Wielcy
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Wielcy i więksi > Kwartalnik Historii Nauki i Techniki  



[1]  [2]  [3]  [4]  English summary
Według opinii Berzeliusa, proporcje równoważnikowe, o których pisał Richter, mogą się okazać wielce pomocne w ustalaniu składu soli, owych jak uważał najbardziej skomplikowanych związków nieorganicznych. Tym sposobem Berzelius włączył się w żywą od czasów Georga Ernsta Stahla (1660-1734) kwantytatywną linię genetyczną w dziejach subdziedziny chemii, reprezentowaną przez takich badaczy, jak W. Homberg, E. F. Geofftoy, T. Bergman, C. F. Wenzel, R. Kirwan, A.-L. Lavoisier, A. F. Fourcroy, L. B. Guyton de Morveau, J. B. Richter, C.-L. Berthollet, J. L. Proust, W. Higgins, J. Dalton i bardzo wielu innych. Owa linia genetyczna miała swoje znaczące przedłużenia w XIX w., krzyżując się niejednokrotnie z linią chemicznej atomistyki. Oczywiście w dalszym tle zainteresowania Berzeliusa chemiczną atomistyką odnaleźć można zarówno klasyczny atomizm, reprezentowany przez Leucypa, Demokryta, Epikura czy Lukrecjusza, jak również nowożytny atomizm, dający się wydobyć z pism P. Gassendiego, R. Boyle’a, a wreszcie I. Newtona. Atomizm, dość szeroko rozpowszechniony w subdziedzinie fizyki przełomu XVIII i XIX w., był zwykle niejasny w swej artykulacji i nawiązywał do rozmaitych motywów swych poprzedników10.

Jeżeli chodzi o skandynawskie ujęcia, to warto wspomnieć o duńskim dziele Adama Wilhelma Haucha, w którym podniesiony został problem natury i struktury materii11. Według tego autora właściwościami materii są: przestrzenna rozciągłość, nieprzenikliwość, porowatość, podzielność, kohezja, ruchliwość i ciężar. Przyjmował nadto istnienie pustej przestrzeni. Wszelako w kontekście rozważań dotyczących atomizmu najważniejszy był problem podzielności materii, to zwłaszcza, czy podzielność może występować ad infinitum. Hauch, zwykle ostrożny w swych poglądach, stanął na minimalistycznym stanowisku, które dość często w różnych sformułowaniach głoszono w dziejach dziedziny nauki, że to, czy podzielność sięga jakiejś granicy, czy też trwa bez końca, jest kwestią raczej metafizyczną aniżeli fizyczną. Jednak uważał, że jako ludzie musimy w pewnym momencie zatrzymać się w dzieleniu ciał, toteż można twierdzić, iż skłonny był akceptować pojęcie atomu w obiegowym wówczas rozumieniu. Wprawdzie atomy zdaniem Haucha istnieją tylko w naszej wyobraźni, ale nazwa "atom" jest naszym określeniem dla "bardzo drobniutkich części ciał [...] z którymi łączymy pojęcie Nierozpuszczalności, Rozciągłości i Kształtu, ale nie Porowatości i Podzielności"12. Mimo takiej skłonności, problem istnienia atomów w gruncie rzeczy szczególnie nie interesował Haucha, natomiast uwagę jego przyciągał problem powinowactwa chemicznego. To prawda, że powodem minimalistycznej postawy Haucha wobec istnienia atomów był brak eksperymentalnych świadectw uwiarygodniających tezę o ich istnieniu. Na marginesie wspomnę, że postawy minimalistycznej można się dopatrzyć także w pracach Daltona.

Ale w XVIII w., gdy rozważało się problemy powinowactwa chemicznego, nie musiało się angażować w tak czy inaczej wyartykułowaną hipotezę fizycznej atomistyki. Co do chemicznej atomistyki, to została ona wysunięta w pierwszym dziesięcioleciu XIX w. Tak więc, nie tylko badania stechiometryczne ale także dotyczące powinowactwa chemicznego nie wymagały zajmowania postawy aprobaty wobec doktryn atomistycznych. Warto na tym miejscu przypomnieć, że w XVIII w. podejmowano próby włączenia do rozważań nad powinowactwem chemicznym , obejmujących m.in. problemy przyczyn reagowania pierwiastków chemicznych, eksplanacyjnych sugestii wypływających z mechaniki Newtona z jej teorią sił. W systemie Newtona siły są tym, od czego zależna jest materia. Niektórzy chemicy podejmowali nadto próby, aby takie imponderabilia, jak magnetyzm, elektryczność, ciepło i światło, ujmować raczej jako rodzaje sił aniżeli rodzaje materii. Stopniowo pojęcie siły staje się ważniejsze od pojęcia materii, a towarzyszą temu krytyki skierowane pod adresem ujęć atomistycznych.

