Революционное значение для химии имели работы Лавуазье, посвященные изучению горения. Теперь каждому известно, что горение — это реакция окисления, присоединения кислорода. Но эта истина стала азбучной лишь благодаря Лавуазье. Когда же он начинал свои исследования, ни об окислении, ни об окислах ни даже о кислороде вообще ничего не было известно. В химии господствовала теория флогистона, созданная столетием ранее немецким ученым Шталем. Шталь полагал, что все горючие вещества состоят из «земли» ил «известки» (сейчас ближе всего к этим понятиям подходят окислы) и из некоей легкой материи — флогистона. При горении вещество разлагается на «землю» и флогистон. Уголь, например, содержит много флогистона, потому сгорает почти без остатка — весь флогистон улетучивается. Теория флогистона хорошо объясняла горение угля, серы и тому подобных веществ. Продукты от сгорания газообразны, а взвешивать газ тогда никому не приходило в голову.
Труднее обстояло дело с нелетучими продуктами окисления. Было известно, что при обжиге металлов их вес увеличивается, хотя по теории должно было быть наоборот: ведь флогистон-то при обжиге улетучивается. Но и тут сторонники Шталя не растерялись. Они предположили, что флогистон обладает отрицательным весом, и при его удалении тело становится тяжелее.
Сейчас теория флогистона кажется карточным домиком, который легко рассыпать мановением руки, однако в те времена она была неприступной крепостью, не имевшей ни одного уязвимого места. Лавуазье начал штурм твердыни в 1772 году с изучения процессов окисления фосфора и серы. Двумя годами позднее он публикует работу «Об обжиге олова в закрытых сосудах». Трудно поверить, что работа со столь неприметным названием имеет историческое значение, но именно в ней впервые приведен количественный состав атмосферы и дано простое и однозначное объяснение роли кислорода при окислении и горении. В эти же годы он дает истолкование процессу дыхания как разновидности окисления. В 1777 году появляется статья «О горении вообще» и, наконец, в 1783 году—«Размышления о флогистоне».
Более десяти лет Лавуазье атаковал казавшуюся незыблемой теорию, прежде чем одержал решительную победу. «Земли», «соединения известок с флогистоном», «испорченный дефлогистированный воздух» и тому подобные термины канули в Лету. Химия приобрела, наконец, стройную и ясную систему: существуют элементы, у элементов есть окислы, окислам соответствуют кислоты, основания, соли... Эти новые, вполне современные взгляды Лавуазье изложил в «Начальном курсе химии», который подвел итог его великим открытиям и послужил школой для химиков последующих поколений.
Новая теория была слишком революционна, чтобы встретить полное единодушие. Даже такой крупный ученый, как Бертолле, признал ее только через десять лет. Вслед за ним в лагерь Лавуазье перешло еще несколько известных химиков, и среди них Фуркруа, Гитон де Морво и Шапталь. Большинство же исследователей того времени до самой своей смерти остались сторонниками теории флогистона. В Германии последователи Шталя, руководствуясь не столько стремлением к истине, сколько «патриотическими» побуждениями (случай, к сожалению, нередкий), публично сожгли портрет Лавуазье.
Лавуазье выполнил в области химии и физики множество других фундаментальных работ, которые просто трудно перечислить. Он разложил водяной пар на водород и кислород и снова синтезировал из них воду. Он ввел понятие теплотворной способности топлива и теплоемкости тел. Вместе с Лапласом он изобрел калориметр. В 1785 году он возглавил Академию наук, которая под его руководством быстро превратилась в авторитетнейшее и влиятельнейшее научное учреждение Франции.
Значение работ Лавуазье для развития взрывчатых веществ заключается прежде всего в разработке теории горения: ведь не зная, что такое горение, нельзя понять сущности взрыва. Но и практическая деятельность великого ученого оказала огромное влияние на мировое пороходелие.
