Историческая записка лорда Брума об открытии состава воды

Нет никакого сомнения, что исследования о составе воды начались в Англии опытами Варлтира, упоминаемыми в пятом томе сочинений Пристлея. Кавендиш именно говорит, что эти опыты подали ему мысль заниматься тем же предметом («Фил. транз.» 1784 г., стр. 126). Варлтир с помощью электрической искры сжигал в закрытом сосуде смесь оксигена с гидрогеном. Опыты, как говорят, показали:

1) ощутительную потерю веса,
2) стенки сосуда покрывались какой-то жидкостью.

Уатт ошибся (примечание на стр. 322 его записки), сказав, что образование жидкости в первый раз было замечено Кавендишем: сам Кавендиш (стр. 127) объявил, что Варлтир видел небольшой осадок жидкости, и сослался на пятый том Пристлея. Кавендиш не подтвердил потери веса и прибавляет: «То же самое получил Пристлей»^*, и осаждающаяся жидкость не содержит никакой нечистоты (ни одной частицы сажи или черного вещества)». После многих опытов Кавендиш убедился, что если сжигается смесь обыкновенного воздуха с воздухом горючим, составленная из 1000 частей первого и 423 частей второго, то около пятой части обыкновенного воздуха и почти весь горючий воздух теряют свою упругость, и, сжимаясь, образуют росу, покрывающую стекло... Испытав росу, Кавендиш нашел, что она — чистая вода... Отсюда он заключил, что почти весь горючий воздух и около шестой части обыкновенного воздуха превращаются в воду.

Кавендиш таким же образом сжигал смесь горючего воздуха с воздухом дефлогистированным (гидрогена с оксигеном); осаждавшаяся жидкость всегда была более или менее кисловата, когда газ, сжигаемый с горючим воздухом, содержал более или менее флогистона. Эта была селитряная кислота.

Кавендиш доказал, что «почти весь горючий воздух и воздух дефлогистированный превращаются в чистую воду, и если можно получить совершенно чистые газы, то уже сгущается все их количество». Когда обыкновенный и горючий воздух, сгоревши, не дают кислоты, тогда, по мнению автора, это бывает по причине малого тепла.

Кавендиш объявляет, что его опыты, кроме относящихся до кислоты, были сделаны летом 1781 г., и что Пристлей знал о них. Кавендиш прибавляет: «Один из моих друзей последней весной (1783 г.) сказал кое-что Лавуазье и также сообщил ему выведенное мной заключение, именно: воздух дефлогистированный есть чистая вода без флогистона. Но Лавуазье совершенно отвергал это мнение до тех пор, пока не решился повторить опыты, и все еще с трудом верил, что все количество газов превращается в воду».

Упоминаемый друг был доктор, а потом сир Карл Благден. Замечательно, что этих слов Кавендиша не было в его оригинальной записке, представленной Королевскому Обществу. Записка, кажется, была писана рукой самого автора, но в ней первоначально не находились §§ 134, 135, они прибавлены с указанием, где их нужно поместить, и написаны не рукой Кавендиша, а Благденом. Он-то обязан объяснить все, касающееся Лавуазье, потому что Кавендиш никогда не вел прямой переписки с французским химиком.

Записка Кавендиша была прочитана 13 января 1784 г. и помещена в томе «Философских транзакций», вышедшем через полгода.

Записка Лавуазье (см. том «Записок парижской академии» на 1783 г.) была прочитана в ноябре и декабре 1783 г., имела много изданий и в первый раз явилась в свет в 1784 г.

Эта записка содержит отчет об опытах в июне 1783 г., при которых, замечает Лавуазье, присутствовал Благден, и тут же прибавляет, что этот английский физик уведомил его, что «Кавендиш, сжигая в закрытом сосуде горючий воздух, получил весьма приметное количество воды». Но Лавуазье нигде не говорит, что Благден упоминал о заключении Кавендиша из его опытов.

Лавуазье положительно утверждает, что вес воды равен весу двух сжигаемых газов, если, против собственного его мнения, не присваивать ощутительного веса теплу и свету, отделяющихся при опытах.

