Глава III. Научная деятельность Лавуазье

Антуан Лоран Лавуазье родился в семье адвоката 28 августа 1743 года. Первые годы жизни ребенок провел в Париже, в переулке Пеке, окруженном садами и пустырями. Мать его умерла, родив еще девочку, в 1748 году, когда Антуану Лорану было всего пять лет. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини. Эта школа была устроена кардиналом Мазарини для знатных детей, но в нее принимали экстернов и из других сословий. Она была самой популярной школой в Париже.

Антуан учился отлично. Как многие из выдающихся ученых, он мечтал сначала о литературной славе и, находясь еще в коллеже, начал писать драму в прозе «Новая Элоиза», но ограничился только первыми сценами. По выходе из коллежа Лоран поступил на факультет права , - вероятно, потому, что его отец и дед были юристами и эта карьера начинала уже становиться традиционной в их семействе: в старой Франции должности обыкновенно передавались по наследству.

В 1763-м году Антуан Лоран получил степень бакалавра, в следующем году - лиценциата прав. Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Он интересовался всем - от философии Кондильяка до освещения улиц. Он впитывал знания, как губка, всякий новый предмет возбуждал его любопытство, он ощупывал его со всех сторон, выжимая из него все, что возможно.

Вскоре, однако, из этого разнообразия начинает выделяться одна группа знаний, которая все более и более поглощает его: естественные науки. Не оставляя своих занятий правом, Антуан Лоран изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в коллеже Мазарини; ботанику - у великого Бернара Жюсье, с которым вместе гербаризировал; минералогию - у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию - у Руэля.

В 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.

В 1769 году произошло событие, в будущем предопределившее трагический конец ученого. Антуан Лавуазье вступил в генеральный откуп товарищем откупщика Бодона, уступившего ему третью часть своих доходов. «Ferme generate» было обществом финансистов, которому государство уступало за известную плату сбор косвенных налогов (винный, табачный, соляной, таможенные и крепостные пошлины). Контракт между откупом и государством заключался на шесть лет, в промежутке между окончанием одного и выработкой другого контракта сбор податей поручался (фиктивно) особо назначенному лицу, «генеральному подрядчику », который давал свое имя новому контракту и по утверждении его уступал право сбора откупщикам. Это была чистая формальность: труды «генерального подрядчика» ограничивались получением четырех тысяч ливров в год в течение шести лет. Таким образом, в распоряжении министра финансов оказывалась синекура, которую он мог подарить кому-нибудь из своих протеже.

Откупщиков ненавидели. Никто не верил в их честность. Они могут воровать, следовательно, они воруют, - так рассуждала публика. Как не погреть руки около общественного ящика? Это сам Бог велел! Таково было общее мнение об учреждении, членом которого стал Лавуазье. Некоторые из его товарищей по академии опасались, что занятия, связанные с новой должностью, пагубно повлияют на его научную деятельность . «Ничего, - утешал их математик Фонтэн, - зато он будет задавать нам обеды».

Устроившись в материальном отношении, Антуан Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика Польза . Женитьба Лавуазье была до некоторой степени избавлением для его невесты. Дело в том, что ее важный родственник, генерал-контролер (министр финансов) Террэ, от которого зависел Польз, во что бы то ни стало хотел выдать ее за некоего графа Амерваля, обнищалого дворянина, славившегося своими кутежами, скандалами и буйным характером и желавшего поправить свои финансы женитьбой на богатой мещаночке. Польз наотрез отказался от этой чести и так как Террэ настаивал, то откупщик решил поскорее выдать дочь замуж, чтобы прекратить всякий разговор о графе. Он предложил ее руку Лавуазье, и последний согласился.

В 1771 году Антуану Лавуазье было 28 лет, а его невесте - 14. Несмотря на молодость невесты, брак оказался счастливым. Лавуазье нашел в ней деятельную помощницу и сотрудницу в своих занятиях. Она помогала ему в химических опытах, вела журнал лаборатории, переводила для мужа работы английских ученых. Даже сделала рисунки для одной из книг.

Известный ученый Артур Юнг, путешествовавший по Франции в 1787 году, интересуясь «познанием всякого рода вещей», побывал также у Лавуазье и оставил такой отзыв о его жене «Г-жа Лавуазье, особа очень образованная, умная и живая, приготовила нам завтрак по-английски, но лучшая часть ее угощения, без сомнения, ее разговор, частью об «Опыте о флогистоне» Кирвана, частью о других предметах, которые она умеет передавать замечательно интересно».

