Kalcynacja cyny i rtęci metodą Lavoisiera. „Dziesięć najpiękniejszych eksperymentów w historii nauki”

W 1764 roku Paryska Akademia Nauk ogłosiła konkurs na temat „Znalezienie najlepszego sposobu na oświetlenie ulic dużego miasta, łączącego jasność, łatwość konserwacji i oszczędność”. Za najlepszy uznano projekt pod hasłem „I On drogę swoją światełkami zaznaczy” (słowa z „Eneidy” Wergiliusza). W ramach projektu potwierdzono naukowo różne urządzenia oświetlenia ulicznego: latarnie naftowe i świece łojowe, z odbłyśnikami i bez nich itp.

9 kwietnia 1765 roku zwycięzca otrzymał złoty medal Akademii. Okazał się dwudziestodwuletnim Antoine Laurentem Lavoisierem – przyszłą dumą francuskiej i światowej nauki.

Urodził się 26 sierpnia 1743 roku w rodzinie prawnika na dworze paryskim. Jego ojciec chciał zobaczyć Antoine'a jako prawnika i wysłał go do starej arystokratycznej instytucji edukacyjnej Mazarin College, następnie kontynuował naukę na wydziale prawa uniwersytetu.

Antoine, który wyróżniał się doskonałymi zdolnościami, łatwo się uczył, ponieważ od najmłodszych lat wykształcił nawyk ciężkiej, systematycznej pracy. Na uniwersytecie oprócz nauk prawnych Lavoisier studiował także nauki przyrodnicze, którymi zaczął się coraz bardziej interesować. Słucha wykładów z chemii u słynnego chemika G. Ruela, mineralogii u J. Guettarda i botaniki u B. de Jussiera.

W 1764 roku Lavoisier ukończył studia z tytułem prawnika, a w lutym następnego roku przedstawił Paryskiej Akademii Nauk swoją pierwszą pracę z chemii „Analiza gipsu”, w której jego niezależność i oryginalność myślenia zostały ujawnione. Jeśli wcześniej skład minerałów oceniano głównie na podstawie „działania ognia”, to badał „na gipsie wpływ wody, tego niemal uniwersalnego rozpuszczalnika”; zbadał proces krystalizacji i odkrył, że gips twardnieje, pochłania wodę.

W 1768 roku został wybrany do Akademii Nauk jako adiunkt w klasie chemii. Francuscy naukowcy pokładali w nim duże nadzieje i nie mylili się.

W tym samym roku Lavoisier został głównym rolnikiem podatkowym. Jako jeden z członków Generalnego Towarzystwa Podatkowego otrzymał prawo pobierania podatków i ceł od ludności. Wykonując zadania Kompanii, wizytował fabryki tytoniowe i urzędy celne w zachodniej Francji. Dochody szły głównie na zakup drogich instrumentów do badań naukowych. Udział w Powszechnym Gospodarstwie Rolnym stał się przyczyną tragicznej śmierci wielkiego uczonego w czasie rewolucji burżuazyjnej.

Mając wiele obowiązków związanych z rolnictwem, Lavoisier studiował chemię codziennie od 6 do 9 rano i od 19 do 22, a raz w tygodniu (w soboty) przez cały dzień.

Od 1772 roku Lavoisier zaczął badać spalanie i prażenie metali, zamierzając „powtórzyć nowe środki ostrożności, aby połączyć wszystko, co wiemy o powietrzu, które wiąże lub jest uwalniane z ciał (mówimy o CO 2 - B.K.), z inną nabytą wiedzą i stworzyć teorię.” W tym samym roku rozpoczął eksperymenty ze spalaniem i kalcynacją metali. Pierwszym eksperymentem było spalenie diamentu. Lavoisier umieścił go w zamkniętym naczyniu i podgrzewał za pomocą szkła powiększającego, aż diament zniknął. Po zbadaniu powstałego gazu Lavoisier stwierdził, że było to „związane powietrze” (CO2). Następnie naukowiec spalił fosfor i siarkę w hermetycznie zamkniętych kolbach, uprzednio je ważąc. Analizując wyniki eksperymentów, doszedł do przekonania, że ​​podczas spalania zwiększa się masa fosforu i siarki, a „wzrost ten następuje na skutek ogromnej ilości powietrza, które wiąże się podczas spalania”. To prowadzi Lavoisiera do przypuszczenia, że ​​podczas kalcynacji metali absorbowane jest również powietrze. Na dowód przeprowadzi w przyszłym roku specjalne eksperymenty (znowu przeprowadzając dokładne ważenie). W zamkniętych naczyniach ogrzewano różne metale: cynę, ołów, cynk. Początkowo na ich powierzchni utworzyła się warstwa kamienia (tlenków), jednak po pewnym czasie proces ten ustał. Jednakże łuska jest cięższa od pierwotnego metalu, a waga naczynia przed i po podgrzaniu pozostała taka sama. Oznacza to, że wzrost masy metalu mógł nastąpić jedynie pod wpływem powietrza znajdującego się w naczyniu, ale wtedy musi być tam rozrzedzona przestrzeń. I rzeczywiście, kiedy naczynie zostało otwarte, wpłynęło do niego powietrze i ciężar naczynia stał się większy (pamiętajcie eksperymenty M.V. Łomonosowa).

Dlaczego całe powietrze nie łączy się z metalami? Które z jego składników reagują z substancjami? Te pytania niepokoiły Lavoisiera. Odpowiedzi na nie przyszły po spotkaniu z Priestleyem.

Powtarzając eksperymenty angielskiego naukowca, Lavoisier stwierdził, że 1/5 powietrza łączy się z rtęcią, zamieniając ją w kamień (tlenek rtęci), a pozostałe 4/5 powietrza nie wspomaga spalania i oddychania. Po podgrzaniu tlenku uwalniana jest ta sama objętość powietrza, która mieszając się z resztą daje pierwotne powietrze. Dlatego zwykłe powietrze składa się z dwóch części: „powietrza czystego” i „powietrza duszącego”.

W 1775 r. Lavoisier został „głównym menadżerem prochu” (kierownikiem przemysłu saletry i prochu). Przeprowadza się do Arsenału, gdzie zakłada doskonałe laboratorium; Pracował tam niemal do końca życia.

Przeprowadzone prace doprowadziły Lavoisiera do wniosku, że w spalaniu substancji ważną rolę odgrywa „czyste” lub „życiodajne” powietrze, a nie fantastyczny flogiston. Naukowiec podsumował cały swój bogaty materiał doświadczalny w trzech artykułach, które przedstawił Akademii.

W pierwszym zbadano oddziaływanie rtęci z „kwasem witriolowym” (kwasem siarkowym) i prażenie powstałego siarczanu rtęci. Artykuł drugi, „O spalaniu w ogóle”, był najważniejszy, ponieważ Lavoisier zaproponował w nim „nową teorię spalania”. Według tej teorii spalanie to proces łączenia ciał z tlenem przy jednoczesnym wydzieleniu ciepła i światła. Powstałe produkty nie są substancjami prostymi, ale złożonymi, składającymi się z ciała i tlenu. Podczas spalania zwiększa się masa substancji. Trzeci artykuł nosił tytuł „Doświadczenia dotyczące oddychania zwierząt i zmian zachodzących w powietrzu przechodzącym przez płuca”. Autor zauważył w nim, że oddychanie zwierząt jest identyczne ze spalaniem, tyle że zachodzi wolniej, a ciepło powstające podczas tego procesu utrzymuje stałą temperaturę w organizmie.

Prace te wysoko ocenił F. Engels, pisząc, że Lavoisier „po raz pierwszy postawił na nogach całą chemię, która w swojej flogistycznej formie stanęła na głowie”.

Teoria spalania tlenu obaliła teorię flogistonu. Nie bez powodu najwięksi chemicy tamtych czasów byli zwolennikami flogistonu, a wśród nich Scheele, Cavendish, Priestley nie chcieli go uznać. W Niemczech miłośnicy „ognistej materii” na znak protestu spalili nawet portret Lavoisiera…

Za swoje innowacyjne badania Lavoisier został w 1778 roku wybrany na akademika Paryskiej Akademii Nauk.

