятие, в основном содержании которого встречается хотя бы один отрицательный признак. Пример: понятие “понятие” будет положительным, а вот понятие “автократия”, если её понимать как монархию, при которой отсутствуют подлинно представительные учреждения, окажется понятием отрицательным, поскольку признак “отсутствие подлинно представительных учреждений” является отрицательным. Деление понятий на положительные и отрицательные не имеет никакого отношения к моральным или другим оценкам понятий. Так, понятие “безнравственный поступок” является отрицательным не потому, что мы его морально отрицательно оцениваем, а потому, что в его содержание входит отрицательный признак “отсутствие нравственного характера”. Понятие “преступление” является положительным, так как в его содержание входят только положительные признаки: “преусмотренность уголовным законом”, “общественная опасность” и “быть деянием”.
г) Собирательные и разделительные.
Это, может быть, самое важное различение видов понятий, потому что с выделением этих видов непосредственно связаны правила работы с понятиями. Эти виды понятий относятся только к общим понятиями. Единичные понятия не могут быть ни разделительными, ни собирательными. Элементы объёма понятия могут быть двух видов: 1) они могут быть единичными объектами, 2) они сами могут быть множествами объектов. В связи с таким разделением выделяются два вида понятий. Собирательным называется понятие, элементы объема которого сами составляют множества однородных объектов. Пример: К числу собирательных понятий относится: “толпа”, поскольку элементами понятия “толпа” являются отдельные толпы, которые, в свою очередь, состоят из однородных предметов - людей; “библиотека” - поскольку элементы объема этого понятия состоят из однородных предметов - книг; парламент, коллектив, созвездие, флот и тому подобное. Разделительным называется понятие, элементы объёма которого не представляют собой множеств однородных объектов. Примеры: Большинство понятий являются разделительными. Человек, студент, стул, справедливость, логика, преступление и тому подобное. Нетрудно заметить, что с собирательными и разделительными понятиями следует обращаться одинаково. Нужно только всегда отдавать себе отчёт, что на самом деле является элементом объёма собирательных понятий. В понятии “библиотека” элементом объёма понятия служат не книги, а библиотеки. Если говорят, что библиотеку затопило, это не означает, что каждая книга погибла в воде. Элементом объёма понятия “общественный класс” являются не отдельные люди - буржуа, крестьяне или рабочие, а большие группы людей. И поэтому если вам говорят, что нечто в интересах такого-то класса, то это не означает, что это в интересах каждого рабочего, буржуа, крестьянина. Нужно также отдавать себе отчёт, что считать частью объёма таких понятий. Например, частью объёма понятия “университет” - это то или иное множество университетов, а не те или иные факультеты данного университета. Здесь следует помнить о проведённом ранее различении отношения рода и вида и отношения части и целого. Многие понятия могут употребляться как в разделительном, так и в собирательном смысле. “Граждане нашего государства поддерживают идею частной собственности” не означает, что каждый гражданин государства поддерживает эту идею. По мнению автора такого высказывания, граждане нашего государства в целом поддерживают эту идею. Здесь понятие “граждане нашего государства” используется в собирательном смысле. “Граждане нашего государства обязаны соблюдать закон” - в этом высказывании речь идёт о каждом гражданине, то есть понятие “граждане” употребляется здесь в разделительном смысле.

