«Наука и вера исключают друг друга» (Вирхов).
Глупцы все еще цепляются за веру; мудрые находят истину в науке.
Примечание. — «История астрономии» Бейли, часть I, стр. 31, § 124, и часть II, стр. 33, 39, утверждает, что Индия существовала как нация, как показывают записи, 4 320 000 лет. Индийцы делят это время на четыре основных периода: первый период, период невинности или простоты, 1 728 000 лет; второй период — 276 000; третий период — 864 000; и века несчастий — около 422 000 — период Кали-юги. Подобные утверждения делает Цицерон («О дивинации», I, 19) относительно халдеев: «Condemnemus, inquam, hos aut stultitiæ aut vanitatis aut imprudentiæ qui 470 millia annorum ut ipsi dicunt monumentis comprehensa continent».
АТМОСФЕРА.
Атмосфера — это газовая оболочка, окружающая Землю; она представляет собой океан воздуха, на дне которого мы живем. Мы осознаем существование воздуха, когда движемся быстро и ощущаем сопротивление, оказываемое прохождению наших тел, а также когда воздух приходит в движение, порождая ветер. Мы замечаем давление атмосферы, если откачаем воздух из-под руки с помощью мощного воздушного насоса, ибо тогда обнаружим, что рука прижимается с силой, равной 1,033 кг на квадратный сантиметр, или почти 15 фунтов на каждый квадратный дюйм. Таким образом, общее атмосферное давление, которое приходится выдерживать человеческому телу, составляет несколько тонн. Но это давление не ощущается при обычных обстоятельствах, потому что оказываемое давление распределяется равномерно во всех направлениях. Инструмент, используемый для измерения давления воздуха, называется барометром, и среднее давление на уровне моря равно давлению, оказываемому столбом ртути высотой 760 мм. Поскольку воздух эластичен и имеет вес, ясно, что нижние слои воздуха должны быть более сжаты, чем те, что находятся над ними, и, следовательно, плотность воздуха должна варьироваться на разных высотах над уровнем моря. Плотность воздуха, таким образом, зависит от давления, которому он подвергается, поэтому верхние слои воздуха обычно разрежены, и поэтому трудно сказать, где именно заканчивается воздух, но, по-видимому, предел атмосферы находится на расстоянии около 200–300 миль от уровня моря. Если бы вся атмосфера имела повсюду такую же плотность, как у поверхности Земли, она достигала бы высоты лишь немногим более пяти миль над уровнем моря.
Водяной пар содержится в воздухе в количествах, варьирующихся в разных местах и в разное время, и зависит главным образом от температуры воздуха. Воздух при данной температуре не может содержать в растворенном виде больше определенного количества влаги; и когда он поглотил свое максимальное количество, говорят, что он насыщен водяной влагой. Чем выше температура воздуха, тем больше воды он может удерживать в виде пара; и когда насыщенный влагой воздух охлаждается, вода осаждается в жидкой форме в виде очень мелких капель, образуя дымку, туман или облако. Это является причиной выпадения дождя, снега и града; когда теплый воздух, сильно насыщенный влагой из океана, переходит в более высокое и холодное положение или встречает слой воздуха с более низкой температурой, он больше не может удерживать столько водяного пара, и большое количество его принимает жидкую форму, выпадая в виде дождя, если температура выше точки замерзания, или кристаллизуясь в виде снежинок, если температура ниже этой точки. Град образуется в результате замерзания дождевых капель при прохождении через слой воздуха с температурой ниже точки замерзания. Выпадение росы вызвано быстрым охлаждением поверхности Земли в результате излучения после захода солнца и последующим охлаждением воздуха вблизи земли ниже температуры, при которой он начинает отдавать влагу. В целом воздух содержит от 50 до 70 процентов водяного пара от количества, необходимого для его насыщения. Если количество выходит за эти пределы, воздух становится либо неприятно сухим, либо неприятно влажным.
Воздух содержит, помимо газов кислорода и азота, углекислый газ, аммиак, случайные примеси и летучие органические вещества, причем последние являются наиболее важными, так как они, вероятно, в значительной степени влияют на полезность для здоровья конкретной местности. Мы осознаем существование таких органических гнилостных веществ, входя в переполненную комнату со свежего воздуха; и вполне вероятно, что общеизвестная нездоровость болотистых и других районов объясняется присутствием некоторых органических примесей.
У нас может возникнуть повод сослаться на это, когда мы будем говорить о потопе и т. д.
ГЛАВА III.
ХИМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ.