Помимо Генерального откупа во Франции существовал еще особый Пороховой откуп. Пороховые откупщики усердно занимались своим обогащением, но плохо снабжали страну порохом. В 1775 году по предложению Лавуазье Пороховой откуп был упразднен и пороховое дело передано в руки государства. Лавуазье был назначен одним из руководителей вновь созданного Управления порохов и селитр. Это управление, существующее и поныне, в течение двух веков своей деятельности сыграло выдающуюся роль в организации производства и научных исследований взрывчатых веществ. В нем сотрудничали многие крупные ученые, имена которых еще не раз встретятся в этой книге.
Взяв пороховое дело в свои руки, Лавуазье использует для его реорганизации весь свой талант химика, инженера и финансиста. Глава академии, председатель многочисленных комитетов и комиссий, могущественный откупщик, он тем не менее считает отныне главной своей обязанностью пороховое дело. С 1775 года он даже поселяется в Арсенале — официальной резиденции Управления порохов и селитр. Он не только устраивает там свою квартиру, но и оборудует прекрасную личную лабораторию, служившую местом паломничества и предметом восхищения ученых всего мира. В Арсенале Лавуазье развертывает интенсивную научную и организаторскую работу. Его строго распланированный рабочий день продолжается с шести утра до десяти вечера.
Под энергичным руководством Лавуазье производство пороха во Франции увеличилось почти вдвое и, что самое главное, резко улучшилось его качество. Страна стала обладать теперь лучшим в мире порохом. Враги Франции скоро получили хорошую возможность в этом убедиться. В войне Соединенных Штатов с Англией за независимость, в которой Франция приняла участие на стороне Северной Америки, артиллерия союзников оказалась недосягаемой для англичан. Благодаря Лавуазье Франция теперь не покупала, а продавала порох — главным образом в Соединенные Штаты. Первый посол США во Франции, знаменитый ученый, «покоритель молнии» Вениамин Франклин, был близким другом Лавуазье, и эта дружба оказалась очень полезной для молодой страны, борющейся за независимость. Лавуазье не только снабжал Соединенные Штаты порохом, но и направлял туда опытных специалистов, обучавших американцев тайнам пороходелия. Специально для США он написал руководство «Искусство производства селитры». В Америку эмигрировали ученики Лавуазье, братья дю Пон де Немур, основавшие там компанию по производству взрывчатых веществ. Эта фирма «Дюпон де Немур» — ныне один из крупнейших химических концернов мира.
Само собой разумеется, что Лавуазье принимал активное участие и в научных исследованиях по разработке новых порохов. Вот почему в тот памятный октябрьский день 1788 года он вместе со своим другом Бертолле рисковал жизнью в пороховой мастерской.
Клод Луи Бертолле не был уроженцем Франции (его предки эмигрировали оттуда во время религиозных войн), однако мало кто сделал для ее величия столько же, сколько этот выдающийся ученый. Он вошел в историю как создатель теорий химического равновесия и химического сродства, первооткрыватель многочисленных соединений, организатор науки и промышленности Франции. Бертолле родился пятью годами позднее Лавуазье близ местечка Аннеси, принадлежавшего Швейцарии, а образование завершил в Италии. Получив в Туринском университете степень доктора, Бертолле четыре года работал в аптеках Пьемонта. В 1772 году он покинул Италию и переселился в Париж, где занял должность медика в одном из аристократических семейств. Молодой врач был не слишком обременен своими обязанностями и с увлечением отдался химическим исследованиям. Они быстро принесли ему славу. В 1780 году он уже получил кресло в Академии наук.
Долгие годы Бертолле был научным противником Лавуазье, но первым из крупных ученых нашел в себе мужество признать свои заблуждения. 6 августа 1785 года он публично заявил, что «успехи физики и химии сделали гипотезу о флогистоне и неудовлетворительной и ненужной». С этого времени начинается дружба двух знаменитых ученых, приведшая к многочисленным плодотворным результатам. Вместе с Лавуазье и Гитоном де Морво Бертолле разработал основы современной химической терминологии. Вместе с Лавуазье он основал в 1789 году один из первых в мире научных журналов — «Анналы химии», издающийся и в наше время. Вместе с Лавуазье он совершенствовал и пороховое дело.