1.5 Понятие в истории философии

В подходе к понятию в истории философии выявились две противоположные линии - материалистическая, считающая, что понятия объективны по своему содержанию, и идеалистическая, согласно которой понятие есть спонтанно возникающая мысленная сущность, абсолютно независимая от объективной реальности. Например, для объективного идеалиста Г. Гегеля понятия первичны, а предметы, природа суть лишь бледные копии их. Феноменализм рассматривает понятие как последнюю реальность, не относящуюся к объективной действительности. Некоторые идеалисты рассматривают понятия как фикции, созидаемые «свободной игрой сил духа» 3 . Неопозитивисты, сводя понятия к вспомогательным логико-языковым средствам, отрицают объективность их содержания.
Будучи отражением объективной реальности, понятия столь же пластичны, как и сама действительность, обобщением которой они являются. Они «… должны быть также обтёсаны, обломаны, гибки, подвижны, релятивны, взаимосвязаны, едины в противоположностях, дабы обнять мир». Научные понятия не есть нечто законченное и завершённое; напротив, оно заключает в себе возможность дальнейшего развития. Основное содержание понятия изменяется лишь на определённых этапах развития науки. Такие изменения понятия являются качественными и связаны с переходом от одного уровня знания к другому, к знанию более глубокой сущности мыслимых в понятии предметов и явлений. Движение действительности можно отразить только в диалектически развивающихся понятиях.
Под понятием Кант разумел любое общее представле ние, поскольку последнее фиксировано термином. Отсюда и его определение: «Понятие… есть общее представление или представление того, что обще многим объектам, следовательно – представление, имеющее возможность содержаться в различных объектах»
Понятие для Гегеля – «прежде всего синоним действительного понимания существа дела, а не просто выражение любого общего, любой одинаковости объектов созерцания. В понятии раскрывается подлинная природа вещи, а не её сходство с другими вещами, и в нём должна поэтому находить свое выражение не только абстрактная общность (это лишь один момент понятия, роднящий его с представлением), а и особенность его объекта. Вот почему формой понятия оказывается диалектическое единство всеобщности и особенности, которое и раскрывается через разнообразные формы суждения и заключения, а в суждении выступает наружу. Неудивительно, что любое суждение ломает форму абстрактного тождества, представляет собою её самоочевиднейшее отрицание. Его форма – А есть В (т.е. не-A)».
Всеобщее понятие выражает не простую абстрактную общность, одинаковость единичных представителей данного класса, но «действительный закон возникновения, развития и исчезновения единичных вещей» .

1.6 Понятие в формальной логике

Понятие в формальной логике - элементарная единица мыслительной деятельности, обладающая известной целостностью и устойчивостью и взятая в отвлечении от словесного выражения этой деятельности. Понятие - это то, что выражается (или обозначается) любой значащей (самостоятельной) частью речи (кроме местоимений), а если перейти от масштабов языка в целом к «микроуровню», то - членом предложения. Для трактовки проблемы понятия (в её формальнологическом аспекте) можно воспользоваться готовым арсеналом трёх областей современного знания: 1) общей алгебры, 2) логической семантики, 3) математической логики.