Это показание не согласно со словами Благдена, который, по всей вероятности, написал их в опровержение рассказа Лавуазье по прочтении записки Кавендиша в Обществе, и когда том «Записок академии наук» не дошел до Лондона. Этот том был издан в 1784 г. и, без сомнения, не мог явиться в Лондон ни в то время, когда прочитана записка Кавендиша, и ни в то время, когда автор составлял ее. Сверх того, нужно заметить, что в прибавлении к манускрипту записки Кавендиша, писанном рукой Благдена, упоминается только о сообщении его опытов Пристлею и сказано, что опыты сделаны в 1781 г.; о времени же сообщения их не упомянуто. Также умолчано, что заключение, выведенное из опытов, было сообщено Пристлею вместе с этими опытами; а между тем Благден уверяет, что он летом 1783 г. рассказывал Лавуазье о самом заключении. Французский же химик в своей записке, составленной прежде апреля 1783 г. и прочитанной в июне того же года, совсем ничего не говорит о теории Кавендиша, хотя ссылается на его опыты.

Из всего этого следует:

1. Кавендиш в своей записке, прочитанной в Королевском Обществе 13 января 1784 г., описал главный опыт над сожжением оксигена и гидрогена в закрытых сосудах и упоминает о получаемой при этом воде.

2. В этой же записке Кавендиш заключает из своих опытов, что упомянутые газы превращаются в воду.

3. В прибавлении Благдена, сделанном с согласия Кавендиша, его опыты отнесены к лету 1781 г. Тут же, без означения времени, говорится о сообщении их Пристлею, но умолчано о сообщении выведенного из них заключения, даже нет ни слова о времени, когда это заключение пришло на ум Кавендишу. Все это должно считать важным опущением.

4. В одном из прибавлений Благдена заключение Кавендиша выражено таким образом: оксиген есть вода, лишенная флогистона. Это прибавление позже получения в Англии записки Лавуазье.

Еще можно заметить, что в другом прибавлении к записке Кавендиша, писанном рукой этого химика и, без сомнения, после получения в Англии записки Лавуазье, Кавендиш, согласно с Лавуазье, в первый раз сказал, что вода состоит из оксигена и гидрогена. Можно возразить, что нет никакой разницы между этим последним и прежним выражением, потому что стоит только флогистон считать гидрогеном, но последнее выражение совершенно ясно и не заключает в себе ничего двусмысленного. Притом, в оригинальной записке, прочитанной в Королевском Обществе до получения записки Лавуазье, Кавендиш говорит, что горючий воздух справедливее считать «флогистированной водой» нежели «чистым флогистоном» (стр. 140).

Посмотрим теперь, какое участие принимает Уатт в том же вопросе. Здесь числа играют существенную роль.

Кажется, что Уатт в письме к доктору Пристлею от 26 апреля 1783 г. рассуждал о сожжении двух газов в закрытых сосудах и дошел до следующего заключения: «Вода составлена из дефлогистированного воздуха и флогистона, потерявших часть их скрытого тепла»^**.

Пристлей отдал письмо Бенксу с просьбой прочитать его в одном из ближайших заседаний Королевского Общества. Но Уатт просил, чтобы чтение отложили, желая увериться в согласии его теории с новейшими опытами Пристлея. Наконец письмо было прочитано в апреле 1784 г.¹ Это письмо Уатт поместил в записке, посланной им к Делюку 26 ноября 1783 г.², прибавив к нему много всяких рассуждений, сохранив, однако, всю его оригинальность. Эта записка была напечатана, и в ней прибавления отмечены извращенными запятыми. В них-то содержится теория Уатта. Тут же находим, что письмо было сообщаемо многим членам Королевского общества, когда в апреле 1783 г. дошло оно до доктора Пристлея.

