От флогистона до эфира: невероятные теории прошлого о возникновении энергии
Особые жидкости, свободно проникающие в физические тела, «огненная материя» и наличие в материи нужного количества «жирной земли». Так, по мнению ученых прошлого, можно было объяснить явления, связанные с энергетикой. О самых невероятных теориях — в нашем материале.
Элемент икс
Исаак Ньютон, а позже и великий химик Дмитрий Менделеев всерьез воспринимали теорию мирового эфира — некоего вещества, которое заполняет все вокруг и служит средой для распространения света, тепла, электричества и других форм энергии. Менделеев даже предусмотрел для составляющих мирового эфира особое место в своей периодической таблице: нулевой ряд и нулевую группу. Главным должен был стать «элемент икс». Так Менделеев описывал это загадочное вещество в статье «Попытка химического понимания мирового эфира», опубликованной в 1902 году:
«[Элемент икс должен быть,] во-первых, наилегчайшим из всех элементов, как по плотности, так и по атомному весу, во-вторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее способным к образованию с какими-либо другими атомами или частицами определенных сколько-либо прочных соединений, и, в-четвертых, — элементом, всюду распространенным и все проникающим, как мировой эфир».
Концепция мирового эфира жила и развивалась до начала XX века. По мере накопления новых научных знаний в ней находили все больше нестыковок. Точку в вопросе поставил Альберт Эйнштейн, доказавший, что существование эфира противоречит общей теории относительности.
Флогистон против теплорода
Объяснений природе теплоты придумали немало, но одно из самых экзотических в 1669 году предложил немецкий врач и химик Иоганн Бехер. Согласно его книге «Подземная физика», все минеральные тела, включая металлы, состоят из трех «земель»: «стеклующейся», «ртутной» и «жирной». Наличием последней Бехер объяснял феномен горения. Вещества теряли «жирную землю» и присоединяли «огненную материю».
Позже ученик Бехера Георг Шталь развил его теорию, предположив, что за горение отвечает не «жирная земля», а особая материя — флогистон. Чем активнее горит вещество, тем ее больше. Например, уголь, по Шталю, состоит почти из чистого флогистона. Теория Шталя стала популярной — флогистон оказался универсален и удобен. Помимо горения, с его помощью объяснялись различная растворимость веществ в воде, их стойкость, способность вступать друг с другом в реакции и даже цвет, запах, вкус.
Одним из противников теории флогистона стал естествоиспытатель, основатель современной химии Антуан Лавуазье. Он предложил альтернативу — теплород, «магматический газ», невесомый, прозрачный, легко проникающий сквозь стенки любых сосудов.
«Корпускулы» из вращающихся «элементов»
Против теории теплорода выступал знаменитый ученый Михаил Ломоносов. Он указывал, что ее принципы не объясняют расширение тел по мере нагрева, фокусировку солнечных лучей при помощи линзы или сохранение массы разогретого вещества после его остывания.
Пытаясь объяснить нестыковки, Ломоносов вывел свою корпускулярно-кинетическую теорию. По ней все вещества состоят из «корпускул» или «партикул» (молекул), а те — из «элементов» (атомов). Именно «элементы», вращаясь внутри материи, отвечают за ее разогрев: чем быстрее вращение, тем выше температура. Так Ломоносов вплотную приблизился к современному пониманию тепла и энергии — как производных от движения молекул и их составляющих.
«Жидкостное», «стеклянное» и «смоляное»
Ученые пытались объяснить и природу электричества. Французский химик Шарль Франсуа Дюфе считал электричество невесомой жидкостью и делил его на два вида: «стеклянное» и «смоляное». Выявить их помогли эксперименты: ученый обнаружил, что натертый янтарь отталкивает те предметы, которые натертое стекло притягивает. Так химик выяснил, что есть отрицательно и положительно заряженные тела.
Чуть позже ученый, изобретатель и политик Бенджамин Франклин предложил упростить подход и две жидкости заменить одной. Если жидкости в каком-либо теле много или мало, оно проявляет электрические свойства. К появлению положительного заряда приводит избыток, к появлению отрицательного — дефицит. Жидкостной теорией электричества ученые некоторое время объясняли и магнетизм. Развивая теорию и исследуя природу молнии, Франклин ввел в науку понятия положительного и отрицательного электричества, электрической батареи, конденсатора, проводника, заряда, разряда.
Теория жидкостного электричества давно опровергнута: наука доказала, что электроток — это упорядоченное движение заряженных частиц.
