Открывший кислород

Джозеф Пристли (Joseph Priestley) – британский священник-диссентер, естествоиспытатель, философ и общественный деятель. Наибольшую известность приобрел, как выдающийся химик, открывший кислород. Родился он 13 марта 1733 года в Филдхеде (Йоркшир). Он был старшим из шести детей в бедной семье суконщика Джонаса Пристли. С 1742 г. его воспитывала Сара Кигли, тётя с материнской стороны. Будучи по вероисповеданию кальвинисткой, она довольно ретиво пыталась воспитывать своего племянника в том же духе, что, впрочем, не оправдало в дальнейшем её надежд. Джозеф Пристли учился в школе Бэтли, где углублённо изучал латинский и греческий языки. После небольшого перерыва в обучении, связанного с болезнью, Пристли решил посвятить свою жизнь служению церкви. К этому времени он уже достаточно преуспел в изучении других языков и знал французский, немецкий, итальянский, арабский и даже халдейский.

            Джозеф стал рано проявлять способности к наукам, и его тётушка решила дать ему хорошее образование, чтобы он мог стать впоследствии пастором. В связи с тем, что религиозные взгляды Пристли отличались от взглядов сторонников англиканской церкви, он поступил в академию в Дэвентри, где и получил филологическое и богословское образование. Эта академия готовила священников-диссентеров, противников англиканской церкви. (Диссентеры – в Англии одно из наименований лиц, отклоняющихся от официально принятого вероисповедания (англиканской церкви)). Благодаря заботам тётушки и собственному усердию к моменту окончания академии Пристли был хорошо образованным для своего времени человеком, знакомым не только с теологическими трудами, но и с работами современных и древних философов, изучил девять языков (французский, итальянский, немецкий, латинский, древнегреческий, древнееврейский, арабский, сирийский, халдейский).

         Получив такую сугубо гуманитарную подготовку, Пристли начинает свою деятельность в качестве проповедника в диссентерских общинах. В 1755 г. Пристли стал помощником священника в Саффолке. Однако наличие у него в то время выраженного интереса к арийской идее не способствовало установлению нормальных взаимоотношений с прихожанами, и он был обвинён в 1761 г. в свободомыслии и ему запретили читать проповеди.

          Через некоторое время он пробует себя на педагогическом поприще в открытой им же частной школе. Спустя три года он стал священником в Нантвитче, с последующим переходом в 1761 г. в Уоррингтонскую академию в качестве преподавателя иностранных языков и литературы, где написал курс «Основы английской грамматики», который был опубликован и использовался как учебник в течение почти 50 лет и где впервые прослушал курс химии, который произвёл на него такое впечатление, что он решил заняться химическими экспериментами.

       В этот период он начинает свои занятия естественными науками, успехи в которых принесли ему впоследствии международную известность. Через несколько лет он перебрался в Лидс, где организовал домашнюю лабораторию. Из Лидса регулярно ездил в Лондон. Во время одной из таких поездок познакомился со знаменитым американским учёным и политическим деятелем Б.Франклином.

     Пристли в 1767 г., открыл, что графит проводит электричество. В этом же году он сделал ещё больший вклад в электрофизику, высказав предположение, что взаимоотношения электрически заряженных частиц аналогичны действию закона гравитации Ньютона, что и было в дальнейшем доказано французским физиком Кулоном (обратно пропорциональная зависимость силы электрического взаимодействия от квадрата расстояния между зарядами). По предложению Франклина, Пристли в 1767 г. свои результаты изложил в сочинении «История и современное состояние электричества, с оригинальными опытами», изданном в двух томах в Лондоне. За эту работу его избрали почётным доктором Эдинбургского университета. Эта работа сразу получила признание в кругах английских учёных, и её автор в том же году был избран членом Лондонского королевского общества.

         В 1767 г. Пристли переехал в местечко Милл Хилл Чейпел под Лидсом, где он имел больше времени для самообразования, благодаря чему добился больших успехов в теологии. Он много писал о вопросах организации христианской церкви, необходимости регулярного принятия таинств, о конституционных правах иноверцев и сектантов. В конечном итоге религиозные искания Пристли привели его в лоно унитарной реформистской церкви, и он занимал очень независимую позицию по отношению к англиканской церкви, главной в Британии.

        По соседству с домом Джозефа Пристли находилась пивоварня, куда он иногда захаживал. Здесь Пристли с интересом наблюдал, как в чанах бродит пиво, выделяя на поверхность мелкие пузырьки газа. Хозяева заведения были, разумеется, совершенно равнодушны к вопросам Пристли о существе газовых пузырьков, а ответ одного из современников, химика Джозефа Блэка (1728-1799), что это - «фиксированный воздух», тоже не удовлетворил его любознательности. Пристли подобрал кое-какую стеклянную химическую посуду и начал улавливать и изучать собранные газовые пузырьки. Так в 1771 г. был повторно открыт углекислый газ.

