شكوك عالم حول الآراء الكيميائية السوقية

وُلِد روبرت بويل ( 1627-1691) في أيرلندا لعائلة ثرية، وتلقَّى تعليمه في إيتون، وحظي بمزيدٍ من التعليم في أجزاءٍ أخرى من قارة أوروبا، ليعود إلى إنجلترا في عام ١٦٤٥.

بدأ دراساته العلمية خلال العقد التالي، وفي عام ١٦٥٦ انتقل إلى أكسفورد، حيث ضمن مساعدة روبرت هوك. صنع هوك مضخَّة هوائية لبويل، استعان بها في عدة دراسات، بما في ذلك دراسة العلاقة بين حجم وضغط الغاز، والتي تحمل اسمه الآن. يُعتبر بويل بصفة عامة أبا الكيمياء، ويرجع جزء من ذلك إلى قانون الغاز الذي ابتكره ودراسات فيزيائية أخرى، إلى جانب كتابه الكلاسيكي «الكيميائي المتشكِّك» الذي تضمَّن أولى المحاولات الجادة لتعريف العناصرالكيميائية والمفاهيم الذرية بالحجة التجريبية.  حين نشَرالسيد المبجَّل روبرت بويل كتاب « الكيميائي المتشكك » في عام ١٦٦١ (انظر الشكلين 4-2 و4-3) كان ثَمَّةَ نظريتان غير مبرهنتَين عن المادة تهيمنان على علم الكيمياء البدئي. كان أول هذه (« العامة » السوقية (أو « الآراء الكيميائية ») يقوم على العناصر الأربعة (التراب والنار والهواء والماء) التي تُنسَب بطبيعة الحال إلى أرسطو. كان غالبًا ما يُشار إلى أتباع أرسطو بـ ؛« المشَّائين » نظرًا إلى أسلوب تدريس أستاذهم، الذي كان يتضمَّن المشي. أما الرأي السوقي السائد الآخر — والذي يرجع إلى عهد باراسيلسوس (١٤٩٣-١٥٤١) — فكان يستند إلى المواد الثلاث الأولية (الكبريت، والزئبق، والملح). وقد أشار بويل إلى المتحمِّسين لهذه النظرية بـ « الكيميائيين » و سنُشير إليهم « الخيميائيين  والا طباء الكيميائين »)  ولم يكن شرفًا كبيرًا أن يكون المرء كيميائيٍّا، برغم أن « الكيميائي المتشكِّك » كان على الأقل قادرًا على الإفلات من هذا الوصف. وإلى جانب ،« المشَّائين » و « الكيميائيين » كان هناك الذين كانوا يَعتقدون أن النار ينبغي أن تعتبر الأداة الأصيلة والكونية لتحليل الأجساد المختلطة ومعنى هذا أن دور النار هو التحلُّل الكيميائي. ورغم أن بويل كان مؤمنًا بنظرية جسيمية المادة، الشبيهة بنظرية ليوكيبوس الذرية القديمة، فقد عاب على الفلاسفة اليونانيين عدم إجراء أي تجارب:

ولذلك أرسلنا في دعوة ليوكيبوس الجريء الذكيِّ ليمنحنا شيئًا من المعرفة من نظريته الذرية، التي توقَّعنا أن تنطوي على مثل تلك الإلماعات الخصبة، لكننا وبعد عناءٍ كبير جاءنا الخبر أخيرًا بأنه لا يمكن العثور عليه.

وفي حين أن أسلوب بويل في الكتابة يدفعك إلى القراءة ببطء، فإن المُقتطَف الوجيز الموضَّح أعلاه يوضح الحس الفكاهي الموظف في كتاب «الكيميائي المتشكِّك». علاوةً على ذلك، استخدم بويل أسلوبًا مسلِّيًا ربما لا يُلائم الدوريات والأبحاث العلمية الحديثة؛ فقد وضع بويل محادثات تخيُّلية بينه وبين «أشخاصٍ خياليِّين» استطاع بسهولة أن يدحض حججهم. وبرغم أن بويل الراوي يلعب دورًا مهمَّشًا إذ يُرافق ((إلوثيريوس الكثير السؤال)) خلال زيارته إلى «صديقه كارنيديس» فإن الأخير هو صوت بويل الحقيقي. كان كارنيديس يَجلِس إلى طاولة صغيرة مُستديرة في حديقة مع ثيمستيوس، الذي يجادل لصالح ،« المشائين »  وفيلوبونس الذي يُدافِع عن وجهة نظر باراسيلسوس.