W 1789 r. Opublikowano „Podstawowy kurs chemii” w trzech częściach - jedno z najważniejszych dzieł naukowca. W tym samym roku rozpoczęła się we Francji rewolucja burżuazyjna. W marcu 1792 r. zlikwidowano rolnictwo podatkowe, a w roku następnym Konwencja podjęła decyzję o aresztowaniu rolników podatkowych, w tym Lavoisiera. Po procesie wszyscy rolnicy podatkowi zostali skazani na śmierć. 8 maja 1794 roku Lavoisier został zgilotynowany. Płacił, jak mówi K. A. Timiryazev, „za grzechy całych pokoleń drapieżników, którzy wysysali z narodu francuskiego sok życiowy”.

XVIII wiek, Francja, Paryż. Antoine Laurent Lavoisier, jeden z przyszłych twórców nauk chemicznych, po wielu latach eksperymentów z różnymi substancjami w zaciszu swojego laboratorium, raz po raz utwierdza się w przekonaniu, że dokonał prawdziwej rewolucji w nauce. Jego zasadniczo proste eksperymenty chemiczne dotyczące spalania substancji w hermetycznie zamkniętych objętościach całkowicie obaliły ogólnie przyjętą wówczas teorię flogistonu. Jednak mocne, ściśle ilościowe dowody na rzecz nowej teorii spalania „tlenu” nie są akceptowane w świecie naukowym. Wizualny i wygodny model flogistonu bardzo mocno zakorzenił się w naszych głowach.

Co robić? Po dwóch, trzech latach bezowocnej obrony swojej idei Lavoisier dochodzi do wniosku, że jego środowisko naukowe nie dojrzało jeszcze do wywodów czysto teoretycznych i że powinien obrać zupełnie inną drogę. W 1772 roku wielki chemik postanowił przeprowadzić w tym celu niezwykły eksperyment. Zaprasza wszystkich do wzięcia udziału w spektaklu spalenia… ciężkiego kawałka diamentu w zapieczętowanym kotle. Jak oprzeć się ciekawości? W końcu nie mówimy o niczym, ale o diamencie!

Jest całkiem zrozumiałe, że po sensacyjnym przesłaniu zagorzali przeciwnicy naukowca, którzy wcześniej nie chcieli zagłębiać się w jego eksperymenty z wszelkiego rodzaju siarką, fosforem i węglem, wlali się do laboratorium wraz ze zwykłymi ludźmi. Pokój został wypolerowany na połysk i błyszczał nie mniej niż drogocenny kamień skazany na publiczne spalenie. Trzeba przyznać, że laboratorium Lavoisiera należało wówczas do jednych z najlepszych na świecie i było w pełni zgodne z kosztownym eksperymentem, w którym ideowi przeciwnicy właściciela po prostu chcieli wziąć udział.

Diament nie zawiódł: spalił się bez widocznego śladu, zgodnie z tymi samymi prawami, które obowiązywały w przypadku innych nikczemnych substancji. Z naukowego punktu widzenia nie wydarzyło się nic znacząco nowego. Ale teoria „tlenu” i mechanizmu powstawania „związanego powietrza” (dwutlenku węgla) w końcu dotarła do świadomości nawet najbardziej zagorzałych sceptyków. Zrozumieli, że diament nie zniknął bez śladu, ale pod wpływem ognia i tlenu uległ zmianom jakościowym i zamienił się w coś innego. Przecież pod koniec eksperymentu kolba ważyła dokładnie tyle samo, co na początku. Tak więc, wraz z fałszywym zniknięciem diamentu na oczach wszystkich, słowo „flogiston” zniknęło na zawsze z leksykonu naukowego, oznaczając hipotetyczny składnik substancji, który rzekomo traci się podczas jego spalania.

Ale święte miejsce nigdy nie jest puste. Jeden odszedł, przyszedł inny. Teorię flogistonu zastąpiło nowe podstawowe prawo natury – prawo zachowania materii. Lavoisier został uznany przez historyków nauki za odkrywcę tego prawa. Diament pomógł przekonać ludzkość o swoim istnieniu. Jednocześnie ci sami historycy wokół sensacyjnego wydarzenia stworzyli takie chmury mgły, że nadal wydaje się dość trudno zrozumieć wiarygodność faktów. Priorytet ważnego odkrycia jest od wielu lat bez powodu kwestionowany przez środowiska „patriotyczne” w różnych krajach: Rosji, Włoszech, Anglii…

Jakie argumenty potwierdzają te twierdzenia? Najbardziej absurdalne. Na przykład w Rosji prawo zachowania materii przypisuje się Michaiłowi Wasiljewiczowi Łomonosowowi, który tak naprawdę go nie odkrył. Co więcej, jako dowód bazgroły chemii bezwstydnie wykorzystują fragmenty swojej osobistej korespondencji, w której naukowiec, dzieląc się z kolegami swoimi przemyśleniami na temat właściwości materii, rzekomo osobiście świadczy na rzecz tego punktu widzenia.

Włoscy historiografowie swoje twierdzenia o pierwszeństwie światowego odkrycia w naukach chemicznych tłumaczą faktem, że... Lavoisier nie był pierwszym, który wpadł na pomysł wykorzystania diamentu w eksperymentach. Okazuje się, że już w 1649 roku wybitni europejscy naukowcy zapoznali się z listami opisującymi podobne eksperymenty. Dostarczyła je Florencka Akademia Nauk, a z ich treści wynikało, że miejscowi alchemicy wystawiali już diamenty i rubiny na działanie silnego ognia, umieszczając je w hermetycznie zamkniętych naczyniach. W tym samym czasie diamenty zniknęły, ale rubiny zachowały się w pierwotnej formie, z czego wysnuto wniosek o diamencie jako o „prawdziwie magicznym kamieniu, którego natury nie da się wytłumaczyć”. Więc co? Wszyscy w taki czy inny sposób podążamy śladami naszych poprzedników. A fakt, że alchemicy włoskiego średniowiecza nie rozpoznali natury diamentu, sugeruje jedynie, że wiele innych rzeczy było niedostępnych dla ich świadomości, w tym kwestia, dokąd trafia masa substancji podczas podgrzewania jej w naczyniu, które wyklucza dostęp do powietrza.

Bardzo niepewne wydają się także autorskie ambicje Brytyjczyków, którzy na ogół zaprzeczają udziałowi Lavoisiera w sensacyjnym eksperymencie. Ich zdaniem wielkiemu francuskiemu arystokracie niesłusznie przypisywano zasługę, która w rzeczywistości należała do ich rodaka Smithsona Tennanta, znanego ludzkości jako odkrywca dwóch najdroższych metali świata – osmu i irydu. To on, jak twierdzą Brytyjczycy, wykonał takie pokazowe akrobacje. W szczególności spalił diament w złotym naczyniu (wcześniej grafit i węgiel drzewny). I to on doszedł do ważnego dla rozwoju chemii wniosku, że wszystkie te substancje są tej samej natury i podczas spalania tworzą dwutlenek węgla w ścisłej proporcji do masy spalanych substancji.

Jednak bez względu na to, jak bardzo niektórzy historycy nauki, czy to w Rosji, czy w Anglii, starają się umniejszać wybitne osiągnięcia Lavoisiera i przypisywać mu drugorzędną rolę w unikalnych badaniach, wciąż im się to nie udaje. Genialny Francuz nadal pozostaje w oczach społeczności światowej jako człowiek o wszechstronnym i oryginalnym umyśle. Wystarczy przypomnieć jego słynny eksperyment z wodą destylowaną, który raz na zawsze zachwiał panującym wówczas wśród wielu naukowców poglądem na temat zdolności wody do zamiany w substancję stałą po podgrzaniu.

Ten błędny pogląd powstał na podstawie następujących obserwacji. Kiedy wodę odparowano „do sucha”, na dnie naczynia niezmiennie znajdowano stałą pozostałość, którą dla uproszczenia nazwano „ziemia”. To tu mówiono o zamianie wody w ląd.