Под словом «химия» мы понимаем науку, которая исследует состав всех материальных веществ, разбирая их на части или разделяя их с помощью химического процесса, и открывает природу и свойства мельчайших частиц. Эти малые частицы получили название элементов или элементарных веществ; этот термин в химии применяется к тем формам материи, которые до сих пор сопротивлялись всем попыткам разложить их.
«Мы знаем, что у нас есть земля, воздух, вода, и мы видели в главе II, что земная кора состоит из многих веществ: горных пород, коралловых рифов, глины, мергеля, полевого шпата, кварца, известняка, гранита и т. д. Эти вещества состоят из малых частиц, или элементов, и называются минералами или неорганическими веществами. Существует другой класс веществ, называемых органическими, которые происходят от живых существ или организмов. Они также разбираются или разделяются на свои элементарные вещества. Поскольку растения или животные, все такие элементарные вещества получили название органических веществ, потому что растения и животные имеют органы размножения, отсюда и название.
Разбор любого вещества на его составные элементы называется химиками анализом.
Те же элементы могут быть также соединены вместе для получения различных веществ; это называется синтезом.
Химики приняли название для каждого из элементов, и эти названия представлены символами, или буквами.
Сложные вещества могут содержать два или более элементов. Когда состав вещества определяется путем расщепления соединения на его элементарные составляющие, говорят, что был проведен химический анализ этого вещества; и если определены пропорции по весу, в которых присутствует каждая из составляющих, то был проведен количественный анализ вещества и т. д.
Под химическим действием мы подразумеваем то, что происходит, когда два или более веществ воздействуют друг на друга таким образом, что образуется третье вещество, совершенно отличающееся по свойствам от исходных; или когда вещество приводится в такие условия, что оно образует два или более тел, отличающихся по свойствам от исходного. Химия называется экспериментальной наукой. Исследуя все доступные ему материалы, будь то твердые, жидкие или газообразные, будь то содержащиеся в земле, море или воздухе; принадлежащие ли к минеральному, животному или растительному миру, химик вынужден делить вещества на два класса: (1) сложные вещества — те, которые он способен расщепить на два или более существенно различных материала; (2) элементы или простые вещества — те, которые он не способен таким образом расщепить и из которых не было получено ничего существенно отличного от исходных веществ.
Сложные тела состоят из двух или более элементарных веществ, химически соединенных друг с другом; так, сера, медь, свинец являются элементарными телами; из каждого из них нельзя получить ничего, отличного от серы, меди, свинца; тогда как при нагревании двух этих тел вместе образуется соединение, из которого в любое время можно получить оба исходных элементарных компонента. Вода — это сложное тело, ее можно расщепить на два элементарных газа: водород и кислород; поваренная соль, опять же, является соединением газа (хлора) с металлом (натрием); а известняк, глина, сахар и воск могут служить примерами сложных тел; в то время как фосфор, древесный уголь, железо, ртуть и золото могут быть упомянуты как принадлежащие к классу простых веществ.
Что касается физических свойств газов — они имеют вес, объем, диффузию, плотность и т. д.
Теологи настаивают, что существует Бог, Бог, который был впервые представлен нам человеком по имени Авраам, прорекламирован Моисеем и был навязан массам как нечто чрезвычайно чудесное. Множество людей, которые находят в своих интересах отстаивать его мнимые притязания, до сих пор делают все возможное, чтобы поддержать своего Бога. Мы пытаемся обнаружить, где его можно найти, является ли он локальным или универсальным Богом, из чего он состоит, пребывает ли он на Земле постоянно или временно, управляет ли он всей солнечной системой или большим количеством систем, совершает ли он иногда путешествие на другие планеты; и если он создал все, мы хотим выяснить, как он это создал. По этой причине мы должны искать, бросив взгляд на звезды, в земле, атмосфере и т. д. Поскольку геология не дает благоприятного ответа, мы пытаемся выяснить, из чего состоит эта Земля. Элементарных тел в настоящее время насчитывается шестьдесят четыре. Из них около пятидесяти принадлежат к классу, называемому металлами. Некоторые из них были открыты недавно и пока еще очень плохо изучены. Различие между металлами и некоторыми неметаллическими веществами, или металлоидами, хотя и очень удобно для целей описания, является совершенно произвольным, поскольку классы переходят друг в друга самым неопределенным образом. Ниже приводится полный список известных элементарных веществ с указанием их названий, символов и атомных весов:
Symbols. METALLOIDS. Combining Weight.
Elements of life: of primary importance.
O Oxygen 1II 16
H Hydrogen I 1
N Nitrogen V 14
C Carbon IV 12
Elements of secondary importance.