1.7 Экспликация понятий

Одно из требований логики и методологии науки - определе нность и однозначность терминологии. А если обратится к сочинениям на социальные темы, то первое, что вы заметите, это игнорирование этого требования. Все основные понятия здесь являются многосмысленными, расплывчатыми, неустойчивыми или вообще утратили всякий смысл, превратившись в идеологически-пропагандистские фетиши. Просмотрите хотя бы небольшую часть только профессиональных (т.е. совсем не худших) сочинений на социальные темы, и вы найдете десятки различных значений слов «общество», «государство», «демократия», «капитализм», «коммунизм», «идеология», «культура» и т.д. Люди вроде бы употребляют одни и те же слова и говорят об одном и том же, но на самом деле они говорят на разных языках, лишь частично совпадающих, причем манипулируют словообразными феноменами, как правило лишенными вразумительного смысла.
Такое состояние терминологии не есть лишь результат того, что люди не договорились относительно словоупотребления. Дело тут гораздо серьезнее. Имеется множество причин, делающих такое состояние неизбежным. Назову некоторые из них. Различаются явления, которые ранее не различались. Обращается внимание на различные аспекты одних и тех же явлений. Происходят изменения объектов внимания. Многие люди размышляют о социальных явлениях и высказываются о них, а у всех у них различный уровень понимания и различные интересы. Люди употребляют одни и те же слова в различных контекстах и с различной целью. Многие умышленно замутняют смысл терминов. К тому же логическая обработка терминологии требует особых профессиональных приемов и навыков, которыми почти никто не владеет. Просмотрите из любопытства справочники, в которых даются определения социальной терминологии. Приглядитесь к ним внимательнее. И даже без специального образования вы можете заметить их логическое убожество. А ведь эти определения создаются знатоками! Так что же на этот счет творится в головах у прочих?
Бороться против этой многозначности и неопределенности слов путем апелляции к требованиям логики и призывов к однозначности и определенности слов - дело абсолютно безнадежное. Никакой международный орган, наделенный чрезвычайными языковыми полномочиями, не способен навести тут порядок, отвечающий правилам логики. Сколько в мире печаталось и печатается всякого рода словарей и справочно-учебной литературы, которые стремятся к определенности и однозначности терминологии, а положение в мировой языковой практике нисколько не меняется в этом отношении к лучшему. Скорее наоборот, ибо объем говоримых и печатаемых текстов на социальные темы возрос сравнительно с прошлым веком в тысячи раз и продолжает возрастать, а степень логической их культуры сократилась почти что до нуля.
Возможно ли преодолеть трудности, связанные с неопределенностью и многосмысленностью языковых выражений, которые стали обычным состоянием сферы социального мышления и говорения? В науке для этой цели была изобретена особая логическая операция - экспликация языковых выражений. Суть этой операции заключается в том, что вместо языковых выражений, характеризующихся упомянутыми неопределенностью и многосмысленностью, исследователь для своих строго определенных целей вводит своего рода заместителей или дубликаты этих выражений. Он определяет эти дубликаты достаточно строго и однозначно, явным образом выражает их логическую структуру. И в рамках своего исследования он оперирует такого рода дубликатами или заместителями выражений, циркулирующих в языке, можно сказать - оперирует экспликатами привычных слов. Обычно в таких случаях говорят об уточнении смысла терминологии. Но тут мало отмечать аспект уточнения, ибо экспликация к уточнению не сводится. К тому же уточнение есть некоторое усовершенствование наличных языковых средств, тогда как в случае экспликации имеет место нечто более серьезное: фиксируется полная непригодность данных выражений и вводятся дубликаты, заместители для них.