W 1770 roku Lavoisier poddał tę konwencjonalną mądrość próbie. Na początku robił wszystko, aby uzyskać jak najczystszą wodę. Można to było wówczas osiągnąć tylko w jeden sposób – destylacją. Biorąc najlepszą w przyrodzie wodę deszczową, naukowiec destylował ją osiem razy. Następnie napełnił zważony szklany pojemnik oczyszczoną z zanieczyszczeń wodą, szczelnie zamknął i ponownie zapisał masę. Następnie przez trzy miesiące podgrzewał to naczynie na palniku, doprowadzając jego zawartość prawie do wrzenia. W rezultacie na dnie pojemnika rzeczywiście znajdowała się „ziemia”.

Ale gdzie? Aby odpowiedzieć na to pytanie, Lavoisier ponownie zważył suche naczynie, którego masa spadła. Po ustaleniu, że ciężar naczynia zmienił się na tyle, że pojawiła się w nim „ziemia”, eksperymentator zdał sobie sprawę, że stała pozostałość, która wprawiała jego kolegów w zakłopotanie, po prostu wyciekała ze szkła i nie mogło być mowy o jakimkolwiek cudownym przemiany wody w ziemię. Tutaj zachodzi ciekawy proces chemiczny. A pod wpływem wysokich temperatur przebiega znacznie szybciej.

Jurij Frołow.

Historia nauk przyrodniczych pełna jest eksperymentów, które zasługują na miano dziwnych. Opisana poniżej dziesiątka została wybrana całkowicie według gustu autora, z którym można się nie zgodzić. Niektóre eksperymenty zawarte w tej kolekcji zakończyły się niczym. Inne doprowadziły do ​​powstania nowych gałęzi nauki. Istnieją eksperymenty, które rozpoczęły się wiele lat temu, ale nie zostały jeszcze zakończone.

Tak wygląda przystanek w naszych czasach, obok którego przejechała platforma z trębaczami, testująca zasadę Dopplera.

Donalda Kellogga i Gua.

Za pomocą tego rysunku możesz przetestować swoje widzenie kolorów. Osoby normalnie widzące widzą w okręgu liczbę 74, osoby niewidome widzą liczbę 21.

Co zaobserwowano przez teleskop podczas eksperymentu sprawdzającego kulistość Ziemi. Rysunek A. Wallace'a.

Minie kolejne pięć lat i do szkła wpadnie dziewiąta kropla lepkiej żywicy od 1938 roku.

Biosfera 2 to gigantyczny, szczelny kompleks budynków wykonanych z betonu, stalowych rur i 5600 szklanych paneli.

SKOKI NEWTONA

Jako dziecko Izaak Newton (1643-1727) dorastał jako raczej wątły i chorowity chłopiec. W zabawach plenerowych zwykle pozostawał w tyle za rówieśnikami.

3 września 1658 roku zmarł Oliver Cromwell, angielski rewolucjonista, który na krótko został suwerennym władcą kraju. Tego dnia nad Anglią przetoczył się niezwykle silny wiatr. Ludzie powiedzieli: to sam diabeł poleciał po duszę uzurpatora! Ale w miasteczku Grantham, gdzie wówczas mieszkał Newton, dzieci rozpoczęły zawody w skoku w dal. Zauważywszy, że lepiej skakać z wiatrem niż pod wiatr, Izaak pogalopował przed wszystkimi swoimi rywalami.

Później zaczął eksperymenty: zapisywał, ile stóp może skoczyć na wietrze, ile stóp może skoczyć pod wiatr i jak daleko może skoczyć w bezwietrzny dzień. To dało mu wyobrażenie o sile wiatru wyrażonej w stopach. Będąc już sławnym naukowcem, powiedział, że uważa te skoki za swoje pierwsze eksperymenty.

Newton jest znany jako wielki fizyk, ale jego pierwszy eksperyment można przypisać bardziej meteorologii.

KONCERT NA SZYNACH

Był też przypadek odwrotny: meteorolog przeprowadził eksperyment, który udowodnił słuszność jednej hipotezy fizycznej.

Austriacki fizyk Christian Doppler w 1842 roku wysunął i teoretycznie uzasadnił założenie, że częstotliwość drgań światła i dźwięku powinna zmieniać się dla obserwatora w zależności od tego, czy źródło światła lub dźwięku porusza się od obserwatora, czy w jego stronę.

W 1845 roku holenderski meteorolog Christopher Bays-Ballot postanowił przetestować hipotezę Dopplera. Wynajął lokomotywę z platformą, umieścił na peronie dwóch trębaczy i poprosił, aby potrzymali nutę G (potrzebowano dwóch trębaczy, aby jeden z nich mógł zaczerpnąć powietrza, a drugi grać nutę, i dzięki temu dźwięk nie byłby zakłócany ). Na peronie przystanku między Utrechtem a Amsterdamem meteorolog umieścił kilku muzyków bez instrumentów, ale z absolutnym uchem do muzyki. Po czym lokomotywa zaczęła z różną prędkością ciągnąć peron z trębaczami obok peronu ze słuchaczami, a oni zanotowali, jaką nutę usłyszeli. Następnie obserwatorów zmuszono do jazdy, a trębacze grali stojąc na platformie. Eksperymenty trwały dwa dni, w wyniku czego stało się jasne, że Doppler miał rację.

Nawiasem mówiąc, później Beis-Ballot założył holenderski serwis pogodowy, sformułował prawo swojego imienia (jeśli na półkuli północnej stoisz tyłem do wiatru, to obszar niskiego ciśnienia będzie po twojej lewej stronie) i stał się obcym członek korespondent Akademii Nauk w Petersburgu.

NAUKA URODZONA Z FILIŻANKĄ HERBATY

Jeden z twórców biometrii (statystyki matematycznej do przetwarzania wyników eksperymentów biologicznych), angielski botanik Robert Fisher, pracował w latach 1910–1914 na stacji agrobiologicznej pod Londynem.

Zespół pracowników składał się wyłącznie z mężczyzn, ale pewnego dnia zatrudnili kobietę, specjalistkę od glonów. Dla niej postanowiono ustawić w świetlicy godzinę piątą. Już na pierwszym przyjęciu herbacianym powstał spór na odwieczny dla Anglii temat: co jest bardziej poprawne – dodanie mleka do herbaty czy nalanie herbaty do filiżanki, w której już znajduje się mleko? Niektórzy sceptycy zaczęli twierdzić, że przy tych samych proporcjach nie będzie różnicy w smaku napoju, ale nowa pracownica Muriel Bristol twierdziła, że ​​z łatwością potrafi odróżnić „niewłaściwą” herbatę (angielscy arystokraci uważają za słuszne dodanie mleka do herbaty, a nie odwrotnie).

W sąsiedniej sali przy pomocy personelu apteki przygotowano kilka filiżanek herbaty na różne sposoby, a Lady Muriel pokazała subtelność swojego smaku. Fischer zastanawiał się: ile razy należy powtórzyć eksperyment, aby wynik można było uznać za wiarygodny? Przecież gdyby były tylko dwie filiżanki, sposób gotowania można by odgadnąć całkowicie przez przypadek. Jeśli trzy lub cztery, przypadek również może odegrać pewną rolę...

Z tych refleksji narodziła się klasyczna książka Metody statystyczne dla pracowników naukowych, opublikowana w 1925 roku. Metody Fishera są nadal stosowane przez biologów i lekarzy.

Warto zauważyć, że Muriel Bristol, według wspomnień jednego z uczestników wieczorku herbacianego, prawidłowo zidentyfikowała wszystkie filiżanki.

Nawiasem mówiąc, powód, dla którego w angielskim społeczeństwie wyższym zwyczajowo dodaje się mleko do herbaty, a nie odwrotnie, wiąże się ze zjawiskiem fizycznym. Szlachta zawsze piła herbatę z porcelany, która może pęknąć, jeśli do filiżanki najpierw wleje się zimne mleko, a potem doda gorącą herbatę. Zwykli Anglicy pili herbatę z glinianych lub blaszanych kubków, nie obawiając się o swoją integralność.