Wpisują się w ów kontekst krytyki także filozofowie, z których najbardziej znaczącym eksponentem stał się Immanuel Kant (1724-1804), autor m.in. książki Metaphysische Anfangsgrunde der Naturwissenschaft, opublikowanej po raz pierwszy w 1786 r. a następnie w 1787 r. w Rydze - dzieło to pochodziło z krytycznego okresu w twórczości autora13. W książce tej Kant dyskutuje problem definicji materii, uwzględniając takie kategorie, jak ilość, jakość, relacja i modalność. Nie wchodząc w szczegóły jego koncepcji, obejmującej w gruncie rzeczy cztery definicje materii, można powiedzieć, że koncepcja ta sprowadza się do następującego stanowiska. Materia jest w ruchu o ile wypełnia przestrzeń. Jednakże zajmowanie przestrzeni przez materię dokonuje się nie dzięki samemu istnieniu materii, lecz dzięki poruszającej sile. Tym sposobem rola tego, co cielesne, została w koncepcji Kanta poważnie zredukowana, natomiast wyeksponowana rola sił. Dodam, że poglądy Kanta konkretyzowały się swoiście, gdy rozważał problem nieprzenikliwości ciał. Wbrew atomistom XVIII w. Kant uważał, że materia wypełniająca przestrzeń, a więc konstytuująca ciała, nie jest nieprzenikliwa i niesprężalna w absolutnym sensie. Każde ciało mogłoby być sprężone do mniejszej przestrzeni aniżeli ją zajmuje. Taką nieprzenikliwość i niesprężalność nazywał "względną" lub "dynamiczną". Towarzyszył temu pogląd, że materia jest nieskończenie podzielna, gdyż jest to konsekwencją matematycznej podzielności przestrzeni, którą wypełnia. Inny element stanowiska Kanta to teza, że w przestrzeni wypełnionej materią ta ostatnia objawia się nie tylko za pośrednictwem sił odpychania, ale także sił przyciągania. Obie siły są niezbędne aby materia wypełniała określoną przestrzeń. Z kolei zjawiska chemiczne, na przykład łączenia się "ciał", Kant wyjaśniał odwołując się do supozycji, że ciała łączą się gdy następuje ich wzajemna penetracja, w wyniku zaś ukonstytuowana zostaje nowa całość, której powstanie wyraża nowy stosunek pomiędzy siłami czy to odpychania, czy to przyciągania. (Gorliwy prezentysta doszuka się w takim poglądzie antycypacji XX-wiecznych teorii wiązań chemicznych.) Niejako uzupełnieniem głoszonego stanowiska był pogląd Kanta na temat eteru, który rzekomo wypełnia całą przestrzeń, zajmując miejsce próżni u atomistów. Ów eter miał być substancją, która charakteryzuje się tym, że przeważa w niej siła odpychania, zaś siła przyciągania jest znikoma14. Można sądzić, że ten ostatni pogląd oddziałał na pisarstwo D.I. Mendelejewa z początków XX w.15

