Если мы поймем, из чего «сделаны» разные тела, как они устроены, мы, возможно, сможем осуществлять по своему желанию их превращения друг в друга. Из чего же сделаны разные вещи? Этот вопрос может быть и простым, и очень сложным — в зависимости от того, насколько подробный ответ требуется на него дать.
Можно, например, сказать, что карандаш сделан из дерева, а его грифель — из графита. Стол и стул тоже сделаны из дерева (а может быть, и из пластмассы или металла).
Стакан сделан из стекла, чашка — из фарфора, дешёвая ложка или кастрюля — из алюминия, а гвоздь или иголка — из железа (стали).
Из стали сделан и автомобиль (но, конечно, кроме железа в нём есть и стекло, и пластмасса, и много разных других материалов).
Всё это совершенно правильно (хотя и не всегда легко так же просто сказать, из чего сделаны, например, волосы или кожа человека, вата, какое-нибудь лекарство или мазь в тюбике).
А если теперь спросить, из чего сделаны дерево, стекло, пластмасса, алюминий, железо, а также множество других веществ? Эти вопросы уже не так просты, и мало кто из людей задумывается над ними, полагая их «пустыми и ненужными».
Но если бы люди никогда о подобных вопросах не задумывались, мы бы до сих пор сидели в пещерах и ели сырое мясо…
К счастью, с древних времён существовали философы (в переводе с греческого — «любители мудрости»), которые всю жизнь размышляли над такими вопросами. Древние проводили химические превращения чисто эмпирически — на основании житейского опыта, полученного, как правило, благодаря случайным наблюдениям.
В результате от одного «открытия» (например, способа обжигания глины для получения кирпичей и посуды) до другого (например, способа получения пива из ячменя или красок из растений) могли проходить тысячелетия. Современный инженер, технолог не может долго ждать случайных находок он использует добытые наукой знания, чтобы целенаправленно двигаться вперёд.
И важнейшее из этих знаний — понимание того, как устроено вещество и как происходят превращения веществ.
Сейчас мы можем получить эти знания уже в «готовом виде» — в школе или путём самообразования. Древние же философы до всего были вынуждены доходить сами, своим умом.
И предшествующие поколения почти ничем не могли им в этом помочь.
Так что мы должны только восхищаться учёными и философами прошлого, даже если их теории кажутся нам теперь странными и нелепыми. Попытка объяснить наблюдаемые факты с помощью обобщающей теории — естественный путь развития любой науки.
Первые теории о том, как устроены вещества, почему они такие разные и как могут превращаться друг в друга, появились более 2500 лет назад в Древней Греции. Никаких опытов древнегреческие философы не проводили, практические применения знаний их тоже мало интересовали.
Главное для них было — как и почему всё происходит так, а не иначе. То есть они занимались тем же, чем занимаются современные теоретики — физики и химики.
Древние философы считали, что до всего человек может дойти своим умом, путём строгих логических рассуждений.
И на этом пути они достигли удивительных, выдающихся результатов!
Основополагающую мысль высказал 2,5 тысячи лет назад греческий философ Анаксагор (около 500-428 до и. э.): «Ничто не возникает из ничего, и ничто не исчезает, происходит только перераспределение тех вещей, которые существовали прежде». Это была очень глубокая и по существу правильная идея.
Что же именно существовало вечно и только «перераспределяется», порождая всё огромное разнообразие окружающего мира? Поначалу греческие философы мечтали найти одну-единственную сущность, «первоначало», породившее весь остальной мир. Чем же могла быть эта сущность?
Один из самых ранних ответов на этот вопрос прослеживается в учении греческого философа Фалёса (около 625 — около 547 до н. э.). Фалес считал, что мир, в отличие от легенд и мифов, не сотворен богами, а существует сам по себе. Он полагал, что, поскольку одни вещества могут превращаться в другие, все они «сделаны» из одной и той же «первичной стихии».
Такой «стихией» он называл воду. Действительно, всякий знает, что вода не имеет своей формы, цвета и запаха, что она легко превращается из одного состояния в другое — замерзает в лёд или переходит в пар. Вспомним, что в древности думали, что прозрачные кристаллы кварца — это затвердевший лёд. Если вода может застыть и превратиться в красивый твёрдый минерал, то почему бы таким же способом из неё не могло получиться и всё остальное?
Конечно, древние не знали и никаким способом не могли узнать, что же представляют собой эти первоначала — «стихии». Не все соглашались с Фалесом.
Были философы, которые считали, что первооснова всех вещей — воздух, который, сгущаясь, превращается в воду и землю, а уже из них возникает всё остальное.
Другие полагали, что первоэлементом является огонь — ведь он так переменчив, так непостоянен.
Многие философы, и среди них Эмпедокл (около 490 — около 430 до н. э.), выделяли не одно «первичное начало», а четыре — «землю», «воду», «воздух» и «огонь».
Эти слова взяты в кавычки, потому что под «водой» подразумевалась не знакомая всем жидкость, а лишь носитель определённых качеств: влажности и холода.
Чем больше в каком-нибудь теле «воды», тем оно более холодное и влажное.
«Элементом называется то основное в составе вещи, — писал Аристотель, — из чего вещь слагается, причём оно не делится».
Соединение «неделимых» элементов с противоположными свойствами невозможно: теплота не могла соединиться с холодом, а влага с сухостью.
По Аристотелю, свойства элементов комбинируются попарно: вода — влажная и холодная, огонь сухой и горячий, воздух тёплый и влажный, земля холодная и сухая.
Разнообразие окружающего мира связано с сочетанием этих свойств в разных пропорциях.
При этом один элемент может превращаться в другой. Так, по Аристотелю, вода может превращаться в воздух и землю, потому что их общим свойством является влажность.
Четыре первоначала Эмпедокла и Аристотеля представляют все основные агрегатные состояния вещества — твёрдое, жидкое, газообразное — и источник энергии — огонь.
Стремление расчленить сложное явление или объект на составляющие его элементы лежит в основе чисто научного подхода к изучению любых явлений. Аристотель также ввёл в научный обиход термин «элемент», хотя смысл в это понятие он вкладывал не такой, как мы сейчас.
А что касается парадоксальности первой теории строения вещества — разве современная атомистическая теория, согласно которой все тела состоят из крошечных атомов, менее удивительна? К этим четырём «земным элементам» Платон (427-347 до н. э.), один из самых выдающихся греческих философов, присоединил нематериальный, элемент духовной природы — эфир, который проникает во все вещи.
Его название на латыни — quinta essentia, то есть «пятая сущность»; вот откуда возник термин «квинтэссенция», который означает самое главное, важное, наиболее существенное.