Страница 4 из 29
Как бы там ни было, для Антуана составление геологической карты стало настоящим путешествием-посвящением. С Геттаром он научился рутинной работе с почвой, важности систематического сбора данных, составлению таблиц, распределению информации, написанию отчетов и подведению итогов. Антуана снова очаровала химия, то же чувство он испытывал во время демонстраций Руэля. За время этих поездок по Франции Лавуазье изучил свойства веществ, из которых состояли минералы, что, по мнению некоторых биографов, склонило его научные интересы в пользу химии, а не физики (хотя молодой человек опирался в исследованиях разных материальных тел на строгую научную систему, которая принадлежала не химии, но математике и физике). После этого опыта на протяжении всей своей научной деятельности он никогда не делал выводов, не основанных на данных, тщательно записанных и полностью проверенных авторитетными людьми, а желательно им самим. Антуан не принимал теорий, которые не были бы подтверждены опытным путем.
Лавуазье всегда был очарован красотой кристаллов, но не только восхищался их внешним видом, но и пытался определить, как он связан с их свойствами. Парижский гипс особенно привлекал его внимание. В Древнем Египте из-за гибкости данный минерал использовали в основном для украшений, а в XVIII веке в Париже его широко применяли для штукатурки стен зданий. Парижский гипс в изобилии имелся в больших карьерах Монмартра, стены, оштукатуренные им, выглядели гораздо красивее, но особенно привлекательным этот материал был из-за своих огнеупорных свойств. Страшный пожар 1666 года, уничтоживший Лондон, показал уязвимость городов, дома которых были построены из дерева. После этого король издан приказ, обязывающий жителей покрыть стены гипсом, чтобы уберечь здания от огня.
Лавуазье стремился узнать точное соотношение между составляющими веществ, которые превращались одно в другое и должны были иметь очень похожий состав. Он хотел понять суть процесса, известного сегодня как «затвердевание» — когда белая мягкая масса превращается в твердое тело, пусть даже легкое и хрупкое. Результаты этой работы Лавуазье представил Академии наук в 1765 году. Это стало началом очень плодотворных отношений между исследователем и научным учреждением.
Первый доклад, который Лавуазье сделал в Академии наук, был посвящен парижскому, или штукатурному, гипсу. Ученого привлекли в этом материале любопытные формы кристаллов (симметричные соединения кристаллов-«близнецов») и то, что он мог превращаться в другие вещества под простым воздействием тепла или при контакте с водой.
Другой француз, Анри Ле Шателье (1850-1936), веком позже открыл, что химические соединения на основе гипса являются сульфатом кальция (CaSO4), который при нагреве теряет связанную с ним воду и меняет свойства, в том числе и твердость. Так, при участии двух молей воды и одного моля сульфата кальция получается гипс — одно из самых мягких веществ, которое, стоит его намочить, становится податливым и тягучим. Половина моля воды и один моль сульфата кальция образуют парижский гипс; стоит полностью избавиться от воды — и образуется ангидрид. В химических реакциях, описывающих превращение составляющих вещества в другие элементы, используется терминология, очень похожая на предложенную некогда Лавуазье. Эти реакции выглядят следующим образом:
CaSO4 • 2H2O+нагрев ↔ CaSO4 • ½H2O+1½H2O.
CaSO4 • ½Н2O + нагрев ↔ CaSO4 (ангидрит) + ½Н2O.
Селенит — разновидность гипса, образованная из прозрачных кристаллов.
Пока Лавуазье работал над исследованием гипса, результаты которого должен был представить в Академию наук, последняя организовала конкурс на лучший проект освещения города. Премия победителю составляла 2000 ливров. Несколько позднее внимание ученого также привлекла проблема снабжения города водой. Хотя целью этих проектов было решение технических проблем, Лавуазье не переставал думать о связанных с ними явлениях — горении и природе воды. Предложения Лавуазье по освещению и обеспечению водой большого города не были приняты. Однако знания, которые он получил во время этой работы, заложили основы, позволившие ему впоследствии сделать химию отдельной наукой.
Лавуазье взялся за проект освещения с энергией и решительностью, присущими всем его исследованиям. Он начал с изучения видов освещения того времени — масляных ламп и свечей. Ученый также изучил эффективность используемых предметов и материалов, каждый раз пытаясь найти лучшее соотношение стоимости и качества. Для точного определения этого соотношения он закрылся на шесть недель в абсолютно темной комнате, чтобы глаза смогли различать самые незначительные нюансы интенсивности света. Хотя в ходе этого оригинального и точного исследования Лавуазье получил выдающиеся результаты, премию ему не вручили: по мнению комиссии, это было бы слишком большой честью для столь молодого человека.
Академия наук была основана в 1666 году Жаном-Батистом Кольбером, министром Людовика XIV, по образцу научных учреждений других стран — главным образом по образцу Лондонского королевского общества. Она должна была способствовать развитию и прогрессу науки и выполнять консультативные функции при правительстве.
Но, как и для всех учреждений, созданных в царствование Короля-Солнца, истинным ее призванием являлось восхваление монархии. Однако собранные в Академии наук исключительные знания позволили ей находиться на расстоянии от придворных интриг, и скоро она превратилась в одно из самых уважаемых научных учреждений Европы. В 1699 году Людовик XIV снабдил ее первым уставом, согласно которому академики назначались королем по предложению Академии, и предоставил ей помещение в Лувре. В Академию наук входили, в порядке важности, 12 почетных членов, избираемых из знати, 18 действительных членов, 12 членов-корреспондентов и 12 адъюнктов, пропорционально разделенных по областям знаний: геометрия, астрономия, механика, анатомия, химия и ботаника. Такой была Академия наук, когда в 1766 году 25-летний Лавуазье вступил в нее в самом скромном ранге — адъюнкта. Он получил право присутствовать на заседаниях по средам и субботам с 15.00 до 17.00, и, кроме того, Лавуазье с самого начала вошел в многочисленные комитеты, по результатам работы которых он написал множество отчетов. Его научная жизнь стала украшением Академии, Лавуазье являлся важным ее членом вплоть до 8 августа 1793 года, когда Национальный Конвент упразднил академии. Позднее Конституцией 1795 года был создан Институт Франции, который объединил в себе все академии.
Визит Людовика XIV в Академию в 1671 году, гравюра Себастьяна Леклерка.
В конечном итоге конкурс выиграла компания, которая и должна была заняться освещением города. Но все же работу Лавуазье оценили: король Людовик XV пожаловал ему золотую медаль. Антуану ее вручил президент Академии во время торжественной церемонии в апреле 1766 года, незадолго до 23-го дня рождения ученого. Растущая страсть Лавуазье к науке и публичное признание его работы вдохновили его на попытку стать членом Академии. Его кандидатуру отклонили, однако было очевидно, что принятие Антуана в ряды этой организации — только вопрос времени. И действительно, ему пришлось подождать всего лишь два года до осуществления своей мечты — стать членом самого престижного научного учреждения Франции.