Задача экспликации состоит не в том, чтобы перечислить, в каких различных смыслах (значениях) употребляется то или иное языковое выражение, и не в том, чтобы выбрать одно какое-то из этих употреблений как наилучшее (т.е. подобрать объект для слова), а в том, чтобы выделить достаточно определенно интересующие исследователя объекты из некоторого более обширного множества объектов и закрепить это выделение путем введения подходящего термина. Особенность ситуации тут состоит в том, что вводимый термин является не абсолютно новым языковым изобретением, а словом, уже существующим и привычно функционирующим в языке именно в качестве многосмысленного и аморфного по смыслу выражения. Возникает, естественно, вопрос: а почему бы тут не ввести совершенно новый термин? Часто так и делается. Но тогда эта операция не является экспликацией. При экспликации использование старого слова имеет вполне серьезные основания. В случае введения совершенно нового термина создается впечатление, будто речь пойдет о чем- то другом, а не о таких объектах, к которым так или иначе относятся привычные слова.
Например, когда я вводил термин «коммунизм» как экспликат этого слова в широком разговорном языке, мне многие читатели советовали изобрести другое слово, поскольку каждый понимает коммунизм по-своему. Но я все же настаивал именно на этом слове, поскольку оно ориентировало внимание именно на тот объект, который меня интересовал и мое понимание которого, отличное от обывательских и идеологических представлений, я хотел изложить.
Экспликация стремится ориентировать внимание читателя на те объекты, о которых читатель уже имеет некоторые представления, но она при этом стремится придать такой поворот мозгам читателя, какой необходим (по убеждению автора) для научного понимания этих объектов. Главным в этой операции является именно поворот мозгов, который стоит за определением слов, а не сами эти определения, как таковые. Так что ошибочно рассматривать экспликаты слов просто как одно из употреблений многосмысленных слов в дополнение к уже имеющимся смыслам.
В случае экспликации понятий читателю сообщается новый способ понимания объекта, о котором у читателя уже накоплена какая-то сумма знаний, можно сказать - уже имеется интуитивное представление об объекте. Задача исследования при этом заключается в том, чтобы, осуществив экспликацию интуитивного представления об объекте и опираясь на нее, предложить читателю нечто новое, что невозможно узнать без такой логической работы ума. Так что читатель должен быть готов к тому, что в последующем изложении многое ему покажется известным и даже банальным, и от- нестись к этому с терпением и терпимостью. Главная трудность в сфере социальных исследований состоит не в том, чтобы делать какие-то сенсационные открытия неведомых фактов, наподобие микрочастиц, хромосом, генов и т.п. в естественных науках, а в том, чтобы увидеть значимость общеизвестных и привычных явлений, осмыслить их и обнаружить именно в них закономерности грандиозных исторических процессов и огромных человеческих объединений.
В текстах на социальные темы, включая относящиеся к сфере науки, специальные термины употребляются, как правило, в логически плохо обработанном или совсем необработанном виде. Чтобы эти тексты приобрели какую-то осмысленность, они нуждаются в дополнительных истолкованиях (в интерпретациях) и примысливаниях (вчастности - в том, что называют чтением между строк). Задача экспликации состоит в том, чтобы исключить такого рода интерпретации и примысливания, которые различны у различных людей, неустойчивы, многосмысленны, изменчивы. Одно из требований научного подхода к изучаемым объектам - сделать тексты осмысленными сами по себе, вычитывать в них то, и только то, что в них содержится без всяких интерпретаций и примысливаний.
На практике добиться этого почти невозможно или возможно лишь в ничтожной мере. Для этого требуется хорошо разработанная логическая теория, которой нет, требуется специальное образование, которое никто не получает, и требуются гигантские усилия. Достаточно сказать, что если бы даже было возможно осуществить полностью логическую экспликацию текстов, то получились бы тексты, в десятки и даже сотни раз превосходящие по объему эксплицируемые тексты. Оперирование ими было бы невозможно. А если учесть интеллектуальное убожество подавляющего большинства таких текстов, то вообще, как говорится, игра не стоит свеч. И ко всему прочему люди, производящие такие тексты, не заинтересованы в логической ясности и определенности, - они имеют цели, мало общего имеющие со стремлением к научной истине.