Она гордилась успехами мужа больше, чем он сам. Недостатком ее характера была некоторая вспыльчивость, резкость и высокомерие. Тем не менее они уживались как нельзя лучше, связанные не только любовью, но и главным образом - дружбой, взаимным уважением, общими интересами и общей работой. Детей у них не было.

В жизни Антуан Лавуазье придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.

Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра А. Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками, тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени - Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на устройство приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.

Во второй половине XVIII века химия пребывала в состоянии лихорадочного оживления. Ученые работают не покладая рук, открытия сыплются за открытиями, выдвигается ряд блестящих экспериментаторов. Однако еще предстояло найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований, создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических делений и, наконец, выбросить мусор фантастических теорий, развеять призраки, мешавшие правильному взгляду на природу. Ему принадлежит ряд блестящих открытий, но почти все они были сделаны независимо от него другими учеными. Кислород, например, открыт Байеном и Пристли до Лавуазье и Шееле, независимо от первых трех; открытие состава воды приписывалось, кроме Лавуазье, Кавендишу, Уатту и Монжу.

В научной деятельности Антуан Лавуазье поражает ее строго логический ход . Сначала он вырабатывает метод исследований. Ученый ставит опыт. В течение 101 дня перегоняет воду в замкнутом аппарате. Вода испаряется, охлаждается, возвращается в приемник, снова испаряется и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся? Тем не менее общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В этой работе Лавуазье убеждается во всеоружии своего метода - метода количественного исследования.

Овладев методом, Антуан Лавуазье приступает к своей главной задаче. Его работы, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показывающих, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.

Этот факт - основополагающее, капитальное явление, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь идет здесь о единичном неважном явлении... Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду - в воздухе, земле, организмах - во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах.

Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой - к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда - к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.

В 1775 году Антуан Лавуазье представил академии мемуар, в котором состав воздуха был впервые точно выяснен. Воздух состоит из двух газов: «чистого воздуха», способного усиливать горение и дыхание, окислять металлы, и «мефитического воздуха», не обладающего этими свойствами. Названия кислород и азот были даны позднее.

Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Все кислоты А. Лавуазье рассматривает как соединения неметаллических тел с кислородом: так, с серой он дает серную, с углем - угольную, с фосфором - фосфорную кислоту и т. д..

Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало ему возможность положить основание в фундамент органической химии . Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода. «Таким образом, историю органической химии, как и неорганической, приходится начинать с Лавуазье». (Н. Меншуткин)

Когда основы современной химии были созданы, Лавуазье решил соединить данные своих многочисленных мемуаров в виде сжатого очерка. В 1789 году появился его первый учебник современной химии - явление в своем роде единственное в истории наук: весь учебник составлен по работам самого автора. Работы Антуана Лавуазье захватили не одну только область химии; они знаменуют собою начало новой эры и в физиологии. Лавуазье первым свел явления жизни к действиям химических и физических сил и тем самым нанес сокрушительный удар по теориям витализма и анимизма. Он создал учение о дыхании как медленном окислении, происходящем внутри организма, причем кислород, соединяясь с элементами тканей, дает воду и углекислоту. Обмен газов при дыхании исследован им с такою полнотою, что дальнейшие исследования не прибавили к его данным почти ничего существенного.

Не меньшую важность имело учение Антуана Лавуазье о животной теплоте . Она развивается вследствие сгорания тканей за счет кислорода, поглощаемого при дыхании. Количество поглощаемого кислорода увеличивается на холоде, при пищеварении, а особенно при мускульной работе, то есть во всех этих случаях происходит усиленное горение. Пища играет роль топлива: «если бы животное не возобновляло того, что теряет при дыхании, оно скоро погибло бы, как гаснет лампа, когда в ней истощится запас масла».

Научные исследования и занятия откупом не помешали Лавуазье проявить удивительную энергию в академических делах. Число его докладов (не считая собственно ученых мемуаров) - более двухсот. В 1768 году он избран адъюнктом, в 1772-м Лавуазье стал действительным членом, в 1778-м - пенсионером, в 1785-м - директором академии.

В 1778 году Лавуазье купил имение Фрешин между Блуа и Вандомом за 229 тысяч ливров, затем приобрел и некоторые другие имения (всего на 600 тысяч ливров) и принялся за агрономические опыты, думая, что «можно оказать большую услугу местным земледельцам, давая им пример культуры, основанной на лучших принципах». В своем имении он не скупился на агрономические опыты и постепенно довел свое хозяйство до цветущего состояния.