DOM MOWGLI

W 1931 roku rodzina amerykańskich biologów – Winthrop i Luella Kellogg przeprowadziła niezwykły eksperyment. Po przeczytaniu artykułu o smutnym losie dzieci dorastających wśród zwierząt – wilków czy małp, biolodzy zaczęli się zastanawiać: a co jeśli zrobimy odwrotnie – spróbujemy wychować małpie dziecko w rodzinie ludzkiej? Czy zbliży się do tej osoby? Początkowo naukowcy chcieli przenieść się ze swoim synkiem Donaldem na Sumatrę, gdzie wśród orangutanów łatwo byłoby znaleźć dla Donalda towarzysza, ale zabrakło na to pieniędzy. Jednak Yale Center for the Study of Great Apes pożyczyło im małą samicę szympansa o imieniu Gua. Miała siedem miesięcy, a Donald 10.

Małżeństwo Kelloggów wiedziało, że prawie 20 lat przed eksperymentem rosyjska badaczka Nadieżda Ladygina próbowała już wychować rocznego szympansa w sposób, w jaki wychowuje się dzieci, i przez trzy lata nie udało jej się go „uczłowieczyć”. Ladygina przeprowadziła jednak eksperyment bez udziału dzieci, a Kellogowie mieli nadzieję, że wspólne rodzicielstwo z synem przyniesie inne rezultaty. Poza tym nie można wykluczyć, że w wieku jednego roku jest już za późno na „reedukację”.

Gua został przyjęty do rodziny i zaczął wychowywać się na równi z Donaldem. Polubili się i wkrótce stali się nierozłączni. Eksperymentatorzy zapisali każdy szczegół: Donald lubi zapach perfum, Gua go nie lubi. Przeprowadzili eksperymenty: kto szybko zgadnie, jak za pomocą patyka zawiesić ciasteczko na nitce pod sufitem na środku pokoju? A jeśli zawiążesz oczy chłopcu i małpie i nazwiesz je po imieniu, kto będzie lepszy w określeniu kierunku, z którego dochodzi dźwięk? Gua wygrał oba testy. Ale kiedy Donald dostał ołówek i papier, sam zaczął coś bazgrać na kartce i trzeba było nauczyć małpę, co robić ołówkiem.

Próby zbliżenia małpy do człowieka pod wpływem edukacji okazały się raczej nieudane. Chociaż Gua często poruszała się na dwóch nogach i nauczyła się jeść łyżką, nawet zaczęła trochę rozumieć ludzką mowę, była zdezorientowana, gdy znajome osoby pojawiały się w różnych ubraniach, nie można było jej nauczyć wymawiać przynajmniej jednego słowa - „tata” a ona, w przeciwieństwie do Donalda, nie umiałem opanować tak prostej gry jak nasze „laduszki”.

Eksperyment trzeba było jednak przerwać, gdy okazało się, że w wieku 19 miesięcy Donald nie błyszczał elokwencją – opanował zaledwie trzy słowa. I co gorsza, zaczął wyrażać chęć jedzenia typowym dla małpy dźwiękiem przypominającym szczekanie. Rodzice obawiali się, że chłopiec stopniowo opadnie na czworaki i nigdy nie opanuje ludzkiego języka. A Gua został odesłany z powrotem do żłobka.

OCZY DALTONA

Porozmawiamy o eksperymencie przeprowadzonym na prośbę eksperymentatora po jego śmierci.

Angielski naukowiec John Dalton (1766-1844) jest pamiętany głównie dzięki swoim odkryciom z zakresu fizyki i chemii, a także pierwszemu opisowi wrodzonej wady wzroku - ślepoty barw, w której zaburzone jest rozpoznawanie kolorów.

Sam Dalton zauważył, że cierpi na tę wadę dopiero, gdy w 1790 roku zainteresował się botaniką i miał trudności ze zrozumieniem monografii i kluczy botanicznych. Kiedy tekst odnosił się do białych lub żółtych kwiatów, nie miał żadnych trudności, ale jeśli kwiaty opisywano jako fioletowe, różowe lub ciemnoczerwone, wszystkie wydawały się nie do odróżnienia od niebieskiego po daltonowski. Często, identyfikując roślinę na podstawie opisu w książce, naukowiec musiał kogoś zapytać: czy to kwiat niebieski czy różowy? Ludzie wokół niego myśleli, że żartuje. Daltona rozumiał jedynie brat, który miał tę samą dziedziczną wadę.

Sam Dalton, porównując swoje postrzeganie kolorów z widzeniem kolorów przez przyjaciół i znajomych, stwierdził, że w jego oczach znajduje się jakiś niebieski filtr. I zapisał swojemu asystentowi laboratoryjnemu po śmierci, aby wyjął mu oczy i sprawdził, czy tzw. ciało szkliste, galaretowata masa wypełniająca gałkę oczną, nie miała zabarwienia niebieskawego?

Asystent laboratoryjny spełnił życzenie naukowca i nie znalazł w jego oczach niczego szczególnego. Zasugerował, że Dalton mógł mieć coś nie tak z nerwami wzrokowymi.

Oczy Daltona przechowywano w słoiku z alkoholem w Towarzystwie Literackim i Filozoficznym w Manchesterze, a już w naszych czasach, w 1995 r., genetycy wyizolowali i zbadali DNA z siatkówki. Jak można było się spodziewać, znaleziono u niej geny odpowiedzialne za ślepotę barw.

Nie sposób nie wspomnieć o dwóch kolejnych niezwykle dziwnych eksperymentach z ludzkimi narządami wzroku. Izaak Newton wyciął cienką zakrzywioną sondę z kości słoniowej, włożył ją do oka i przycisnął do tylnej części gałki ocznej. Jednocześnie w oku pojawiły się kolorowe błyski i kółka, z czego wielki fizyk wywnioskował, że świat wokół nas widzimy, ponieważ światło wywiera nacisk na siatkówkę. W 1928 roku jeden z pionierów telewizji, angielski wynalazca John Baird, próbował wykorzystać ludzkie oko jako kamerę nadawczą, ale oczywiście mu się to nie udało.

CZY ZIEMIA JEST KUŁĄ?

Rzadki przykład eksperymentu w geografii, która w rzeczywistości nie jest nauką eksperymentalną.

Wybitny angielski biolog ewolucyjny, towarzysz broni Darwina, Alfred Russell Wallace, był aktywnym bojownikiem przeciwko pseudonauce i wszelkim rodzajom przesądów (patrz Science and Life nr 5, 1997).

W styczniu 1870 roku Wallace przeczytał ogłoszenie w czasopiśmie naukowym, którego nadawca zaproponował zakład za 500 funtów każdemu, kto podejmie się jasnego udowodnienia kulistości Ziemi i „pokazania w sposób zrozumiały dla każdego rozsądnego człowieka wypukłą kolej , rzeka, kanał lub jezioro.” Spór zaproponował niejaki John Hamden, autor książki udowadniającej, że Ziemia w rzeczywistości jest płaskim dyskiem.

Wallace zdecydował się podjąć wyzwanie i wybrał sześciomilowy prosty odcinek kanału, aby zademonstrować okrągłość Ziemi. Na początku i na końcu odcinka znajdowały się dwa mosty. Na jednym z nich Wallace zamontował ściśle poziomy teleskop 50x z gwintami celowniczymi w okularze. Na środku kanału, w odległości trzech mil od każdego mostu, umieścił wysoki znak z czarnym kółkiem. Na drugim moście powiesiłem tablicę z poziomym czarnym paskiem. Wysokość teleskopu, czarnego koła i czarnego paska nad wodą była dokładnie taka sama.

Jeśli Ziemia (i woda w kanale) jest płaska, czarny pasek i czarne kółko w okularze teleskopu powinny pokrywać się. Jeśli powierzchnia wody jest wypukła, powtarzając wypukłość Ziemi, wówczas czarne kółko powinno znajdować się nad paskiem. I tak się stało (patrz zdjęcie). Co więcej, wielkość rozbieżności dobrze pokrywała się z obliczoną, wyliczoną ze znanego promienia naszej planety.

Jednak Hamden odmówił nawet spojrzenia przez teleskop, wysyłając do tego swojego sekretarza. Sekretarz zapewnił słuchaczy, że obie oceny są na tym samym poziomie. Jeżeli zaobserwowane zostaną pewne rozbieżności, wynika to z aberracji soczewek teleskopu.