         В наше время уже мало кто знает, что появлением столь популярных газированных напитков человечество обязано Джозефу Пристли. Сама по себе идея производства газированных безалкогольных напитков возникла давно. Своим происхождением она обязана обычной минеральной воде. Всё было очень просто - газированная вода из источников всегда вызывала восторг: её было интересно пить, она щекотала нос, а купание в ней было верхом блаженства. Кроме того, минеральная вода оказалась полезной для здоровья.

      Открытие способа газирования воды было сделано очень просто. В одной из пивоварен города Лидса Пристли водрузил два контейнера с водой над варящимся пивом. Через некоторое время вода зарядилась пивным углекислым газом. Первая бутылка питьевой газированной воды была изготовлена им в 1767 г. Тремя годами позже шведский химик Торберн Бергман изобрёл прибор, с помощью которого можно было производить газировку в достаточно больших количествах. Якоб Швепп разработал в 1783 г. промышленный метод изготовления газированной воды. В середине 1800-х годов к шипучей воде стали добавлять сахар, фруктовые соки и вкусовые добавки. Потом появились компании, специализирующиеся на выпуске и продаже газированных напитков.

      Опыты английского провинциального священника и его последователей привели в итоге к тому, что сейчас только в США за год продаётся газированной воды на сумму около 50 миллиардов долларов. Сам Пристли и не помышлял о таком потенциальном коммерческом успехе своего открытия. Он наивно полагал, что газированная вода может стать прекрасным средством для лечения цинги, основываясь на ложных представлениях, что процессы гниения связаны с потерей «фиксированного воздуха», т.е. углекислого газа. В связи с этим он даже прочитал в 1772 г. в Королевском научном обществе доклад о свойствах газированной воды, подготовив для «презентации» партию «Пирмонтской воды» (содовая газировка по его собственному рецепту). В этом же году была опубликована его книга «Изготовление карбонированной воды», с которой собственно и началось распространение газированной воды по всему свету. За эту работу Пристли был удостоен медали Лондонского Королевского общества.

        С именем Пристли связано ещё одно чудесное изобретение, без которого нельзя в настоящее время представить жизнь современного школьника или студента. Пристли случайно обнаружил, что сырой натуральный каучук способен стирать следы графита (карандаша) лучше, чем частицы хлеба, которые использовались в то время с этой же целью. Это преимущество каучука связано с тем, что его трение по бумаге производит электростатическое напряжение, которое позволяет частицам каучука притягивать частицы графита. Так и появился на свет всем хорошо знакомый ластик.

          Пристли по праву можно считать одним из основоположников современной химии. Его основные химические исследования были посвящены изучению газов. В этой области ему принадлежит ряд крупнейших открытий. В 1771 г. Пристли открыл фотосинтез, обнаружив, что воздух, испорченный горением или дыханием, становится вновь пригодным для дыхания под действием зеленых частей растений. В 1778 г. он доказал, что при фотосинтезе растения поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород.

       Анестезиологам всего мира имя Джозефа Пристли в первую очередь памятно и дорого, конечно же, в связи с открытием им в 1772 г. закиси азота, впоследствии ставшей широко применяемым и популярным анестетиком. Потребовалось ещё 75 лет с момента открытия Пристли, чтобы это соединение вошло в практику в качестве наркозного средства.

         Джозеф Пристли, один из образованнейших людей своего времени, понимал, что его будущее в большей степени связано с наукой, чем с религиозной деятельностью, поэтому он с огромным интересом принял в 1773 г. предложение стать домашним библиотекарем государственного секретаря лорда Шелборна. Нет сомнения, что лорд, хорошо знакомый с работами Пристли, хотел лишь прослыть покровителем наук и доставить развлечение и удовольствие знатным гостям, навещавшим его в загородной вилле. Но для Джозефа Пристли это открывало замечательные возможности для развития своих научных исследований с помощью нового лабораторного оборудования, в покупке которого Шелборн ему никогда не отказывал. Занятый руководящей государственной работой, сам Шелборн редко приезжал в свое поместье и предоставлял полный простор для деятельности Пристли. Более того, он брал с собой Пристли в путешествия по Европе, и тем самым дал ему возможность познакомиться с наиболее знаменитыми химиками Франции, Германии и Голландии.

         Именно покровительство Шелборна в течение семи лет, которые Пристли провёл в его доме, обеспечило возможность завершить ему те замечательные открытия в химии газов, лёгшие впоследствии в основу современной научной химии.

Исследования Пристли по химии газов, и особенно открытие им кислорода, подготовили поражение теории флогистона и наметили новые пути развития химии.

      Вместе с другими учёными, такими, как Антуан Лавуазье, Генри Кавендиш, Карл Шееле, он способствовал утверждению представлений о сложном составе воздуха. Пристли принадлежит честь открытия кислорода. 

1 августа 1774 г. Джозеф Пристли наблюдал выделение «нового воздуха» при нагревании с помощью двояковыпуклой линзы без доступа воздуха ртутной окалины, находящейся под стеклянным колпаком. Это твёрдое вещество было известно ещё алхимикам под названием «меркуриус кальцинатус пер се», или жжёная ртуть. Пристли описал реакцию следующим образом: «Я поместил под перевернутой банкой, погружённой в ртуть, немного порошка «меркуриус кальцинатус пер се». Затем я взял небольшое зажигательное стекло и направил лучи Солнца прямо внутрь банки на порошок. Из порошка стал выделяться воздух, который вытеснил ртуть из банки. Я принялся изучать этот воздух. И меня удивило, даже взволновало до глубины моей души, что в этом воздухе свеча горит лучше и светлее, чем в обычной атмосфере».