Плодотворны были и результаты управления Лавуазье пороховыми заводами в 1775-1791 годах. За это дело он взялся со своей обычной энергией.

Во время Французской революции, как один из откупщиков, ученый Антуан Лавуазье попал в тюрьму . 8 мая 1794 года состоялся суд. По сфабрикованному обвинению 28 откупщиков, в том числе и Лавуазье, были приговорены к смертной казни. Лавуазье шел четвертым по списку. Перед ним казнили его тестя Польза. Затем наступила его очередь.

«Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову, - сказал на другой день Лагранж, - но, может быть, столетия будет мало, чтобы произвести другую такую же».

ЛАВУАЗЬЕ (Lavoisier) Антуан Лоран де (26.8.1743, Париж - 8.5.1794, там же), французский химик, член (с 1772) и директор (в 1785) Парижской АН. Окончил Коллеж Мазарини (1761) и юридический факультет Парижского университета (1764). Одновременно изучал естественные науки; в 1764-66 слушал лекции по химии профессора парижского Ботанического сада Г. Руэля. В 1766 году Парижская Академия Наук наградила Лавуазье золотой медалью за представленную конкурсную работу, темой которой было изыскание наилучшего способа освещения больших городов. В 1763-67 участвовал в геологических экспедициях французского геолога и минералога Ж. Геттара, помогая ему в составлении Минералогического атласа Франции. В 1768 году Лавуазье вступил в Компанию откупов - организацию финансистов, которая брала на откуп государственные налоги. Будучи откупщиком, приобрёл огромное состояние, часть которого потратил на научные исследования. В 1775-91 директор Управления порохов и селитр. В пороховом арсенале Лавуазье на собственные средства создал химическую лабораторию, в которой выполнил почти все свои исследования; лаборатория стала одним из главных научных центров Парижа. Лавуазье принимал участие в работе различных общественных организаций и комиссий: общества и комитета земледелия (1783-1788), Национального казначейства (с 1789), Совещательного бюро искусств и ремёсел (с 1791), Комиссии мер и весов (с 1790) и др. В 1791 году Компания откупов была упразднена; в 1793 Лавуазье в числе её участников был арестован и предан суду. Несмотря на петиции от Совещательного бюро искусств и ремёсел, заслуги Лавуазье перед Францией и его научную славу, революционный трибунал обвинил Лавуазье в участии в заговоре с врагами Франции против французского народа; по приговору трибунала Лавуазье был казнён (гильотинирован). В 1796 году признан несправедливо осуждённым.

Лавуазье - один из основоположников классической химии. В начале 1770-х годов выполнил систематические экспериментальные работы по изучению процессов горения, в результате которых пришёл к выводу о несостоятельности господствовавшей в то время теории флогистона. Получив в 1774 году (вслед за К. Шееле и Дж. Пристли) кислород и сумев осознать значение этого открытия, Лавуазье разработал основы кислородной теории горения (1777). Новая теория, в отличие от алхимической традиции и флогистонной теории, трактовала горение не как разложение тела, а как процесс его соединения с частью воздуха. В 1775-77 доказал сложность состава атмосферного воздуха, состоящего, по его мнению, из «чистого воздуха» (кислорода) и «удушливого воздуха» (азота). В 1783 году совместно с Ж. Мёнье доказал сложность состава воды, установив, что вода состоит из кислорода и «горючего воздуха» (водорода); в 1785 году они же синтезировали воду из водорода и кислорода. Кислородная теория была встречена европейскими учёными враждебно; с её критикой выступили французский химик П. Макер, английский учёный Р. Кирван; в Берлине труды Лавуазье были преданы сожжению. Тем не менее, новая теория горения довольно быстро получила широкое признание среди естествоиспытателей; её поддержали математики П. Лаплас и Г. Монж, химики К. Бертолле, Л. Гитон де Морво и А. Фуркруа.

В 1786-87 годах Лавуазье совместно с Гитон де Морво, Бертолле и Фуркруа по поручению Парижской Академии Наук разработал новую систему химической номенклатуры. В её основу был положен принцип построения названия вещества по названиям тех элементов, из которых вещество состоит. Основные принципы этой номенклатуры используются до настоящего времени.