2. Опровержение теории флогистона
2.1 Очищение естествознания от натурфилософских представлений

Представления древнегреческих натурфилософов оставались основными идейными истоками естествознания вплоть до XVIII в. До начала эпохи Возрождения в науке господствовали представления Аристотеля. В дальнейшем стало расти влияние атомистических взглядов,
впервые высказанных Левкиппом 4 и Демокритом. Алхимические работы опирались преимущественно на натурфилософские взгляды Платона и Аристотеля. Большинство экспериментаторов того периода были откровенными шарлатанами, которые пытались с помощью примитивных химических реакций получить или золото, или философский камень - вещество дающее бессмертие. Однако были и настоящие ученые, которые пытались систематизировать знания. Среди них Авиценна, Парацельс, Роджер Бэкон др. Некоторые химики считают, что алхимия - это зря потерянное время. Однако это не так: в процессе поиска золота было открыто множество химических соединений и изучены их свойства. Благодаря этим знаниям в конце XVII века была создана первая серьезная химическая теория - теория флогистона.
В сочинениях химиков второй половины XVII в. большое внимание отводилось толкованиям явлений горения и кальцинации (превращение в «известь») металлов. Такое внимание вполне понятно и связано с потребностями расширявшегося производства, в первую очередь с топливной проблемой. Развитие металлургической и металлообрабатывающей промышленности, стекольного производства и других отраслей техники привело в ряде стран Западной Европы к катастрофическому истреблению лесов. Недостаток древесного топлива и особенно древесного угля - единственного в то время средства для восстановления металлов из руд, широко применявшегося в производстве, поставил перед учеными и практиками задачу найти пути более экономичного и рационального использования топлива. Одновременно начались поиски заменителей древесного угля в металлургических процессах. Еще в 1619 г. Дад Дадлей (1599-1684) предложил применять в доменном процессе вместо древесного угля каменный. Поэтому технологи-металлурги и химики, разрабатывавшие пути осуществления этого предложения, довольно широко изучали процессы горения и свойства топлива.
С другой стороны, быстро развивающаяся металлургическая промышленность испытывала нужду в рационализации технологии производства в других отношениях. В частности, обсуждался вопрос о больших потерях металла, превращавшегося в окалину при плавке и термической обработке. Поэтому широко изучался процесс кальцинации металлов и восстановления их из окислов. Кроме того, металлурги XVII в. столкнулись с проблемой добычи металлов из бедных руд. Требовалось научное обоснование переработки таких руд с минимальными потерями металлов.
Развитие представлений о горении и кальцинации металлов происходило в тесной связи с учениями о составных частях сложных тел. На общем фоне господства многих традиционных пережитков средневековья, схоластических догматов и алхимических верований эти учения нередко принимали уродливые формы. Единой точки зрения по вопросу об основных первоначалах тел не существовало. Одни химики придерживались учения о трех первоначалах спагириков, а другие признавали лишь старинное аристотелевское учение о четырех элементах-качествах; большинство же химиков XVII в. пыталось примирить оба учения, придумывая при этом различные гипотетические принципы вещей; четвертые, наконец, такие, как Бойль, высказывали сомнение в справедливости учений перипатетиков и спагириков, формулировали новые идеи, но были непоследовательными в их приложении к объяснениям химических явлений.
Правильное по существу определение понятия «элемент», данное Бойлем, ни у него самого, ни у его современников не нашло логического развития. Оставалось неясным, какие же вещества следует считать истинными элементами тел. Вот почему химики не могли, да и не хотели расстаться со старыми представлениями об элементах и занимались поисками путей подтверждения этих учений, имея в своем распоряжении лишь единственное средство для разложения тел: «универсальный анализатор» - огонь.
Убеждение в том, что при горении и прокаливании тела разлагаются на более простые составные части по сравнению с самим прокаливаемым телом, едва ли можно ставить в вину химикам того времени. Они повседневно наблюдали такое разложение, получая в остатке землю (золу) и, в виде летучих продуктов, воду и некоторые воздухообразные вещества, еще неясной в то время природы. Естественно, что и кальцинацию металлов они рассматривали как частный случай горения с образованием в остатке той же земли («извести»). Подтверждение того, что при прокаливании металл разлагается на составные части, они видели и в образовании дыма, например в случае кальцинации сурьмы посредством зажигательного стекла и нечистых металлов. Никого из них не смущало то, что в результате кальцинации металлы значительно увеличиваются в весе. Этот факт рассматривался как второстепенное, побочное явление, не имеющее большого значения при трактовке процессов кальцинации как разложения металла. Любое объяснение этого факта казалось приемлемым, лишь бы оно не противоречило основной концепции. Бойль дал одно из таких объяснений, допустив, что при кальцинации металлов к ним присоединяется огненная материя. И его точка зрения без критики была принята большинством химиков.
В такой обстановке протекала деятельность основателя теории флогистона Г. Э. Шталя. Разработанная им система взглядов, основанная на сложившихся к концу XVII в. представлениях о составных частях тел и явлениях горения, а также явлениях кальцинации металлов, получила вскоре полное и безраздельное признание химиков и на многие десятилетия утвердилась в качестве теоретической основы химии.

2.2 Георг Эрнст Шталь

Георг Эрнст Шталь (1659-1734) в молодости изучал медицину в Иенском университете, по окончании которого, получив ученую степень в 1683 г., вел здесь же преподавательскую работу в качестве приват-доцента. В 1687 г. он был приглашен на должность лейб-медика к герцогу Саксен-Веймарскому, а в 1693 г. переехал в Галле во вновь основанный университет в качестве второго ординарного профессора медицины и химии (первым профессором был Ф. Гоффман, о котором будет сказано ниже). В течение 22-летней профессорской деятельности в Галле Шталь подготовил много учеников, некоторые из которых впоследствии стали видными учеными. Все они был
и т.д.................

Введение.

2.Подпериод флогистона.

В семнадцатом столетии началось бурное развитие механики, которое оказалось плодотворным и для химии. У химиков возродился интерес к процессу горения. Почему одни предметы горят, а другие не горят? Что представляет собой процесс горения?

В 1669 году немецкий химик Иоганн Бехер (1635–1682), попытался дать рациональное объяснение явлению горючести. Бехер считает, что в природе существуют три различные земли: первая – плавкая или стекловидная, вторая – жирная или горючая и третья – жидкая. Жирная земля, по Бехеру, являющаяся носителем горючести, напоминает серу прежних химиков. Представления Бехеры были развиты основоположником теории флогистона - немецким врачом и химиком Георгом Шталем (1659–1734). Шталь вместо понятия «жирная земля» ввел понятие «флогистона» (1723) – от греческого «флогистос» - горючий, воспламеняющийся.