ها هو « دليل إثبات » ثيمستيوس على أنَّ الخشب الأخضر يتحلل الى العناصر الأربعة عند الاحتراق:   تكتشف النار نفسها في اللهب بفعل ضوئها، وحين يتصاعَد الدخان إلى أعلى المدخنة، ثم يتلاشى في الهواء، مثل نهر يُسلم نفسه إلى ماء البحر، فإنه يُظهر بما يكفي إلى أي عنصرٍ يَنتمي ويعود في سعادة. والماء في هيئته إذ يَغلي ويُصدِر هسيسه عند أطراف الخشب المُحترق إنما يكشف نفسه لأكثر من حاسة من حواسنا، وكذلك الرماد بوزنه، وقابليته للاشتعال، وجفافه، كل تلك الأشياء تزيل عنك أي شك في انتمائه إلى عنصر التراب. يجيب بويل (أو كارنيديس) بأن ثَمَّةَ التباسًا هنا. أولًا: يبدو أن «عنصر» النار لا بد أن يُعرَض على «عنصر» النار ليُحرِّره من الخشب الأخضر. ومع ذلك فإن الفكرة الثانية هي افتراض أن مجرد التعريض للنار في حد ذاته يحرر العناصر الأربعة دون تعرُّضها لأي تغيُّر. وفيما يلي حجة كارنيديس العلمية المضادة الممتازة .

على سبيل المثال، حين يخلط عامل تنقية بين الذهب والرصاص، ويُعرض هذا الخليط في كأس لسخونة النار؛ ومن ثَمَّ يفصل الخليط إلى ذهب نقي لامع ورصاص (يندحر مع ما كان يختلط بالذهب من شوائب، ويُطلق عليه حينئذٍ المُرداسنج الذهبيُّ)، هل يمكن لأي شخص يرى هاتين المادتين المختلفتَين منفصلتين عن الكتلة الأولى أن يتصور أنهما كانتا خليطًا في مركَّب واحد قبل أن يتعرض للنار.

الفكرة هي أن فلزَّي الرصاص والذهب قد ينصهران معًا ليُكوِّنا سبيكة. ومع ذلك، فإن التسخين لفترة طويلة في الهواء الطلق يُؤكسِد الرصاصفيتحوَّل إلى كلس — المرداسنج؛ ذلك المسحوق الأحمر المُصفَرِّ، هذه الصبغة التي نعرفها اليوم بأول أكسيد الرصاص. أما الذهب المنصهر فلا يمر بأي تغيير كيميائيٍّا، وأيُّ شوائب (أو رغوة) بالإضافة إلى المُرداسنج المتكون حديثًا سيمتص داخل الكأس، تاركًا الذهب النقي. من الواضح أن المُرداسنج لم يكن له وجود في السبيكة الأصلية، لكنه تحرَّر بفعل النار. والواقع أن ذلك يكاد يتطابق مع حجة حجر الفلاسفة المذكورة في المقال السابق. مع مساعدة النار أو أي عوامل أخرى أن تَستخلِص التراب، أو الهواء، أو النار، أو الماء من الذهب. في الواقع، لو كان ثَمَّةَ شيء قد يبدو عنصرًا حقيقيٍّا، فهو الذهب. على الجانب الآخر، عند تحليل الدم باستخدام النار، فإنه يتحلَّل إلى خمس مواد مختلفة هي: النخامة، والروح، والزيت، والملح، والتراب.