В 1789 году Лавуазье издал «Начальный учебник химии», основанный на кислородной теории горения и новой химической номенклатуре. Химия определялась как наука о составе веществ, об их анализе. В учебнике Лавуазье привёл первый в истории новой химии список химических элементов («Таблицу простых тел»), разделённых на четыре типа: простые вещества, относящиеся ко всем царствам природы (в том числе «невесомые флюиды» - свет и теплород), металлы, неметаллы и так называемые земли. На основании абсолютной инертности земель к кислороду высказал предположение о том, что земли представляют собой оксиды неизвестных элементов, впоследствии полностью подтвердившееся. Тем не менее, Лавуазье отнёс земли к простым телам, поскольку исходил из эмпирико-аналитической концепции химического элемента и считал элементарными те вещества, которые не могут быть разложены на более простые составные части; при этом Лавуазье отвергал неэмпирические рассуждения об атомах, само существование которых невозможно подтвердить опытным путём.

Как и Р. Бойль, Лавуазье считал, что свойства вещества определяются его составом; всякое качественно определённое химическое вещество имеет точно определённый и свойственный только ему количественный состав. Созданная Лавуазье рациональная классификация химических соединений основывалась, во-первых, на различии в элементном составе соединений и, во-вторых, на характере их свойств (кислоты, основания, соли, солеобразующие вещества, органические вещества). В 1778 предложил кислородную теорию кислот, которые рассматривал как соединения различных радикалов с кислородом; соли, по его мнению, образуются соединением кислоты с основанием.

Лавуазье ввёл в химию строгие количественные методы исследования. В 1789 году на основе экспериментальных исследований количественного состава веществ и соотношения масс реагентов и продуктов реакции Лавуазье сформулировал закон сохранения массы. С 1790 года принимал участие в разработке рациональной системы мер и весов - метрической.

Лавуазье является одним из основоположников термохимии. В 1780 году совместно с П. Лапласом показал, что теплота разложения соединения равна теплоте его образования (закон Лавуазье - Лапласа), предложил термин «калориметр». В 1782-83 Лавуазье и Лаплас выполнили первые определения теплоёмкости многих тел и теплот горения ряда веществ.

Лавуазье разработал систематику органических соединений, определив их как соединения кислорода с углеродными радикалами; заложил основы органического анализа. Высказал предположение о том, что уксусная кислота образуется в результате окисления винного спирта кислородом воздуха. Положил начало применению физико-химических методов исследования к биологии. Доказал (1783-84, совместно с Лапласом), что процесс дыхания подобен горению и главным источником теплоты в живом организме является образование углекислого газа при дыхании.

В 1789 году Лавуазье совместно с К. Бертолле и другими учёными основал одно из первых химических периодических изданий - журнал «Annales de chimie».

Соч.: Traité élémentaire de chimie, présenté dans un ordre nouveau et d’après les découvertes modernes. Р., 1789. Vol. 1-2. Brux., 1965.

Лит.: Дорфман Я. Г. Лавуазье. 2-е изд. М., 1962; Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. М., 1969; Биографии великих химиков. М., 1981.

Лавуазье интересные факты из жизни французского естествоиспытателя, основателя современной химии собраны в этой статье.

Антуан Лавуазье интересные факты

Лавуазье родился в богатой аристократической семье. Когда ему было пять лет, его мать умерла. Его отец хотел, чтобы он стал адвокатом.

Он изучал юриспруденцию, но больше интересовался ботаникой, геологией, минералогией и химией. Вскоре он отказался от юриспруденции и посвятил жизнь науке.

Он изучил состав кислорода и водорода. Антуан Лавуазье изучил и предсказал существование кремния.

Доказал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ (т.е. что дыхание подобно горению).

Именно Лавуазье паписал первый учебник современной химии.

У него была склонность к точности. Это сыграло важную роль в формулировании метрической системы мер и весов, которая и широко используется сегодня.

В 1766 году король Франции наградил Антуана Лавуазье золотой медалью за работу, основанную на проблемах, связанных с освещением улиц Парижа.

В 1771 году Антуан Лавуазье женился на 14-летней Мари Энн Пьерретт Ползе. Она была дочерью члена налоговой фирмы, в которой он работал. Жена Лавуазье сыграла решающую роль в его научной карьере, перевела английские химические работы на французский язык, помогла в лабораторной работе и рисовала диаграммы научных работ.

Антуан Лавуазье начал делать геологическую карту Франции в 1769 году, которая позже считалась важным инструментом промышленного развития страны.

