Английские физики и химики: Дальтон и Дэви. Блестящая школа французских физиков могла найти соперников только в Англии.
Благодаря почти непрерывной войне между обоими государствами одни и те же научные вопросы, возникавшие по обе стороны Ла-Манша, разрабатывались самостоятельно с обеих сторон, и первенство в открытиях часто служило предметом споров, хотя независимость исследователей не подлежала сомнению.
Мы уже указали, что Томас Юнг (1773–1829), врач, занимавшийся самыми разнообразными исследованиями, выставил против теории истечения серьезное возражение, доказав, что при известных обстоятельствах два световых интерферирующих луча производят темноту. Это было исходным пунктом работ Френеля, который долгое время не знал о работах Юнга. В то же время Даниэль Брьюстер (Brewster, 1781–1868), изобретатель калейдоскопа (1819), получил результаты, приблизительно совпадавшие с результатами исследований Био и Араго по поляризации.
Существование темного теплового спектра было открыто в 1801 году астрономом Вильямом Гершелем, а невидимый химический спектр (действие на хлористое серебро) был обнаружен Волластоном.
Румфорд (1753–1814) и Лесли (1766–1828) известны своими работами и открытиями в области теплоты, но все эти имена бледнеют перед именами химиков Дальтона (1766–1844) и Дэви (1778–1829). Первый известен как основатель атомной теории, заслуживающей особого изложения.
Мысль о том, что сложное тело должно характеризоваться строго определенными весовыми отношениями составляющих его элементов, кажется столь естественной, что даже непонятно, почему этот вопрос не мог возникнуть раньше. Но если при определенных отношениях в случае двух аналогичных соединений, например, в сернокислом калии и натрии, на одно и то же весовое количество серной кислоты приходятся известные количества калия и натрия, которые могут заместить друг друга, то количества эти эквивалентны, т. е. химически равнозначны. Далее, производя замещения всевозможными способами, нужно заключить, что всякое тело с химической точки зрения определяется относительным весовым количеством, обозначающим его эквивалентность по крайней мере в ряду произведенных замещений.
Однако эти заключения были выведены исключительно опытным путем немецкими химиками Венцелем (Лекции о химическом сродстве — 1777)[118] и Рихтером (Основы стехиометрии, 1792–1794)[119], производившими опыты только с солями. Но принцип постоянных отношений не соответствовал туманным идеям о превращении элементов, господствовавшим так долго в химии: он, казалось, противоречил изменчивым результатам анализов, тогда еще не вполне ясным, а изучение соединений и разложений, видимо, указывало на возможность соединений во всяких пропорциях. Глава французской школы после смерти Лавуазье, Бертолле, долго не признавал закона постоянных отношений во всей его строгости; вместо точного количественного закона он склонен был видеть в соединениях качественные факты, определяемые равновесием между химическим сродством и разными другими естественными силами.
Во всяком случае, о работах Венцеля и Рихтера узнали только тогда, когда Берцелиус обратился к их исходному пункту, для того чтобы противопоставить подвергшейся некоторым сомнениям теории эквивалентности атомистическую теорию. Но главный удар, более сильный, чем все прежние, был нанесен Дальтоном в 1801 году, когда он провозгласил закон кратных отношений.
Если два тела соединяются в разных отношениях, причем вес одного из них принят за величину постоянную, то весовые количества другого тела будут находиться в весьма простом численном отношении. Для Дальтона этого было достаточно, чтобы заключить, что каждое простое тело должно состоять из атомов, имеющих одинаковый вес, характеризующий это тело; сложное же тело состоит из элементарных молекул, каждая из которых заключает небольшое, но строго определенное количество атомов составляющих его простых тел. Таким образом, явилась возможность ввести весьма простые химические обозначения, указывающие количества атомов каждого типа в элементарной молекуле.
Принцип Дальтона, конечно, получил распространение, по принимали его с осторожностью, отчасти ввиду широкой постановки его, отчасти из недоверия к атомистической гипотезе. Даже в Англии вместо термина атомный вес Дэви ограничивался термином пропорциональные числа, а Волластон[120] — эквиваленты. Во Франции Гей-Люссак не решался вывести из своих собственных наблюдений закон[121], устанавливающий, что равные объемы простых газов содержат одинаковое число атомов; он пытался даже защищать воззрения Бертолле. Дальтон со своей стороны сомневался в точности объемных измерений Гей-Люссака[122]. Однако только в этих измерениях атомистическая теория и могла иметь солидную опору для своих численных определений; поэтому триумф Дальтона был преждевременным, и господствующее места осталось за компромиссной теорией, предложенной Берцелиусом.