Nastąpił wieloletni proces, w wyniku którego Hamden nadal był zmuszony zapłacić 500 funtów, ale Wallace wydał znacznie więcej na koszty prawne.

DWA NAJDŁUŻSZE EKSPERYMENTY

Być może większość z nich rozpoczęła się 130 lat temu (patrz „Nauka i życie” nr 7, 2001) i nie została jeszcze ukończona. W 1879 roku amerykański botanik W. J. Beale zakopał w ziemi 20 butelek nasion chwastów pospolitych. Od tego czasu okresowo (najpierw co pięć, potem dziesięć, a później nawet co dwadzieścia lat) naukowcy wykopują jedną butelkę i badają nasiona pod kątem kiełkowania. Niektóre szczególnie trwałe chwasty nadal kiełkują. Kolejna butelka powinna pojawić się wiosną 2020 roku.

Najdłuższy eksperyment fizyczny rozpoczął na uniwersytecie w australijskim mieście Brisbane profesor Thomas Parnell. W 1927 roku w szklanym lejku zamontowanym na statywie umieścił kawałek stałej żywicy – ​​var, która zgodnie ze swoimi właściwościami molekularnymi jest cieczą, choć bardzo lepką. Następnie Parnell podgrzewał lejek, aż lakier lekko się roztopił i spłynął do dziobka lejka. W 1938 roku pierwsza kropla żywicy spadła do zlewki laboratoryjnej umieszczonej przez Parnella. Drugi upadł w 1947 r. Jesienią 1948 roku profesor zmarł, a jego uczniowie kontynuowali obserwację krateru. Od tego czasu spadki spadły w latach 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 i 2000. Częstotliwość kropel spadła w ostatnich dziesięcioleciach ze względu na fakt, że w laboratorium zainstalowano klimatyzację i zrobiło się zimniej. Ciekawe, że ani razu kropla nie spadła w obecności żadnego z obserwatorów. I nawet gdy w 2000 roku przed lejkiem zainstalowano kamerę internetową do przesyłania obrazu do Internetu, w momencie ósmego, a dziś ostatniego zrzutu, kamera zepsuła się!

Eksperyment jest jeszcze daleki od zakończenia, ale już jest jasne, że var jest sto milionów razy bardziej lepki niż woda.

BIOSFERA-2

To największy eksperyment uwzględniony na naszej arbitralnej liście. Postanowiono stworzyć działający model biosfery Ziemi.

W 1985 roku ponad dwustu amerykańskich naukowców i inżynierów połączyło siły, aby zbudować na pustyni Sonora (Arizona) ogromny szklany budynek, w którym znajdowały się próbki ziemskiej flory i fauny. Planowano hermetycznie uszczelnić budynek przed napływem obcych substancji i energii (z wyjątkiem energii światła słonecznego) i osiedlić tu na dwa lata zespół ośmiu ochotników, których od razu nazwano „bionautami”. Eksperyment miał przyczynić się do badania powiązań w naturalnej biosferze i sprawdzić możliwość długotrwałego istnienia ludzi w układzie zamkniętym, np. podczas długodystansowych lotów kosmicznych. Rośliny musiały dostarczać tlen; nadzieję, że wodę zapewni naturalny cykl i procesy biologicznego samooczyszczania, pożywienie roślin i zwierząt.

Wewnętrzną powierzchnię budynku (1,3 ha) podzielono na trzy główne części. Pierwsza zawiera przykłady pięciu charakterystycznych ekosystemów Ziemi: skrawek lasu deszczowego, „ocean” (zbiornik słonej wody), pustynię, sawannę (przez nią przepływa „rzeka”) oraz bagno. We wszystkich tych rejonach osiedlili się wybrani przez botaników i zoologów przedstawiciele flory i fauny. Drugą część budynku przeznaczono na systemy podtrzymywania życia: ćwierć hektara pod uprawę roślin jadalnych (139 gatunków, wliczając owoce tropikalne z „lasu”), baseny rybne (przyjmowano tilapię jako bezpretensjonalną, szybko rosnącą i smaczne gatunki) oraz komorę biologicznego oczyszczania ścieków. Wreszcie wydzielono pomieszczenia mieszkalne dla „bionautów” (każde o powierzchni 33 m2 ze wspólną jadalnią i salonem). Panele słoneczne zapewniały energię elektryczną dla komputerów i oświetlenie nocne.

Pod koniec września 1991 r. w szklanej szklarni „zamurowano” osiem osób. I wkrótce zaczęły się problemy. Pogoda okazała się wyjątkowo pochmurna, fotosynteza była słabsza niż zwykle. Ponadto w glebie rozmnożyły się bakterie zużywające tlen i w ciągu 16 miesięcy jego zawartość w powietrzu spadła z normalnych 21% do 14%. Musieliśmy dodawać tlen z zewnątrz, z butli. Plony roślin jadalnych okazały się niższe od oczekiwanych, populacja „Biosfery-2” była stale głodna (choć już w listopadzie musieli otworzyć sklep spożywczy; w ciągu dwóch lat doświadczeń średni ubytek masy ciała wyniósł 13% ). Zniknęły zamieszkałe owady zapylające (w sumie wyginęło od 15 do 30% gatunków), ale rozmnożyły się karaluchy, których nikt nie zamieszkiwał. „Bionautom” udało się przynajmniej przetrwać w niewoli zaplanowane dwa lata, ale ogólnie eksperyment zakończył się niepowodzeniem. Jednak po raz kolejny pokazało, jak delikatne i wrażliwe są mechanizmy biosfery, które zapewniają nam życie.

Gigantyczna konstrukcja jest obecnie wykorzystywana do indywidualnych eksperymentów na zwierzętach i roślinach.

Płonący diament

Nikogo już dziś nie dziwią eksperymenty, które są drogie i wymagają ogromnego zaplecza doświadczalnego. Jednak 250 lat temu była to nowość, dlatego tłumy ludzi gromadziły się, aby obejrzeć niesamowite eksperymenty wielkiego francuskiego chemika Antoine'a Laurenta Lavoisiera (zwłaszcza, że ​​eksperymenty odbywały się na świeżym powietrzu, w ogrodzie niedaleko Luwru).

Lavoisier badał zachowanie różnych substancji w wysokich temperaturach, dla czego zbudował gigantyczną instalację z dwiema soczewkami skupiającymi światło słoneczne. Wykonanie soczewki kolekcjonerskiej o średnicy 130 centymetrów jest dziś jeszcze zadaniem nietrywialnym, ale w 1772 roku było po prostu niemożliwe. Optycy znaleźli jednak wyjście: zrobili dwa okrągłe wklęsłe kieliszki, zalutowali je i w przestrzeń między nimi wlali 130 litrów alkoholu. Grubość takiej soczewki w środku wynosiła 16 centymetrów. Druga soczewka, która pozwoliła jeszcze mocniej zbierać promienie, była dwukrotnie mniejsza i została wykonana w tradycyjny sposób – poprzez szlifowanie szklanego odlewu. Optykę tę zamontowano (jej rysunek można zobaczyć w „Science and Life” 8, 2009). Przemyślany system dźwigni, śrub i kółek umożliwił skierowanie soczewek w stronę Słońca. Uczestnicy eksperymentu nosili przyciemniane okulary.

W centrum systemu Lavoisier umieścił różne minerały i metale: piaskowiec, kwarc, cynk, cynę, węgiel, diament, platynę i złoto. Zauważył, że w hermetycznie zamkniętym szklanym naczyniu z próżnią diament ulega zwęgleniu po podgrzaniu i spala się na powietrzu, całkowicie znikając. Eksperymenty kosztowały tysiące liwrów w złocie.

LAVOISIER

Niewiele jest w historii chemii nazwisk, z którymi wiązało się tak wiele ważnych wydarzeń chemicznych, jak z nazwiskiem Antoine'a Laurenta Lavoisiera. Sam dokonał stosunkowo niewielu odkryć, miał jednak bardzo rzadki dar łączenia w jedną całość nowych faktów, odkryć innych i własnych doświadczeń. Był jednym z najwybitniejszych przyrodników, którego prace wywarły ogromny wpływ na rozwój nie tylko chemii, ale i innych nauk przyrodniczych, wprowadzając do nich ilościowe metody badań i dokładność. Piękny język, w którym Lavoisier wyraża swoje myśli, prosty i obrazowy, w którym każde słowo wywołuje w czytelniku dokładnie taką ideę, jaką autor chce przekazać, stał się prototypem tego, do czego powinien dążyć każdy naukowiec.