Теория флогистона основана на убеждении, что все горючие вещества богаты особым горючим веществом – флогистоном и чем больше флогистона содержит данное тело, тем более оно способно к горению. То, что остается после завершения процесса горения, флогистона не содержит и потому гореть не может. Шталь утверждает, что ржавление металлов подобно горению дерева. Металлы, по его мнению, тоже содержат флогистон, но, теряя его, превращаются в известь, ржавчину или окалину. Однако, если к этим остаткам опять добавить флогистон, то вновь можно получить металлы. При нагревании этих веществ с углем металл «возрождается».

Так впервые была сформулирована теория, описывающая
процессы горения. Ее особенности и новизна состояли в том, что одновременно рассматривались во взаимосвязи процессы окисления и восстановления. Теория флогистона имела целый ряд несомненных достоинств:

Она просто и адекватно описывает экспериментальные факты, касающиеся процессов горения;

Теория внутренне непротиворечива, т.е. ни одно из следствий не находится в противоречии с основными положениями;

Теория флогистона целиком основана на экспериментальных фактах;

Теория флогистона обладала предсказательной способностью.

Флогистонная теория – первая истинно научная теория химии – послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которого было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах. Эта теория способствовала дальнейшей активизации исследований, целью которых было подтверждение правильности флогистонной теории. Одними из первых преступили к работе Джозеф Блэк (1728-1799), Даниил Резерфорд (1749-1819), Генри Кавендиш (1731-1810), Джозеф Пристли (1733-1804) и Карл Вильгельм Шееле (1742-1786), которые явились создателями целой системы количественных методов в химии, и работами которых, как это ни парадоксально, была опровергнута теория флогистона.

Работы Блэка в области химии не столь многочисленны, но они послужили началом исследований для целой плеяды химиков.
Свою диссертацию Блэк посвятил выяснению природы «едких» и «мягких» щелочей, а также свойствам «воздуха», который выделялся при действии кислот на «мягкие» щелочи. В духе бытовавших представлений Блэк полагал, что «едкость» щелочей связана с присутствием в них разных количеств «огненной материи». Ученый, однако, убедился в ином: прокаливание известняка сопровождается выделением значительного количества «воздуха». Поскольку он легко поглощался («фиксировался») едкими щелочами, Блэк назвал его «фиксируемым». Это означало не что иное, как открытие углекислого газа (1754). Того самого «лесного духа», выделение которого наблюдал при сжигании древесного угля в 1620 г. голландец Ян Ван Гельмонт. Оставив оксид кальция на воздухе Блэк заметил, что он превращается в карбонат, -значит в воздухе есть небольшое количество углекислого газа. Значит воздух непростое вещество, а смесь по крайней мере двух веществ.

Ученик Блэка Даниэль Резерфорд стал проводить другие опыты. Он держал мышь в ограниченном объеме, пока она не погибла, потом свечу, пока не погасла. Потом пропустил воздух через раствор, способный абсорбировать углекислый газ. В оставшемся воздухе мышь погибала. И Резерфорд и Блэк объяснили это с позиции теории флогистона. Пока мыши дышали и свеча горела выделялся флогистон и поступал в воздух. Когда из воздуха убрали углекислый газ, он содержал так много флогистона, что был как бы пропитан им. Этот воздух больше не мог принять флогистона, поэтому свеча не горела. Д.Резерфорд назвал его «постоянным или удушливым воздухом», а позже Антуан Лоран Лавуазье азотом («а» - по-гречески отрицание, «зое»- жизнь) .

Первая опубликованная в 1766 г. работа Кавендиша посвящена «горючему воздуху» (водороду). Прежде всего он увеличивает количество способов получения «горючего воздуха». Кавендиш определил, какой объем «горючего воздуха» выделяется при растворении в кислоте одного и того же количества разных металлов, при какой пропорции смешения «горючего воздуха» с обыкновенным получается взрыв наибольшей силы и, наконец, каков удельный вес «горючего воздуха». Тем не менее самые трудные вопросы, связанные с «горючим воздухом», оставались невыясненными. Откуда берется «горючий воздух» – из металла или кислоты? Куда он девается или, лучше сказать, во что превращается при горении и взрыве? Понять, что "горючий воздух" - это самостоятельный химический элемент, Кавендиш так и не смог.