Dynamiczna koncepcja Kanta oddziałała z kolei na sposób myślenia następnego pokolenia niemieckich filozofów, określanych niekiedy mianem "romantycznych filozofów przyrody". Wśród nich na uwagę zasługuje Friedrich Wilhelm Joseph Schelling (1775-1854), autor m.in. prac: Philosophie der Natur (1797), System der Naturphilosophie (1799), System des transcendentalen Idealismus (1800). Według Schellinga, przyroda jest siłą żywą i twórczą, zaś przeciwieństwo pomiędzy rzekomo mechaniczną materią a duchem jest pozorne stąd jego panorganiczny pogląd na przyrodę. W swym dynamizmie nieco różnił się od Kanta głosił mianowicie, że materia jest w gruncie rzeczy redukowalna do sił w niej działających jako stan napięcia pomiędzy nimi. Rozróżnienie materii i siły jest tedy według Schellinga możliwe tylko w abstrakcji, ale nigdy w rzeczywistości16. Występowanie dwóch typów dynamizmu jako wersji filozofii przyrody przełomu XVIII i XIX w. stymulowało powstawanie koncepcji, które wpisywały się w kontekst krytyki doktryn atomistycznych. Tak było zarówno w Niemczech, jak i w krajach skandynawskich, w tym w Danii, gdzie działał Hans Christian Oersted (1777-1851), autor książki Grundtraekkene af Naturmetaphysiken (1799) (w polskim wysłowieniu Podwaliny metafizyki przyrody), w której wyraził swe dynamiczne, zbliżone do Kantowskiego stanowisko, zarazem też antyatomistyczne. Na takiej pozycji Oersted wytrwał do końca pierwszej dekady XIX w., by podobnie jak wielu uczonych, czy to na Wyspach Brytyjskich, czy to na Kontynencie stopniowo stać się zwolennikiem kompromisowego "dynamicznego atomizmu". Takie stanowisko zajmował w pracy Anschicht der chemischen Naturgesetze (1812). Podobno nigdy nie stał się atomistą, aczkolwiek stał się wyrazicielem poglądu głoszącego dyskretność materii. Ciekawe, że eksplanacji występowania stałych stosunków liczbowych w dziedzinie związków chemicznych poszukiwał w ujęciach dynamicznych17. W podejściu takim zbliżał się, jak mogę sądzić, do koncepcji Claude-Louisa Bertholleta (1748-1822), doradcy naukowego Napoleona Bonaparte.

W klimacie ujęć dynamicznych wypowiadali się duńscy autorzy przełomu XVIII i XIX w. Peter Christian Abildgard i Erik Wilberg. Inny duński autor tego okresu Carl Gottlob Rafn zdawał się korzystać z koncepcji dynamicznych, wszelako nie odróżniając ich zbyt precyzyjnie od atomistycznych, czym zasłużył sobie na krytykę na łamach periodyka "Journal for Svenk Litteratur" (1799), publikowanego w Uppsali. Z pewnością koncepcje i polemiki wokół powyższych kwestii nie uszły uwadze młodego Berzeliusa, gdyż wchodziły w obieg społeczny w jego bliskim otoczeniu. Wśród polemistów znajdujemy takich uczonych, jak Zacharias Nordmarck, Anders Gustaf Ekeberg, Jonas Brandstrom, Peter Schonberg, Petrus Dahl, Matthias Fremling, Jonas Brag, Jons Svanberg, Carl Magnus Arrhenius18. Na ogół polemiści wypowiadali się w duchu Kantowskiego dynamizmu, wszelako byli i tacy, którzy optowali za wersją głoszoną przez Schellinga.

W szczególności wywiązała się polemika pomiędzy Svanbergiem a Arrheniusem. Według Svenberga, rozróżnienie pomiędzy atomizmem a dynamizmem jest mało istotne "dla prawdziwej Physici", gdyż uczeni mogą stosować różne systemy w celu wytworzenia takiego samego ilościowego opisu zjawisk. Wypowiedzi romantyków o "dynamicznej naturze materii" Svanberg określał mianem "nędznych wypowiedzi", pokpiwając z adwersarzy jeżeli chodzi o priorytet rozróżnienia atomizmu i dynamizmu. Należy się on jego zdaniem nie romantykom ale Johannowi Heinrichowi Lambertowi, zaś Newton to z kolei "najgłębszy ze wszystkich Dynamistycznych Filozofów Przyrody". Svanberg doczekał się repliki ze strony Arrheniusa, który odrzucił argumentację adwersarza. W replice tej przede wszystkim interesujące są supozycje, że atomizm jest systemem dla czystych empirystów czyli takich, którzy akceptują istnienie materii i ruchu, nie interesując się tym w jaki sposób może być wyjaśnione ich istnienie. Natomiast dynamizm w ujęciu Arrheniusa to filozofia przyrody dająca podstawę dla zrozumienia istnienia materii i ruchu. Co więcej, Arrhenius wyraził opinię, że jak pisze Eriksson Berzelius "nadał głębię koncepcji powinowactwa pochodzącej od Lavoisiera. Lavoisier zadowolił się wyjaśnieniem, że reakcje chemiczne są skutkiem tego powinowactwa, ale nigdy nie udało mu się wyjaśnić czym w gruncie rzeczy jest to powinowactwo. W tym względzie, stwierdził Arrhenius, Berzelius posunął się krok naprzód ze swoją teorią elektrochemiczną. ťJednocześnie - zauważył Arrhenius - Berzelius przydał powinowactwu to, czego nie zdołał nigdy uzyskać Lavoisier, a mianowicie prawdziwego fizycznego znaczenia lub, innymi słowy: Wykazał, że ożywcza Sympatia, nie tylko podejrzewana ale rzeczywiście eksperymentalnie ujawniona wszędzie przeważa w Przyrodzie; powinowactwo Słońca i Ziemi, Światła i wszelkich dotychczas niezrozumiałych zjawisk Ognia to jej rezultatyŤ"19. Cytowane przez Erikssona wypowiedzi Arrheniusa pochodzą z broszury Om den Falska Analytiska Construction i Mathematiken (1814, w wysłowieniu polskim O fałszywej analitycznej konstrukcji w matematyce). Z pewnością znał ją Berzelius, który pilnie studiował krajowe i zagraniczne piśmiennictwo naukowe. Streszczając powyższe uwagi, stosowne będzie stwierdzić, że w tle zainteresowań Berzeliusa chemiczną atomistyką Daltona odnaleźć można wczesne badania i rezultaty samego uczonego o charakterze elektrochemicznym; w pewnym stopniu wyznaczały one dalszy horyzont atomistycznych koncepcji Berzeliusa. Ale w tle owych zainteresowań odnaleźć można także badania i rezultaty innych uczonych, w tym kontynentalnych, wpisujące się w stechiometryczną linię genetyczną i stowarzyszoną z nią dynamiczną linię genetyczną w dziejach subdziedziny chemii i/lub subdziedziny fizyki. Te dwie linie, chociaż każda w odmienny sposób, wyznaczały bliższe tło atomistycznych poglądów Berzeliusa. Najważniejsza była pierwsza, do której w XIX w. dołączył Dalton ze swoją chemiczną atomistyka, toteż można linię genetyczną chemicznej atomistyki odtąd traktować jako stanowiącą wraz ze stechiometryczną i w pewnym stopniu dynamiczną jedno pasmo badań i ich rezultatów w dziejach subdziedziny chemii. Niżej będzie mowa o wydarzeniach, w których uczestniczył Berzelius jako badacz działający w ramach linii genetycznej chemicznej atomistyki.