A ntoine Laurent Lavoisier urodził się w 1743 r. Chłopiec dorastał w społeczeństwie ludzi niezwykle uzdolnionych – krewnych i znajomych jego ojca, którzy zajmowali ważne stanowiska urzędowe i byli przyzwyczajeni do omawiania w swoim kręgu różnych zagadnień nauki i życia publicznego. Podczas takich rozmów zawsze obecny był przyszły naukowiec, który wkrótce zwrócił na siebie uwagę swoją inteligencją i rozwojem. Jego ojciec, znany prawnik, chciał zapewnić synowi wykształcenie prawnicze, ale widząc u młodego człowieka zamiłowanie do matematyki i nauk przyrodniczych, umieścił go w Mazarin College, którego program obejmował te nauki.
Po ukończeniu college'u Lavoisier wstąpił do wyższej szkoły prawniczej, gdzie uzyskał tytuł licencjata prawa, a rok później - licencjata praw. Ale jednocześnie nie przestał studiować nauk przyrodniczych, które bardzo lubił na studiach, kontynuując je pod kierunkiem najwybitniejszych naukowców swoich czasów - astronoma Nicolasa Louisa Lacaille'a, botanika Bernarda Jussieux, geolog i mineralog Jean Etienne Guettard, którego został asystentem. Młodego prawnika szczególnie zainteresowały wykłady z chemii prowadzone przez profesora Guillaume’a François Ruela. Pięknie prezentowane i opatrzone licznymi eksperymentami wykłady zawsze gromadziły pełną widownię. Z nagrań tych wykładów, które dotarły do ​​nas w kilku egzemplarzach, jasno wynika, że ​​Ruel starał się dać swoim słuchaczom pełne zrozumienie stanu chemii w tamtym czasie. Podobnie jak inni chemicy tamtej epoki był zwolennikiem teorii flogistonu i na jej podstawie wyjaśniał zjawiska chemiczne. Ostatecznie Lavoisier całkowicie porzucił orzecznictwo i poświęcił się całkowicie naukom przyrodniczym. Wyjątkowa skuteczność i systematyczność czyniły te badania bardzo produktywnymi, zawsze starał się dotrzeć do istoty rzeczy i znaleźć wyjaśnienia zjawisk.
Oprócz tego Lavoisier był żywo zainteresowany kwestiami technicznymi i społeczno-ekonomicznymi. Jego pierwsze badania naukowe nad składem gipsu były jednocześnie pierwszym komunikatem, jaki wygłosił w 1765 roku w paryskiej Akademii Nauk. W tym samym roku Lavoisier wziął udział w ogłoszonym przez akademię konkursie na najlepszy sposób na oświetlenie ulic Paryża. Za swój raport Lavoisier otrzymał złoty medal.
Naturalnie wkrótce pojawiła się propozycja wyboru Lavoisiera, jako osoby wykształconej, inteligentnej, energicznej i bardzo przydatnej dla nauki, na członka Akademii Nauk. Wybory odbyły się w 1768 r. Lavoisier po raz pierwszy wziął udział w posiedzeniu akademii, na którym został wybrany na członka kilku komisji. Jego działalność w tych komisjach odznaczała się tą samą metodycznością, która charakteryzuje całą jego twórczość.
Chcąc poprawić swoją sytuację materialną, Lavoisier w tym samym roku dopuścił się czynu, który miał dla niego fatalne skutki: został jednym z rolników podatkowych w zakresie podatków wewnętrznych, „rolnikiem powszechnym”, po uprzednim bardzo dokładnym przestudiowaniu wszystkiego, co związane było z „generalnym Rolnik"*. Rolnicy pobierali podatki od państwa, to znaczy co roku wpłacali do skarbu pewną sumę pieniędzy i sami pobierali podatki od ludności; różnica była na ich korzyść. Powierzano mu nadzór nad produkcją wyrobów tytoniowych, nadzór nad operacjami celnymi i innymi sprawami związanymi z podatkami pośrednimi. Lavoisier z charakterystyczną dla siebie energią podjął się tej kwestii w latach 1769–1770. dużo podróżował po Francji w celach rolniczych.
Wykorzystywał te wycieczki również do badania wód pitnych i innych wód naturalnych. Badając je, Lavoisier zauważył, że nawet stukrotna destylacja nie oczyszcza całkowicie wody z rozpuszczonych w niej zanieczyszczeń. Zakładając, że źródłem tego ostatniego były naczynia służące do destylacji, podgrzewał wodę w szklanym naczyniu do temperatury 90°C przez 100 dni. Następnie poprzez dokładne ważenie określił ubytek masy naczynia oraz masę zanieczyszczeń uwolnionych z wody: obydwa ciężary okazały się identyczne. Tym samym Lavoisier obalił odwieczną opinię, że woda może zamienić się w „ziemię”.

D dziesięć lat - od 1771 do 1781 - było być może najbardziej owocnych pod względem naukowym: podczas nich Lavoisier udowodnił słuszność swojej nowej teorii spalania jako chemicznego oddziaływania ciał z tlenem. Ogrom obowiązków zmusił Lavoisiera do metodycznego i precyzyjnego podziału dnia. Godziny od 6 do 9 rano i od 7 do 10 wieczorem zajmował się chemią, resztę dnia poświęcał pracy na uczelni, na płacach w różnych komisjach. Jeden dzień w tygodniu był w całości poświęcony pracy laboratoryjnej; goście przychodzili tutaj i brali bezpośredni udział w dyskusji na temat uzyskanych wyników.
Rozpoczynając badanie zjawisk spalania i spalania metali, Lavoisier napisał: „Proponuję powtórzyć wszystko, co zrobili moi poprzednicy, zachowując wszelkie możliwe środki ostrożności, aby połączyć to, co już wiadomo o związanym lub uwolnionym powietrzu, z innymi faktami i przedstawić nową teorię. Prace wymienionych autorów, jeśli spojrzeć z tego punktu widzenia, dostarczają mi pojedynczych ogniw w łańcuchu... Jednak aby uzyskać kompletną sekwencję, trzeba przeprowadzić wiele eksperymentów.
Odpowiednie doświadczenia, rozpoczęte w październiku 1772 r., przeprowadzono ściśle ilościowo: pobrane i otrzymane substancje dokładnie zważono. Jednym z pierwszych wyników eksperymentów było odkrycie wzrostu masy podczas spalania siarki, fosforu i węgla. Następnie dokładnie zbadano zjawisko spalania metali.
Przedstawmy tutaj kilka danych na temat eksperymentów, o których obecnie rzadko się wspomina, a kiedyś budziły duże zainteresowanie współczesnych - eksperymentów ze spalaniem diamentów.
Od dawna zaobserwowano, że diamenty po wystarczająco mocnym podgrzaniu na powietrzu znikają bez śladu. Lavoisier udowodnił eksperymentalnie, że decydującą rolę w tym zjawisku odgrywa powietrze; diament, do którego nie ma dostępu powietrze, nie zmienia się w tej samej temperaturze. Diament spalony pod szklanym dzwonem promieniami słońca zebranymi w ognisku płonącego szkła wytworzył, zgodnie z przewidywaniami Lavoisiera, bezbarwny gaz, który wraz z wodą wapienną utworzył biały osad, który wrzał po zalaniu go kwasem - był to dwutlenek węgla . Aby to potwierdzić, w tych samych warunkach spalono kawałek węgla drzewnego. W rezultacie, podobnie jak podczas spalania diamentu, powstał dwutlenek węgla. Na tej podstawie Lavoisier wywnioskował, że diament jest modyfikacją węgla: obie substancje podczas spalania wytwarzają dwutlenek węgla.
Doświadczenia naukowca i najważniejsze wnioski z nich opisał on w 1774 r. Mistrzowskie przedstawienie dostarcza przekonujących dowodów na tezę, że powietrze składa się z dwóch gazów, z których jeden łączy się z substancjami podczas spalania i spalania. Należy się zastanawiać, jak po tym teoria flogistonu mogła nadal mieć swoich zaciekłych zwolenników. Dalsze wnioski z tych eksperymentów podano w artykule z 1775 r., w którym Lavoisier szczegółowo rozważył naturę gazów powstających podczas spalania, zwłaszcza dwutlenku węgla.
Wraz z tymi pracami naukowymi Lavoisier najaktywniej zajmował się zagadnieniami praktycznymi, związanymi z produkcją tytoniu, soli itp. W 1775 r. mianowano go „głównym zarządcą prochu”, czyli inspektorem produkcji prochu. Całkowicie przekształcił ten biznes, koncentrując go, począwszy od produkcji saletry, a skończywszy na produkcji prochu, w rękach państwa. W rezultacie znacznie wzrosła wydajność fabryk, a koszt prochu spadł.