4.Кислородная теория горения.

Нефлогистонные представления о горении и дыхании зародились даже несколько ранее флогистонной теории. Жан Рей (1583-1645) в 1630 г. высказывал предположение, что увеличение массы металла при обжиге обусловлено присоединением воздуха. Дальнейшее развитие эти взгляды получают в книге "О селитре и воздушном спирте селитры", которую написал в 1669 г. английский химик Джон Мейоу (1645-1679). Мейоу пытается доказать, что в воздухе содержится особый газ (spiritus nitroaëreus ), поддерживающий горение и необходимый для дыхания.

Открытие кислорода было сделано независимо друг от друга почти одновременно несколькими учёными.

Карл Вильгельм Шееле получил кислород в 1771 г., назвав его "огненным воздухом" ; однако результаты опытов Шееле были опубликованы лишь в 1777 г. По мнению Шееле, "огненный воздух" представлял собой "кислую тонкую материю, соединённую с флогистоном".

Джозеф Пристли выделил кислород в 1774 г. нагреванием оксида ртути. Пристли считал, что полученный им газ представляет собой воздух, абсолютно лишённый флогистона, вследствие чего в этом "дефлогистированном воздухе" горение идёт лучше, чем в обычном. Большое значение для создания кислородной теории горения имели, кроме того, открытие водорода Кавендишем в 1766 г. и азота Резерфордом в 1772 г. (следует отметить, что Кавендиш принял водород за чистый флогистон).

Значение сделанного Шееле и Пристли открытия смог правильно оценить французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794). В 1777 г. Лавуазье формулирует основные положения кислородной теории горения. --Горение есть процесс соединения тел с кислородом с одновременным выделением тепла и света. Получающееся при этом продукты –не простые вещества, а сложные, состоящие из тела и кислорода. При горении вес вещества увеличивается. Дыхание тождественно горению, только идет оно медленнее и образующееся при этом тепло идет на поддержание постоянной температуры тела.

1778 Лавуазье формулирует закон сохранения массы: масса никогда не создается и не уничтожается, а лишь переходит от одного вещества к другому. В 1783 Лавуазье, повторив опыты Кавендиша по сжиганию «горючего» воздуха (водорода), сделал вывод, что «вода не есть вовсе простое тело», а является соединением водорода и кислорода.

Новая кислородная теория горения (термин кислород – oxygenium – появляется в 1777 г. в работе Лавуазье "Общее рассмотрение природы кислот и принципов их соединения") имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с флогистонной. Она более проста, чем флогистонная, не содержит в себе "противоестественных" предположений и, главное, не основывается на существовании субстанций, не выделенных экспериментально. Вследствие этого кислородная теория горения довольно быстро получает широкое признание среди естествоиспытателей (хотя полемика между Лавуазье и флогистиками длится почти два десятилетия).

5. Химическая революция.

Значение кислородной теории оказалось значительно бóльшим, чем просто объяснение явлений горения и дыхания. Отказ от теории флогистона требовал пересмотра всех основных принципов и понятий химии, изменения терминологии и номенклатуры веществ. Поэтому с кислородной теории начинается переломный этап в развитии химии, названный "химической революцией". В 1785-1787 гг. четыре выдающихся французских химика – Антуан Лоран Лавуазье, Клод Луи Бертолле (1748-1822), Луи Бернар Гитон де Морво (1737-1816) и Антуан Франсуа де Фуркруа (1755-1809) – по поручению Парижской академии наук разрабатывают новую систему химической номенклатуры. Логика новой номенклатуры предполагает построение названия вещества по названиям тех элементов, из которых вещество состоит. Основные принципы этой номенклатуры используются до настоящего времени. В 1789 г. Лавуазье издаёт свой знаменитый учебник "Элементарный курс химии", целиком основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре. Появление этого курса собственно и ознаменовало, по мнению Лавуазье, химическую революцию. В "Элементарном курсе химии" Лавуазье приводит первый в истории новой химии список химических элементов, разделённых на несколько типов. В книге имеется 3 части:

1) сведения о газах, их разложении и соединении, образование кислородных соединений; 2)описаны простые вещества (элементы) их всего 33, включая теплород и свет;3)систематизированы химические операции и химическая аппаратура.