Антуан Лавуазье был первым, кто доказал, что форма материи может измениться, но ее масса останется прежней.

В 1775 году он назначен директором Управления порохов и селитр. Его усилия привели к улучшению качества и количества произведенного французского пороха. Он стал богатым источником дохода для правительства.

Пороховым делом Лавуазье управлял до 1791 года. Он жил в пороховом арсенале; здесь же помещалась и его лаборатория, из которой вышли почти все его химические работы. Лаборатория Лавуазье была одним из главных научных центров Парижа того времени. В ней сходились представители различных отраслей знания, для обсуждения научных вопросов, сюда же приходили и начинающие молодые работники науки учиться у Лавуазье.

В юности Антуан Лавуазье участвовал в конкурсе Академии наук на лучший способ освещения улиц. Чтобы увеличить чувствительность глаз, он обил свою комнату черной материей. Приобретенное новое восприятие света Антуан описал в работе, которую подал в Академию, и получил за нее золотую медаль. За научные исследования в области минералогии его в 25 лет избрали членом Академии. Разносторонне развитый, он успешно занимался финансовыми операциями, но особенно увлекался химией. Он сделал много открытий, по нраву стал основоположником современной химии и многое совершил бы. если бы не радикализм Великой французской революции.

Антуан родился в Париже в обеспеченной семье, отец был прокурором парижского парламента, матери он почти не знал. Отец обратил внимание на способности сына и поместил его в лучшее учебное заведение того времени, колледж Мазарини, в котором обучались дети знатных особ. После окончания колледжа Антуан стал слушать лекции на факультете права в университете и защитил степень лиценциата прав. Но юридические науки его не прельщали, он больше интересовался математикой, химией, минералогией, однако на эти исследования нужны были большие деньги.

В 1768 году, когда его избрали членом Французской академии, Лавуазье вступил в Главный откуп — общество по сбору налогов. Из суммы собранных налогов члены общества получали от 6 до 10 процентов. Лавуазье мог проводить опыты, приобретая дорогое оборудование. Тогда же Антуан женился на Марии Анне Польз — дочери своего товарища по откупу. Брак оказался удачным. Жена, моложе его на 14 лет, была любящей и деловой женщиной. Она вела его лабораторные журналы, переводила для мужа с английского научные статьи, рисовала и гравировала чертежи.

Лавуазье был счастлив. Он имел богатый дом, деньги, прекрасную жену и всецело погрузился в любимую работу. Будучи по натуре очень дисциплинированным человеком, свой день он расписал по часам. С 6 до 9 Лавуазье занимался в своей лаборатории, которую оборудовал самыми новыми приборами, затем переходил к финансовым делам. С 7 и до 9 вечера снова в лаборатории проводил опыты. Один день в неделю он занимался только химией.

В 1775 году министр Тюрго назначил Лавуазье управляющим по усовершенствованию порохового дела во Франции. Первым делом Лавуазье организовал экспедиции по поиску селитры, затем занялся анализом ее состава и отысканием способа ее очистки от примесей. Он предложил Академии премию за лучшую работу по дешевому способу производства селитры. В результате к 1788 году производство пороха во Франции увеличилось больше чем в два раза. Лавуазье принадлежит открытие горения. Он установил, что это интенсивный химический процесс окисления, который сопровождается выделением тепла и свечением. Горючим веществом выступает кислород с органическим веществом. Кислородная теория горения совершила революцию в химической науке.

Лавуазье был вездесущ. Ему принадлежит способ отбеливания тканей хлором, он устроил возле Парижа опытное поле для проведения там агрономических экспериментов с целью получения качественного и высокого урожая. Изучив экономическое положение Франции, он подготовил так называемый Мемуар, памятку, в которой отразил имеющиеся природные богатства страны, в том числе минералогические. В 1791 году он представил свой Мемуар Национальному собранию, на его основе можно было рационально вести учет налогов.

Лавуазье еще многое мог бы сделать для Франции, для науки. Но Великая французская революция 1789-1794 годов поставила точку в его деятельности и жизни. В 1794 году депутат Бурдон потребовал немедленного предания суду бывших участников откупа, которых считали служителями королевской власти, стало быть, врагами народа. В конце ноября Лавуазье был арестован. Ни заслуги перед родиной, ни научная слава не повлияли на решение судей. Председатель трибунала Коффиналь заявил, что Республика не нуждается в ученых. В числе других откупщиков Лавуазье отправили на гильотину.