L Avoisier przeniósł się do Arsenału, gdzie założył dla siebie laboratorium, w którym pracował przez niemal całe życie. Laboratorium to stało się centrum spotkań naukowców: francuskich i zagranicznych, którzy brali czynny udział nie tylko w dyskusjach, ale także w samych eksperymentach. Zwykle tutaj, przed przedstawieniem raportu Akademii Nauk, Lavoisier przeprowadzał niezbędne eksperymenty w obecności przyjaciół i znajomych i wspólnie z nimi omawiał ich wyniki w świetle swojej teorii tlenu. Udowodniwszy niezbicie słuszność tej teorii, przeniósł centrum swojej działalności naukowej na inny, powiązany z poprzednią obszar: rozpoczął kompleksowe badania chemicznej strony oddychania i zmian zachodzących w powietrzu.
Udowodnił obecność w wydychanym powietrzu tego samego dwutlenku węgla, który powstaje podczas spalania. Fakt, że wodny roztwór tego gazu ma właściwości kwasowe, podobnie jak roztwory produktów spalania siarki i fosforu, dał Lavoisierowi podstawę do przypuszczenia, że ​​wszystkie związki tlenu są kwasami, co wyraził nazwą „tlen”, czyli kwasem dawny. Co ciekawe, nazwa „kwas węglowy”, nadana wówczas dwutlenkowi węgla, jest nadal przez wielu używana, chociaż ponad sto lat temu udowodniono, że dwutlenek węgla i dwutlenek węgla to dwie różne substancje.
W 1785 roku Lavoisier został mianowany dyrektorem Akademii Nauk i od razu przystąpił do jej przekształcania. Od tego momentu związał się z uczelnią jeszcze mocniej niż dotychczas. Tempo prac chemicznych Lavoisiera uległo w tym czasie spowolnieniu, niemniej jednak spod jego pióra wyszło wiele ważnych prac, interesujących z punktu widzenia praktycznych zastosowań chemii. Z tych zastosowań wymienimy jedynie działalność w komisji aeronautyki, wówczas dopiero powstającej: pierwszy balon napełniony wodorem wystartował w 1783 roku.
Do 1790 r. zakończono duże badania nad naturą ciepła, przeprowadzone przez naukowca wraz z akademikiem Pierrem Simonem Laplacem. W pracy tej pokazali, jak mierzyć ilość ciepła, wyznaczać pojemność cieplną ciał; Wynalezione przez nich przyrządy – kalorymetry – są do dziś używane w tym celu. Na podstawie tych prac Lavoisier przeszedł do badań powstawania ciepła w organizmie zwierzęcia i ustalił, że ciepło powstaje w wyniku powolnego procesu spalania, dość podobnego do spalania węgla.
Trzeba szerzej opowiedzieć o pracach Lavoisiera nad rozkładem wody przeprowadzonym w 1783 roku poprzez przepuszczanie pary wodnej nad gorącym żelazem i o jej syntezie. Prace te ostatecznie udowodniły złożony skład wody i naturę wodoru, który jest jej źródłem. W związku ze swoimi wynikami Lavoisier zaczął coraz stanowczoj sprzeciwiać się teorii flogistonu, teorii, która oczywiście mogła istnieć tylko w chemii tamtego okresu, w której nie stosowano oznaczeń ilościowych.

Przyrządy i aparatura laboratoryjna A. L. Lavoisier

W Lavoisier opublikował tę nową chemię w jej ostatecznej formie w latach 1787-1789. Pierwsza z tych dat to czas zestawienia nowych nazw substancji, nazw wskazujących na skład ciał z pierwiastków chemicznych, które je tworzą według analizy chemicznej. Ta pierwsza naukowa nomenklatura chemiczna miała na celu odróżnienie chemii nowej od starej – flogistycznej. Tę samą nomenklaturę podano w „Podstawowym kursie chemii” (1789).
Pierwsza część tej niezwykłej pracy poświęcona jest opisowi eksperymentów ilościowych związanych z powstawaniem i rozkładem gazów, spalaniem prostych substancji oraz powstawaniem kwasów i soli. Badając zjawisko fermentacji, Lavoisier w następujących słowach podkreślił specyfikę oddziaływania chemicznego: „Nic nie powstaje ani w procesach sztucznych, ani w naturalnych i można stwierdzić, że w każdej operacji jest taka sama ilość materii przed i potem, że jakość i ilość zasad pozostały takie same, były tylko przemieszczenia i przegrupowania. Na tym twierdzeniu opiera się cała sztuka przeprowadzania eksperymentów w chemii. We wszystkich przypadkach należy założyć rzeczywistą (całkowitą) równość zasad badanego ciała i zasad uzyskanych z niego w drodze analizy. Ta równość chemiczna jest matematycznym wyrażeniem równości masy ciała przed i po interakcji.
Druga część kursu poświęcona jest prostym, nierozkładalnym substancjom tworzącym pierwiastki chemiczne. Lavoisier naliczył 33 z nich (w tym światło i ciepło i wskazał, że udoskonalenie metod analitycznych może prowadzić do rozkładu niektórych pierwiastków). Następnie pojawiają się wzajemne powiązania, jakie tworzą.
Wreszcie trzecia część kursu, poświęcona instrumentom i operacjom w chemii, ilustrowana jest licznymi rycinami wykonanymi przez żonę Lavoisiera.
Lavoisier brał udział w dokończeniu prac nad systemem miar i wag podjętych przez Akademię Nauk. Prace te były kontynuowane w Zgromadzeniu Narodowym, które zdecydowało się na wprowadzenie dziesiętnego systemu miar i wag opartego na długości południka Ziemi. W tym celu utworzono szereg komitetów i komisji, na których czele stanęli A.L. Lavoisier, J.A.N. Condorcet, P.S. Laplace. Wykonali powierzoną im pracę, w wyniku której powstał system metryczny, który jest obecnie używany wszędzie. To jedno z najnowszych dzieł naukowych naukowca.
„Ogólne rolnictwo podatkowe” i rolnicy podatkowi od dawna są przedmiotem słusznej nienawiści do ludzi. Zgromadzenie Narodowe w marcu 1791 r. zniosło folwark i zaproponowało jego likwidację do 1 stycznia 1794 r. Od tego czasu Lavoisier opuścił pracę w tej instytucji. Nadal rozwijał się ruch przeciwko rolnikom podatkowym, aż w 1793 r. Konwencja podjęła decyzję o aresztowaniu rolników podatkowych i przyspieszeniu likwidacji rolnictwa podatkowego. Wraz z innymi Lavoisier został aresztowany 24 listopada.
Po rozpoznaniu sprawy przed trybunałem w dniu 8 maja 1794 r. wszyscy rolnicy podatkowi zostali skazani na śmierć i tego samego dnia Lavoisier wraz z innymi został zgilotynowany.

* Towarzystwo zbierające podatki od ludności.

Dlaczego Antoine Lavoisier spalił diament?

XVIII wiek, Francja, Paryż. Antoine Laurent Lavoisier, jeden z przyszłych twórców nauk chemicznych, po wielu latach eksperymentów z różnymi substancjami w zaciszu swojego laboratorium, raz po raz utwierdza się w przekonaniu, że dokonał prawdziwej rewolucji w nauce. Jego zasadniczo proste eksperymenty chemiczne dotyczące spalania substancji w hermetycznie zamkniętych objętościach całkowicie obaliły ogólnie przyjętą wówczas teorię flogistonu. Jednak mocne, ściśle ilościowe dowody na rzecz nowej teorii spalania „tlenu” nie są akceptowane w świecie naukowym. Wizualny i wygodny model flogistonu bardzo mocno zakorzenił się w naszych głowach.