Cl Chlorine I 35 .5
Br Bromine I 80
I Iodine I 127
F Fluorine I 29
P Phosphorus V 31
S Sulphur VI 32
Si Silicon IV 28
B Boron III 11
Se Selenium VI 79 .5
Te Tellurium VI 179
Mechanics, arts, science, and medicine.
Al Aluminium IV 27 .4
Ca Calcium II 40
(Cuprum) Cu Copper II 63 .5
(Ferrum) Fe Iron IV 56
(Plumbum) Pb Lead IV 207
Mn Manganese IV 55
(Hydrargyrum) Hg Mercury II 200
(Kalium) K Potassium I 39 .1
(Argentum) Ag Silver I 108
(Natrium) Na Sodium I 23
(Stannum) Sn Tin IV 118
Zn Zinc II 65 .3
(Stibium) Sb Antimony V 122
As Arsenic V 75
Ba Barium II 137
Bi Bismuth V 210
Cr Chromium VI 52 .2
Co Cobalt IV 58 .7
(Aurum) Au Gold III 197
In Indium IV 74
Mg Magnesium II 24
Ni Nickel IV 58 .7
Pd 2Palladium IV 106 .6
Pt Platinum IV 197 .5
Sr Strontium II 87 .5
Ti Titanium IV 50
W Tungsten VI 184
U Uranium IV 120
Little known, rarely used.
Be Beryllium II 9 .3
Cd Cadmium II 112
Cs Cæsium I 133
Cr Cerium IV 92
D Didymium II 95
E Erbium II 112 .6
Ir Iridium IV 198
La Lanthanum II 92
Li 3Lithium I 7
Mo Molybdenum VI 96
Nb Niobium V 94
Os Osmium IV 199 .2
Rh Rhodium IV 104 .4
Rb Rubidium I 85 .4
Ru Ruthenium IV 104 .4
Ta Tantalum V 182
Tb Terbium
Tl Thallium III 204
Th Thorium II 231 .5
V Vanadium V 51 .3
Y Yttrium II 61
Zr Zirconium III 89 .6
Вся материя состоит из очень малых частиц, которые химически неделимы и которые называются атомами, и атом каждого элементарного вещества существенно отличается от атома любого другого. Все атомы каждого элемента одинаковы, а химические соединения образуются путем соединения неодинаковых атомов. Следовательно, мельчайшая частица соединения состоит из группы атомов. Эта группа, которую можно разделить химическими, но не механическими средствами, называется молекулой. Мельчайшая частица элемента в свободном состоянии, однако, является не отдельным атомом, а группой атомов, механически неделимой, или молекулой. Это объясняет, почему элементарные тела действуют более энергично и легче вступают в соединение в момент их высвобождения из соединения, чем в свободном состоянии.
Когда происходят химические изменения, именно молекулы реагируют друг с другом, и изменение заключается в изменении положения определенных атомов, содержащихся в группах. Когда элемент высвобождается из соединения, высвободившиеся атомы соединяются вместе, образуя молекулы, если только не присутствует какое-либо тело, с которым элемент может соединиться.
Под атомом мы, следовательно, понимаем мельчайшую часть химического элемента, которая может входить в химическое соединение; под молекулой — мельчайшую часть простого сложного тела, которая может существовать в свободном состоянии или которая может принимать участие в химическом действии.
Все элементы, за единственным исключением фтора, соединяются с кислородом, образуя оксиды. В этом акте соединения, который называется окислением, всегда выделяется тепло, а часто и свет. Когда тела соединяются с кислородом, выделяя свет и тепло, говорят, что они горят или подвергаются горению. Все тела, которые горят на воздухе, горят с повышенной яркостью в газообразном кислороде; и многие вещества, такие как железо, которые нелегко горят на воздухе, могут быть заставлены делать это в кислороде.
Кислород — это бесцветный невидимый газ, не имеющий ни вкуса, ни запаха.
Водород — это бесцветный невидимый газ, не имеющий ни вкуса, ни запаха. Это самый легкий из известных газов, будучи в 14,47 раза легче воздуха. Он соединяется с кислородом, образуя воду.
Азот — это бесцветный, безвкусный, не имеющий запаха газ, немного легче воздуха. Он нелегко соединяется с телами и является очень инертным веществом, не поддерживающим ни горения, ни животной жизни, ни горящим сам по себе. Однако он не обладает ядовитыми свойствами, и животные, помещенные в сосуд с этим газом, умирают просто от удушья из-за нехватки кислорода. Азот существует в свободном состоянии в воздухе, составляя четыре пятых его объема. Он встречается в связанном виде в телах растений и животных, а также в различных химических соединениях, таких как селитра, откуда газ и получил свое название.