 ردٍّا على فيلوبونس، الكيميائي الصيدلاني المدافع عن باراسيلسوس، يتساءل المواد، كارنيديس عما إذا كانت طبيعة النار دائمًا ما تقضي بأن تؤدِّي إلى تحليل المواد أو، على الأقل، إلى عملية « تحلُّل »

مستمر وعلى ذلك، فعند حرق خشب ،« الجياك » ينتج عن الاحتراق سِناج ورماد، رغم أن تقطير الجياك (بالنار) داخل مقطرة معوجة ينتج عنه « زيت، وروح، وخل، وماء، وفحم » ويذهب بويل (أقصد كارنيديس) إلى الزعم بأنه إذا  أزيل هذا الفحم الناتج من المقطرة المعوجة وحُرِق في الهواء الطلق، فإنه يتحول إلى رماد. بالِمثل، ينتج عن حرق الكافور في الهواء الطلق السِّناج، والذي يُمكن أخذه وفحصه ليتبيَّن أنه لا يحتفظ بأيٍّ من خواص الكافور. ومع ذلك، إذا وضع الكافور في وعاء زجاجي مغلق وعُرِّض إلى نار خفيفة، يتصاعد دخان، ثم يتَكثَّف كراسب أبيض صلب، يحتفظ برائحة الكافور العطرية النفَّاذة. وندرك من هذه الحالة الثانية أن سكين النار التحليلية التي تعرَّض لها الكافور أدَّت إلى تساميه دون أن يتعرَّض إلى أي تغير. وفي كتاب المتشكك الكيميائي يطرح بويل أربعة افتراضات تُحدد آراءه بشأن تركيب المادة؛ إذ يحاول بويل وصْف كلٍّ من التركيب المادي للمادة (باعتبارها جسيمات دقيقة) والتركيب الكيميائي لها (باعتبارها عناصر لا يُمكن اختزالها كيميائيٍّا) وصفًا تأصيليٍّا:

الافتراض الأول: يبدو طبيعيٍّا أن نُدرك عند أول إنتاج للأجسام المختلطة، أنَّ المادة السائدة التي تتكوَّن منها هذه الأجسام — بين أجزاء أخرى من الكون — قُسِّمت في الواقع إلى جسيمات صغيرة بأحجام وأشكال مُختلفة تتحرَّك في اتجاهات مُختلفة.

الافتراض الثاني: من المُستحيل بمكان أن تَنفصِل عن هذه الجسيمات الدقيقة الجسيمات الأدق حجمًا المُتجاوِرة والمُنتشِرة هنا وهناك، والتي تترابط معًا في كتل أو تجمعات دقيقة، لتشكل بتجمعاتها هذه مخزونًا هائلًا من مثل هذه التكتلات الصغيرة الأولية، التي لا يُمكن أن تتفكك بسهولة لترجع إلى تلك الجزيئات الصغيرة التي تألَّفت منها قبل التكتُّل.

الافتراض الثالث: لن أنكر إنكارًا قطعيٍّا أن من بين غالبية هذه الأجسام المُختلطة ما يُشكِّل جزءًا من طبيعة الحيوانات أو النباتات، وقد يكون ما يَنتج منها بالاستعانة بالنار عددًا محدَّدًا من المواد (إما ثلاث، أربع، أو خمس أو أقل أو أكثر) ذات تسميات مختلفة.

الافتراض الرابع: بالمثل يُمكن التسليم بأن تلك المواد المختلفة التي تنتجها تكتلات الجسيمات أو تتكوَّن منها، يُمكن دونما أيِّ إشكاليات أن تُسمى عناصر أو جواهر للعناصر.

تتعلَّق الفرضيتان الأوليان بالبِنية الفيزيائية للمادة. فثمَّة مستويان لبنية المادة، وهما أدق الجسيمات، أو ما يسمى بـ«جسيمات بويل» التي قد ترتبط معًا في «تكتلات» تتألَّف من «كتل أو تجمُّعات دقيقة» وقد أتاحَت المجاهر — التي اختُرعت في مطلع القرن السابع عشر — أدلة مباشرة على الضآلة المُتناهية حتى لأجزاء التكتُّلات التي تُستشعَر بالكاد.