Co robić? Po dwóch, trzech latach bezowocnej obrony swojej idei Lavoisier dochodzi do wniosku, że jego środowisko naukowe nie dojrzało jeszcze do wywodów czysto teoretycznych i że powinien obrać zupełnie inną drogę. W 1772 roku wielki chemik postanowił przeprowadzić w tym celu niezwykły eksperyment. Zaprasza wszystkich do wzięcia udziału w spektaklu spalenia… ciężkiego kawałka diamentu w zapieczętowanym kotle. Jak oprzeć się ciekawości? W końcu nie mówimy o niczym, ale o diamencie!

Jest całkiem zrozumiałe, że po sensacyjnym przesłaniu zagorzali przeciwnicy naukowca, którzy wcześniej nie chcieli zagłębiać się w jego eksperymenty z wszelkiego rodzaju siarką, fosforem i węglem, wlali się do laboratorium wraz ze zwykłymi ludźmi. Pokój został wypolerowany na połysk i błyszczał nie mniej niż drogocenny kamień skazany na publiczne spalenie. Trzeba przyznać, że laboratorium Lavoisiera należało wówczas do jednych z najlepszych na świecie i było w pełni zgodne z kosztownym eksperymentem, w którym ideowi przeciwnicy właściciela po prostu chcieli wziąć udział.

Diament nie zawiódł: spalił się bez widocznego śladu, zgodnie z tymi samymi prawami, które obowiązywały w przypadku innych nikczemnych substancji. Z naukowego punktu widzenia nie wydarzyło się nic znacząco nowego. Ale teoria „tlenu” i mechanizmu powstawania „związanego powietrza” (dwutlenku węgla) w końcu dotarła do świadomości nawet najbardziej zagorzałych sceptyków. Zrozumieli, że diament nie zniknął bez śladu, ale pod wpływem ognia i tlenu uległ zmianom jakościowym i zamienił się w coś innego. Przecież pod koniec eksperymentu kolba ważyła dokładnie tyle samo, co na początku. Tak więc, wraz z fałszywym zniknięciem diamentu na oczach wszystkich, słowo „flogiston” zniknęło na zawsze z leksykonu naukowego, oznaczając hipotetyczny składnik substancji, który rzekomo traci się podczas jego spalania.

Ale święte miejsce nigdy nie jest puste. Jeden odszedł, przyszedł inny. Teorię flogistonu zastąpiło nowe podstawowe prawo natury – prawo zachowania materii. Lavoisier został uznany przez historyków nauki za odkrywcę tego prawa. Diament pomógł przekonać ludzkość o swoim istnieniu. Jednocześnie ci sami historycy wokół sensacyjnego wydarzenia stworzyli takie chmury mgły, że nadal wydaje się dość trudno zrozumieć wiarygodność faktów. Priorytet ważnego odkrycia jest od wielu lat bez powodu kwestionowany przez środowiska „patriotyczne” w różnych krajach: Rosji, Włoszech, Anglii…

Jakie argumenty potwierdzają te twierdzenia? Najbardziej absurdalne. Na przykład w Rosji prawo zachowania materii przypisuje się Michaiłowi Wasiljewiczowi Łomonosowowi, który tak naprawdę go nie odkrył. Co więcej, jako dowód bazgroły chemii bezwstydnie wykorzystują fragmenty swojej osobistej korespondencji, w której naukowiec, dzieląc się z kolegami swoimi przemyśleniami na temat właściwości materii, rzekomo osobiście świadczy na rzecz tego punktu widzenia.

Włoscy historiografowie swoje twierdzenia o pierwszeństwie światowego odkrycia w naukach chemicznych tłumaczą faktem, że... Lavoisier nie był pierwszym, który wpadł na pomysł wykorzystania diamentu w eksperymentach. Okazuje się, że już w 1649 roku wybitni europejscy naukowcy zapoznali się z listami opisującymi podobne eksperymenty. Dostarczyła je Florencka Akademia Nauk, a z ich treści wynikało, że miejscowi alchemicy wystawiali już diamenty i rubiny na działanie silnego ognia, umieszczając je w hermetycznie zamkniętych naczyniach. W tym samym czasie diamenty zniknęły, ale rubiny zachowały się w pierwotnej formie, z czego wysnuto wniosek o diamencie jako o „prawdziwie magicznym kamieniu, którego natury nie da się wytłumaczyć”. Więc co? Wszyscy w taki czy inny sposób podążamy śladami naszych poprzedników. A fakt, że alchemicy włoskiego średniowiecza nie rozpoznali natury diamentu, sugeruje jedynie, że wiele innych rzeczy było niedostępnych dla ich świadomości, w tym kwestia, dokąd trafia masa substancji podczas podgrzewania jej w naczyniu, które wyklucza dostęp do powietrza.

Bardzo niepewne wydają się także autorskie ambicje Brytyjczyków, którzy na ogół zaprzeczają udziałowi Lavoisiera w sensacyjnym eksperymencie. Ich zdaniem wielkiemu francuskiemu arystokracie niesłusznie przypisywano zasługę, która w rzeczywistości należała do ich rodaka Smithsona Tennanta, znanego ludzkości jako odkrywca dwóch najdroższych metali świata – osmu i irydu. To on, jak twierdzą Brytyjczycy, wykonał takie pokazowe akrobacje. W szczególności spalił diament w złotym naczyniu (wcześniej grafit i węgiel drzewny). I to on doszedł do ważnego dla rozwoju chemii wniosku, że wszystkie te substancje są tej samej natury i podczas spalania tworzą dwutlenek węgla w ścisłej proporcji do masy spalanych substancji.

Jednak bez względu na to, jak bardzo niektórzy historycy nauki, czy to w Rosji, czy w Anglii, starają się umniejszać wybitne osiągnięcia Lavoisiera i przypisywać mu drugorzędną rolę w unikalnych badaniach, wciąż im się to nie udaje. Genialny Francuz nadal pozostaje w oczach społeczności światowej jako człowiek o wszechstronnym i oryginalnym umyśle. Wystarczy przypomnieć jego słynny eksperyment z wodą destylowaną, który raz na zawsze zachwiał panującym wówczas wśród wielu naukowców poglądem na temat zdolności wody do zamiany w substancję stałą po podgrzaniu.

Ten błędny pogląd powstał na podstawie następujących obserwacji. Kiedy wodę odparowano „do sucha”, na dnie naczynia niezmiennie znajdowano stałą pozostałość, którą dla uproszczenia nazwano „ziemia”. To tu mówiono o zamianie wody w ląd.

W 1770 roku Lavoisier poddał tę konwencjonalną mądrość próbie. Na początku robił wszystko, aby uzyskać jak najczystszą wodę. Można to było wówczas osiągnąć tylko w jeden sposób – destylacją. Biorąc najlepszą w przyrodzie wodę deszczową, naukowiec destylował ją osiem razy. Następnie napełnił zważony szklany pojemnik oczyszczoną z zanieczyszczeń wodą, szczelnie zamknął i ponownie zapisał masę. Następnie przez trzy miesiące podgrzewał to naczynie na palniku, doprowadzając jego zawartość prawie do wrzenia. W rezultacie na dnie pojemnika rzeczywiście znajdowała się „ziemia”.

Ale gdzie? Aby odpowiedzieć na to pytanie, Lavoisier ponownie zważył suche naczynie, którego masa spadła. Po ustaleniu, że ciężar naczynia zmienił się na tyle, że pojawiła się w nim „ziemia”, eksperymentator zdał sobie sprawę, że stała pozostałość, która wprawiała jego kolegów w zakłopotanie, po prostu wyciekała ze szkła i nie mogło być mowy o jakimkolwiek cudownym przemiany wody w ziemię. Tutaj zachodzi ciekawy proces chemiczny. A pod wpływem wysokich temperatur przebiega znacznie szybciej.