Углерод — это твердый элемент; он не известен в свободном состоянии ни как жидкость, ни как газ. Углерод примечателен тем, что существует в трех различных формах, которые по внешнему виду или физическим свойствам не имеют ничего общего, тогда как их химические отношения идентичны. Эти три аллотропные формы углерода — это (1) алмаз, (2) графит или плюмбаго, (3) древесный уголь. Эти вещества различаются по твердости, цвету, удельному весу и т. д., но каждое из них при сгорании на воздухе или в кислороде дает одинаковый вес одного и того же вещества — угольной кислоты или диоксида углерода. Углерод — это элемент, который особенно характерен для животной и растительной жизни, так как каждая организованная структура, от простейшей до самой сложной, содержит углерод. Если бы углерода не было на Земле, ни одно растительное или животное тело, каким мы его знаем, не могло бы существовать. В дополнение к углероду, который находится в свободном виде в этих трех формах и содержится в связанном с водородом и кислородом виде в телах растений и животных, он существует в связанном с кислородом виде как свободный диоксид углерода в воздухе, а также с кальцием и кислородом как карбонат кальция в известняке, меле, мраморе, кораллах, раковинах и т. д. Растения способны при воздействии солнечного света разлагать диоксид углерода в воздухе, высвобождая кислород и забирая углерод для формирования своей растительной структуры, в то время как все животные, живущие прямо или косвенно за счет растений, поглощают кислород и выделяют диоксид углерода. Таким образом, солнечные лучи через посредство растений осуществляют дезоксидацию, или восстановление, в то время как животные действуют как окислители по отношению к углероду.
Кислород, водород, азот, углерод — это животворные элементы. Они являются элементами, производящими и поддерживающими жизнь. Ни животная, ни растительная жизнь не могут существовать без них. Вся деятельность природы зависит от них. Каждое органическое вещество содержит их.
Ни одно органическое вещество не может существовать без них.
Принцип жизни обязан им.
От травинки до насекомого, от насекомого до животного, включая человека, никто не может появиться на свет без этих элементов.
Рождение, рост и развитие растения и животного зависят от них, их пропитание и питание.
Все наши пищевые вещества почти полностью состоят из этих элементов.
Никакая сила, мощь или энергия не могут быть произведены без их присутствия.
Наша мышечная сила, наша нервная энергия, сами наши мысли, наше воображение, а также пищеварение, дыхание, кровообращение зависят от этих элементов.
Наши ощущения, наши удовольствия, наши боли зависят от них. Все возбуждение и угнетение в жизни зависят от них.
Красоты растительности, все различные оттенки и цвета цветов и соцветий, краски и запахи зависят от них.
Никакое явление в природе, каким бы ужасным, восхитительным или очаровательным оно ни было, не может проявиться без этих элементов.
Ни землетрясение, гром, шторм, молния, ветер, град, дождь, снег или лед не могли бы существовать без них.
Ни свет, ни тепло, ни движение — на самом деле, ни одна из физических сил не могла бы возникнуть без них.
Наша атмосфера, океан, моря, реки, леса состоят из них.
Ни искусство, ни наука, ни механика, ни архитектура, ни вообще что-либо, чем мы сейчас наслаждаемся, не могло бы существовать без них.
Порох, динамит, электричество и все остальное зависят от этих элементов.
Зачем пытаться перечислять необычайные роли, которые они играют на Земле и во Вселенной?
Каждое растение завяло бы, каждая жизнь погибла бы без кислорода; этот элемент можно по праву назвать дыханием жизни.
Творение Бога зависит от этих элементов, потому что если бы не человек, Бога никогда бы не было.
Ковчег, сделанный из дерева, состоял из них. Фигура Христа и Девы Марии, как ее называют, а также всех святых, были и есть составлены из кислорода, углерода, азота, водорода и т. д. Мы знаем, что эти химические элементы входят в состав всех вещей в природе — минеральных, растительных, животных.
Мы также можем быть абсолютно уверены, что сейчас, в настоящее время, существует не больше элементов, чем существовало десять, двадцать или тысячу миллионов лет назад.
Химические элементарные вещества не имеют большего относительного веса по отношению друг к другу, ни большего объема в настоящее время, чем они имели в любое время с момента существования этой Земли. Общий вес всех элементов, которые входят в формирование этого земного шара, никогда не менялся, находились ли они в твердом, жидком или газообразном состоянии.