         До сих пор идут жаркие споры - кого надо считать первооткрывателем кислорода: Джозефа Пристли? Карла Вильгельма Шееле? Антуана Лавуазье?…

Кроме того, Пристли в 1775 г. получил в чистом виде фтористый кремний, сернистый газ, а в 1799 г. окись углерода.

       Обогатив науку многими новыми фактами, Пристли, однако, не смог правильно объяснить их и до конца жизни оставался последователем ошибочной теории флогистона, отвергнутой трудами Лавуазье, поэтому его теоретические идеи не шли ни в какое сравнение с описанными им остроумными и убедительными экспериментами. Кроме химии, его исследования относятся также и к оптике.

   Через два месяца после получения кислорода Пристли, приехав в Париж, сообщил об этом Лавуазье, который придал этому громадное значение. Лавуазье использовал его при создании наиболее общей кислородной теории горения и опровержения теории флогистона. 

          Несмотря на международное признание, Пристли на протяжении всей жизни был вынужден переезжать из города в город в поисках прилично оплачиваемого места. Дольше всего он прожил в Бирмингеме, где с 1780 по 1791 гг. выполнял обязанности приходского священника, а в свободное время проводил химические эксперименты. В этом городе Пристли участвовал в работе так называемого «Лунного общества», члены которого интересовались научными проблемами, главным образом вопросами естествознания. Заседания этого общества происходили раз в месяц по понедельникам, предшествовавшим полнолунию, — отсюда и его название. В Общество входили люди, интересующиеся наукой, независимо от их религиозных и политических взглядов. «Нам нет дела, — говорил Пристли, — до политических и религиозных принципов каждого из нас: мы объединены общей любовью к науке, которой достаточно, на наш взгляд, чтобы соединить всех без различия лиц — христиан, евреев, магометан, язычников, монархистов и республиканцев».

Пристли придерживался весьма прогрессивных для второй половины XVIII в. философских и политических взглядов и активно занимался их пропагандой. В философии он был сторонником материализма, хотя и полагал, что законы материального мира созданы божественным разумом (деизм).

После Великой французской буржуазной революции конца XVIII в. Пристли с большой силой и страстностью оправдывал право народа на восстание и свержение тирании. Он стал членом общества «Друзей революции» и как проповедник пропагандировал идеи равенства и братства, отстаивал свободу совести и веротерпимость. Пристли был идеологом радикально настроенной части английской буржуазии эпохи промышленного переворота в Англии.

Эта деятельность, а также горячие симпатии Пристли к идеям Великой французской буржуазной революции вызвали ненависть к нему со стороны реакционеров. 14 июля 1791, когда группа его друзей собралась у него, чтобы отметить годовщину взятия Бастилии, с помощью подстрекательства гражданские и церковные власти Бирмингема спровоцировали нападение на его дом. Толпа фанатиков разгромила и сожгла дом, уничтожила лабораторию и библиотеку рукописей Пристли. Сам Пристли и члены его семьи едва избежали расправы и с трудом спаслись.

Разгром дома Пристли вызвал возмущение не только в Англии, но и за рубежом. Во Франции были собраны средства для восстановления дома и лаборатории, а в сентябре 1792 г. Пристли был провозглашён почётным гражданином Франции. И всё же, несмотря на помощь и поддержку друзей, Пристли решил покинуть родину и переехать в Северную Америку, куда ранее эмигрировали его сыновья.

В Соединенных Штатах Пристли сначала был встречен с почётом. Его приглашали в Нью-Йорк; предложили профессуру в Филадельфии. Но впоследствии с организацией колледжа для Пристли ничего не получилось, так как филадельфийцы с подозрением отнеслись к его унитарным взглядам. Он несколько раз пытался читать там проповеди, однако заикание и нарушение дикции из-за отсутствия зубов не способствовали успеху его выступлений.

    В итоге он поселился на ферме в Нортумберленде (штат Пенсильвания), прожил здесь в одиночестве около десяти лет. Он построил большой дом на берегу реки Саскуэханна с химической лабораторией. Хотя он был и не так активен, как раньше, ему удалось добавить окись углерода (СО) в свой список открытий, прежде чем полностью уйти в отставку. Он умер в своем доме 6 февраля  1804 года. В настоящее время дом сохранился как музей и помечен как «Историческая химическая достопримечательность» мемориальной доской, установленной Американским химическим обществом.

        Его жена и один из его сыновей умерли ещё раньше. Американского гражданства он так и не принял.

Его правнук Генри Ричардсон — самый влиятельный американский архитектор XIX века.

       В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Пристли кратеру на обратной стороне Луны. В его честь названа Медаль Пристли вручаемая Американским химическим обществом с 1923 года.