Berzelius a chemiczna atomistyka

Stosunek szwedzkiego uczonego do chemicznej atomistyki ulegał zmianom w miarę jak zdobywał wiedzę na temat poglądów Daltona i innych chemików, a wreszcie sam przeprowadzał badania dotyczące założeń i konsekwencji atomistyki Daltona. Biorąc pod uwagę okres, w którym poglądy Berzeliusa na chemiczną atomistykę ulegały różnym przeobrażeniom, a mianowicie lata 1805-1815, warto pamiętać, że uczony kształtował swe stanowisko w tej kwestii głównie pod wpływem prac takich autorytetów, jak Dalton, Thomas Thomson, William Prout, Humphry Davy, William Wollaston20. Z pewnością wśród nielicznych publikacji, z których Berzelius mógł czerpać wiedzę na temat atomistycznych pomysłów Daltona, na czołowym miejscu należy wymienić trzecie wydanie z 1807 r. książki Thomsona System of Chemistry21. Niektórzy historycy subdziedziny chemii dodają, również nieliczne, prace samego Daltona, a wśród nich artykuł On the Absorption of Gases by Water and other Liquides, opublikowany w listopadowym numerze (1805) periodyka "Memoirs and Proceedings of Manchester Literary and Philosophical Society"22. W artykule tym znalezć można po raz pierwszy opublikowaną Tabelę względnych ciężarów ostatecznych cząstek ciał gazowych i innych (Table of relative weights of the ultimate particles of gaseous and other bodies)23. Tabela ta nie jest pierwszą sporządzoną przez Daltona, gdyż w jego notatniku laboratoryjnym, opublikowanym we fragmentach przez H. E. Roscoe’a i A. Hardena w książce A New View of the Origin of Dalton s Atomic Theory (London, 1896), pod datą 6 września 1803 r. figuruje inna tabela z nieco odmiennymi wartościami liczbowymi. Nie wchodząc w merytoryczne i edytorskie szczegóły, można stwierdzić, że latem 1803 r. Dalton dysponował już danymi empirycznymi niezbędnymi do sformułowania prawa stosunków wielokrotnych w odniesieniu do kilku związków nieorganicznych. Nawiasem mówiąc, jeżeli uwzględnić "ducha" wypowiedzi J. B. Richtera, J. L.Prousta, C. L. Bertholleta, a nawet A. L. Lavoisiera, to można zasadnie obstawać przy tezie, że byli oni już wcześniej w podobnej sytuacji.