В записке Кавендиша, прочитанной без упомянутых прибавлений, нет ни малейшего намека на теорию Уатта, но о ней упомянуто в прибавлении, написанном рукой Кавендиша после чтения писем Уатта («Философ. транзакции» на 1784 г., стр. 140). В этом прибавлении Кавендиш предлагает причины, по которым он умолчал об освобождении скрытого тепла, но знал ли он письмо Уатта к Пристлею от апреля 1783 г.? Или он видел только письмо к Делюку от 26 ноября 1783 г.? Об этих обстоятельствах в прибавлении нет ни слова, хотя оба письма напечатаны в «Философских транзакциях». Письмо к Пристлею долгое время (два месяца после записки Уатта) оставалось у Бенкса и у других членов Королевского Общества, как видно из примечания на стр. 330. Итак, трудно предположить, что Благден, секретарь Общества, не видел записки Уатта, потому что он, без сомнения, получил ее от Бенкса как назначенную для чтения в Обществе. Прибавим еще, что письмо хранилось в архивах этого Общества под ответственностью Благдена, и потому невозможно, чтобы человек, сообщивший Лавуазье теорию Кавендиша, не сказал самому Кавендишу, что ту же теорию предложил Уатт еще в апреле 1783 г. Теории тождественны, с той только разницей, что Кавендиш дефлогистированный воздух называет водой, лишенной своего флогистона, Уатт же говорит, что вода состоит из дефлогистированного воздуха и флогистона.

Нужно заметить, что в теории Уатта содержится та же неопределенность, та же сбивчивость, как и в теории Кавендиша, происходящая от неопределенного слова флогистон^***. Нельзя решить, разумеет ли Кавендиш под флогистоном простой горючий воздух или он склоняется к тому мнению, что горючий воздух состоит из воды и флогистона. Уатт в обоих письмах определенно говорит, что горючий воздух содержит небольшое количество воды и много элементарного тепла.

Эти выражения обоих знаменитых людей показывают некоторое колебание в вопросе о составе воды. Если бы Уатт и Кавендиш точно понимали, что вода есть соединение двух газов, лишенных их скрытого тепла, соединение оснований горючего и дефлогистированного воздуха, если бы эта идея была в их уме столь же ясной и определенной, как в уме Лавуазье, то они выразились бы так же ясно и определенно³.

Касательно Уатта мы еще заметим:

1. Нет доказательств, чтобы кто-нибудь прежде Уатта предложил теорию состава воды.

2. Эту теорию Уатт изложил в 1783 г. яснее, нежели Кавендиш в записке, прочитанной в Королевском Обществе в январе 1784 г. Приняв в расчет освобождение скрытого тепла, Уатт сообщил своей теории большую точность.

3. Нет никакого доказательства, никакого намека, из которого можно заключить, что теория (Благден называет ее заключением) Кавендиша была сообщена Пристлею прежде письма Уатта от 26 апреля 1783 г., и еще несомненнее, что знаменитый инженер ничего не слыхал о составе воды ни от Пристлея, ни от кого-нибудь другого.

4. Теория Уатта была известна членам Королевского Общества за несколько месяцев прежде записки Кавендиша, за восемь месяцев прежде ее представления в это Общество. Из чисел, которые перед нашими глазами, мы заключаем, что Уатт первый заговорил о составе воды.

3. Наконец, привязанность к учению о флогистоне, какая-то робость расстаться со старым, укоренившимся мнением, воспрепятствовали Уатту и Кавендишу отдать полную справедливость собственной их теории^****, а между тем Лавуазье, разорвавший старые цепи, первый предложил новую теорию во всем ее совершенстве.

Весьма возможно, что из трех ученых ни один не имел сведений о трудах двух прочих, и все трое в одно время из опытов вывели заключение о составе воды из двух газов^5*.

Теперь остается объявление Благдена, будто бы он сообщил Лавуазье теорию Кавендиша прежде, нежели французский химик сделал свой окончательный и решительный опыт. Это объявление вставлено в саму записку Кавендиша⁴. Оно явилось в свет с «Транзакциями» и, кажется, Лавуазье никогда не опровергал его, хотя оно противоречит его собственному рассказу.

Несмотря на усердные хлопоты Благдена о первенстве своего друга и покровителя, он не может доказать, что Уатт составил свою теорию после того, как услыхал о теории Кавендиша.

Остается также в сомнении, имел ли Кавендиш сведение о труде Уатта до составления своей записки, хотя невероятно, чтобы Благден и другие члены Общества, знавшие письмо Уатта, не сказали о нем Кавендишу. Можно еще прибавить, что Благден в прибавлениях к записке Кавендиша, написанных его собственной рукой, не говорит, что его покровитель сделал заключение о составе воды прежде апреля 1783 г., хотя в другом прибавлении упоминается теория Уатта.

Итак, вопрос о времени, в которое Кавендиш вывел заключение из своих опытов, остается в совершенной темноте, и потому небесполезно обратить внимание на поступки этого химика, когда он сообщал свои открытия Королевскому Обществу.

Комитет этого Общества, в котором участвовал Джилпин, делал ряд опытов над образованием селитряной кислоты. Этот комитет, состоявший под управлением Кавендиша, хотел убедить сомневавшихся в составе упомянутой кислоты, случайно указанном в его записке января 1784 г. и потом пространно описанном в записке в июне 1785 г. Опыты производились от 6 декабря 1787 г. до 19 марта 1788 г., а записка Кавендиша была прочитана 17 апреля 1788 г., т. е. чтение и печатание записки следовали через месяц после окончания опытов.

Кирван представил опровержение на записку Кавендиша о составе воды 5 февраля 1784 г. Ответ Кавендиша был прочитан 4 марта 1784 г.

Опыты о плотности Земли продолжались от 5 августа 1797 г. до 27 мая 1798 г. Записка о них читалась 27 июня 1798 г.

Опыты, содержащиеся в записке об эвдиометрии, относятся к последней половине 1781 г., а сама записка была прочитана в январе 1783 г. Здесь промежуток больше, нежели во всех предыдущих сообщениях Кавендиша. Но по свойству предмета, вероятно, автор производил другие опыты в 1782 г.

Все заставляет думать, что Уатт обдумывал свою теорию в течение немногих месяцев или недель до апреля 1783 г. Нет сомнения, то Уатт считал ее своей собственностью, потому что он не говорит, чтобы до него доходили слухи о подобной теории Кавендиша.

Нельзя предположить, чтобы Благден не слышал о теории Кавендиша прежде письма Уатта, если бы эта теория действительно предшествовала письму, и чтобы Благден умолчал о столь важном обстоятельстве.

Наконец, необходимо заметить, что Уатт совершенно положился на Благдена относительно исправного издания своей записки. Это видно из еще существующего письма Уатта к Благдену^6*.

Примечания

*. В примечании Кавендиша к стр. 127, кажется, подразумевается, что Пристлей не заметил никакой потери веса, но этого я не нашел ни в одной записке бирмингемского химика.

Первые опыты Варлтира над сжиганием газов были производимы в медном шаре, вес которого 398 грамм и объем 170 см. Химик хотел узнать, «имеет ли тепло вес или не имеет».

Варлтир сперва описывает способы смешивать газы и приспособлять весы, потом говорит: «Я всегда точно уравновешивал сосуд, наполненный обычным воздухом, чтобы по впущении воздуха горючего, разность веса позволяла мне судить, что смесь ее составлена в желаемой пропорции весов. Пропускаемая электрическая искра нагревала шар. По охлаждении его комнатным воздухом, я опять его взвешивал и всегда находил потерю веса, но разную в разных опытах. Средняя потеря была 129 миллиграммов».

Варлтир продолжает: «Я зажигал мои газы в стеклянных сосудах, как потом вы (Пристлей) сами делали, и я, как вы, заметил, что сосуд, бывший чистым и сухим до взрыва, покрывался после него росой и черным веществом».

Сообразив все сказанное мной, можно спросить: Пристлею ли принадлежит наблюдение над образованием росы?

В некоторых примечаниях к письму корреспондента Пристлей подтверждает потерю веса и прибавляет: «Однако я не думаю, чтобы смелое предположение о весе скрытого тепла можно допустить без опытов в большем размере. Если это подтвердится, то будет узнана важная физическая истина, и открытие принесет большую честь проницательности Варлтира.

Нужно еще сказать, — продолжает Пристлей, — что Варлтир, увидев росу на поверхности стеклянного сосуда, заключил, что этим подтверждается его давнишнее мнение, а именно: из обыкновенного флогистированного воздуха освобождается содержащаяся в нем влажность».

Итак, очевидно, что Варлтир объяснял росу просто механическим отделением гигрометрической воды, содержащейся в обыкновенном воздухе (примечание Уатта-сына).

**. Из неизданной записки Уатта очевидно, что теорию состава воды он придумал уже в 1782 г. и даже еще раньше. Притом в своей записке 21 апреля 1783 г. он объявляет, что еще до его собственных опытов Уатт считал воздух изменением воды и подробно описал опыты, на которых основывал свое мнение (Уатт-сын).

***. В записке от 26 ноября 1783 г. (стр. 331) находится следующее примечание Уатта: «До опытов Пристлея Кирван доказал, что горючий воздух есть, вероятно, истинный флогистон в форме воздуха. Хотя доказательства Кирвана мне кажутся убедительными, однако их следует проверить прямыми опытами».

****. От Уатта, в первый раз принявшегося за перо и обремененного делами по фабрике и по торговле, нельзя ожидать, чтобы он мог спорить с красноречивым и опытным пером Лавуазье. Но заключение его теории (стр. 331) мне кажется таким же ясным и замечательным, как заключения знаменитого французского физика. Впрочем, я не считаю себя беспристрастным судьей (Уатт-сын).

5*. Возможно: но исследования лорда Брума не позволяют заключить о действительности такого случая. Как ни судите, а на Кавендише всегда остается подозрение в утайке заимствования чужой мысли.

6*. Примечания Уатта-сына находятся в манускрипте, полученном мной от лорда Брума, который просил меня напечатать их как полезное дополнение к его труду (Араго).

1. Письмо к Пристлею было прочитано 22 апреля 1784 г.

2. Без сомнения, женевский физик получил записку в Лондоне. Она оставалась у него до того времени, когда Уатт услышал о чтении в Обществе записки Кавендиша. С тех пор отец мой всячески старался, чтобы записка для Делюка и письмо к Пристлею от 26 апреля 1783 г. были немедленно прочитаны в том же Обществе. Требование Уатта исполнили 29 апреля 1784 г. (Уатт-сын).

3. На стр. 31 «Транзакций» Уатт говорит: «Теперь не можем ли заключить, что вода состоит из дефлогистированного воздуха и флогистона, лишенных одной части их скрытого или элементарного тепла; что дефлогистированный или чистый воздух есть вода без флогистона, соединенная с элементарным теплом или светом, и что тепло и свет содержатся в ней скрытно, потому что они не действуют ни на термометр, ни на глаза? Если свет есть только изменение тепла, или особенный его вид, или составная часть горючего воздуха, то чистый или дефлогистированный воздух есть вода без флогистона, соединенная с элементарным теплом».

Неужели эти слова не столь же ясны, не столь же определены, как слова Лавуазье? (Уатт-сын).

Неясность, которую лорд Брум находит в теории Уатта и Кавендиша, кажется мне недействительной. В 1784 г. умели готовить два постоянных и весьма различных между собой газа, которые одни химики называли чистым воздухом и горючим воздухом, другие же — дефлогистированным воздухом и флогистоном, а некоторые — оксигеном и гидрогеном. От соединения дефлогистированного воздуха и флогистона выходит вода, вес которой равняется весу обоих газов. Итак, вода не есть простое тело, а состоит из того и другого воздуха. Химик, выведший такое заключение, мог иметь неверное понятие о натуре флогистона, но не ошибался в составе воды. Разве сейчас математически доказано, что гидроген — элементарное тело, и что оно, как думали Уатт и Кавендиш, не состоит из радикала и небольшого количества воды (Араго)?

4. Письмо к профессору Крелю, в котором Благден предлагает подробную историю открытия, помещена в «Annalen» в 1786 г. Замечательно, что в этом письме Благден говорит, что он сообщил Лавуазье мнения Кавендиша и Уатта, и последнее имя является в первый раз в рассказе о разговоре секретаря Королевского Общества с Лавуазье (Уатт-сын).