Wokół poglądów Daltona wyrażonych we wspomnianym artykule, a także w książce A New System of Chemical Philosophy (vol. I, part I, chap. III On Chemical Synthesis, Manchester 1808) i kilku mniejszych artykułach wywiązała się wielowątkowa dyskusja, w której brali udział: Dalton, Thomson, Wollaston, Berzelius i inni. Z braku miejsca ograniczę się do krótkich uwag dotyczących zwłaszcza udziału w niej Berzeliusa, zakładając że czytelnicy dysponują podstawową wiedzą na temat dokonań Daltona w chemicznej atomistyce. Otóż, co rzuca się w oczy, Berzelius zainteresował się chemiczną atomistyką Daltona mając już poważne osiągnięcia w badaniach empirycznych. Wcześniej wspomniałem o podjętej przez Berzeliusa lekturze dzieła Richtera. Zainteresowanie chemiczną atomistyką mogło być inspirowane dążnością uczonego do wyjaśnienia empirycznych ustaleń Richtera, lokujących się w ramach stechiometrii. Oczywiście można dziś dyskutować jaką rolę w rozbudzaniu tego zainteresowania odegrały lektury kilku prac, z którymi zapoznał się w latach 1808-1809. Mam na myśli często wymieniane przez historyków subdziedziny chemii: artykuł Wollastona On Superacid and Sub-acid Salts (1808) i książkę Johna Murraya A Supplement to the First Edition of System of Chemistry, Containing a View of the Recent Discovery in Chemistry (1809).

Opinie w tej kwestii bywają różne, gdyż poszczególni historycy subdziedziny chemii rozmaicie interpretują wypowiedzi Daltona, Wollastona, Murraya i Berzeliusa. W szczególności na sposób wyrażania opinii ma wpływ stosunek historyków do prawa stosunków wielokrotnych. W wielu ujęciach prawo stosunków wielokrotnych atomistycznie zinterpretowane to tyle, co chemiczna atomistyka Daltona. Natomiast stosunkowo rzadko można spotkać opinię, że prawo stosunków wielokrotnych daje się wyartykułować bez atomistycznej interpretacji. Nie koniec na tym, dość często historycy subdziedziny chemii używają zamiennie wyrażenia "prawo" (np. stałości składu, stosunków wielokrotnych) z wyrażeniem "teoria" (np. atomistyczna). Filozofowie nauki z reguły rozróżniają rozumienia tych wyrażeń. Można uznać, że Berzelius dowiedział się o ustaleniach Daltona w zakresie zjawiska wielokrotności stosunków wśród ciał złożonych (dziś powiedzielibyśmy: związków chemicznych) między listopadem 1808 a czerwcem 1809 r.24, a więc zapewne z artykułu Wollastona (1808). Co się tyczy propozycji Daltona w chemicznej atomistyce, którą Berzelius początkowo nie interesował się, to zapewne dowiedział się o niej z książki Murraya (1809). Przez kilka lat nie mógł zdobyć dzieła Daltona. Wreszcie wiosną 1812 r. Dalton przesłał mu egzemplarz swojej książki, wywołując u szwedzkiego chemika rozczarowanie jej treścią, a zwłaszcza występowaniem w niej rzekomo arbitralnie powziętych koncepcji mających dopiero być potwierdzonych odpowiednio dobranymi egzemplifikacjami. Po ukazaniu się dwóch pierwszych części książki Daltona (część druga została opublikowana w 1810 r.) na łamach brytyjskich periodyków wywiązała się dyskusja wokół problemów chemicznej atomistyki, prawa stosunków wielokrotnych etc. , a prace swe opublikowali m.in. Dalton, Thomson, Wollaston i Berzelius. Hasłem wywoławczym do rozpoczęcia dyskusji był jak mogę sądzić krytyczny artykuł Daltona Inquires concerning the Signification of the word Particle as used by modern Chemical Writers, as well as concerning some other Terms and Phrases zamieszczony na łamach periodyka "A Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts" (February 1811, 28, p. 81-88). Rychło Thomson opublikował na łamach "Annals of Philosophy" (1813, 2, p. 32-43) swój artykuł On the Daltonian Theory of Definite Proportions in Chemical Combinations, stanowiący bardziej pogłębione ujęcie problematyki chemicznej atomistyki i prawa stosunków wielokrotnych aniżeli obecne w książce Murraya. Przedstawiona w tym artykule wykładnia poglądów Daltona w niektórych szczegółach różni się od wersji bronionej przez samego Daltona.

[1]  [2]  [3]  [4]  English summary

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach