Как понимали рост растений, или Проблема для попаданца.

Представления о растениях почти всю историю человечества были очень специфичные.

Так, очевидной истиной вплоть до начала XVII века являлось положение, что растения получают все необходимые вещества из земли. Потому что - откуда же ещё? Не из воздуха же!

Нашёлся, впрочем, один шибко сомневающийся в этой очевидной истине - Жан Баптиста ван Гельмонт, уроженец Нидерландов. Он подметил, что после дождей растения почему-то идут в рост, а в засуху - нет. Из чего было сделано немыслимое предположение: что, если растениям для роста нужна... вода?!

Надо сказать, что идея эта на конец XVI века была необычайно смелой. Ну какая ещё вода нужна дереву, зачем? Любой крестьянин знал, что из дерева делают дрова для топки печей, а водой огонь наоборот тушат. Какие-то соки в дереве есть, но какая-то вода есть и в любой почве. Сосна растёт в сухих местностях - и её древесина сухая. Кувшинки растут в реке - и их стебли влажные. Всё сходится! Подобное стремится к подобному, это ещё античные философы знали, и нечего тут всяких умникам огород городить.

Претензии имелись и к самому ван Гельмонту: вместо того, чтобы заниматься приличной алмихией и искать философский камень, он пытался рационализировать и выстроить науку химию. Вместе с Парацельсом и Сильвусом он входил в тройку "ятрохимиков", заявлявших совершенно немыслимые вещи - например, что задачей химии является создание не золота и серебра, а... лекарств! И неважно, не важно, что по серно-ртутной теории такие лекарства содержали много ртути или других тяжёлых металлов; важен был сам принцип "лекарства, а не философский камень". Но то была только вершина айсберга: ван Гельмонт развивал теорию, будто душа человека находится в... печени. А переваривание пищи в желудке происходит не засчёт "внутреннего тепла", а засчёт особых "ферментов".

Ладно ван Гельмонт не хотел философский камень искать, сам дурак; другие найдут и богатыми будут, хе-хе. Ладно он душу в печень поместил; кто-то вон измерял, сколько чертей на конце иглы поместится. Но вот ферментативное пищеварение... это уже за гранью. А теперь ещё и растениям вода нужна оказалась! Что дальше - отрицание флогистона?!

Все ведь знали, что засухи и дожди - это воля Божья; Бог насылает голод в наказание за грехи, так что нечего постигать непостижимое. Лучше покаяться в грехах и помолиться о хорошем урожае; это точно сработает!

Чтобы подтвердить свою теорию, ван Гельмонт решился на эксперимент: взял землю (200 фунтов), посадил в неё ивовую ветку (5 фунтов) и начал поливать дождевой водой. Чем и занимался последующие 5 лет. А после выкопал выросшее деревце: в нём оказалось 164 фунта веса. Масса земли при этом уменьшилась только на 2 унции.

Тут, конечно, всем оппонентам пришлось согласиться: деревце набрало вес благодаря поливу. Потому что - откуда же ещё? Не из воздуха же!

Про воздух - это не шутка. Все образованные люди знали, что воздух - это тонкая субстанция, через которую хорошо передаётся сверхтонкая субстанция флогистон. Короче, для горения воздух нужен. Термин "газ", введённый тем же ван Гельмонтом, предлагался исходно для обозначения "мёртвого воздуха" - т.е., воздуха, не поддерживающего горение. По современному - углекислого газа. Никому и в голову не могло прийти, что растения способны что-то там поглощать из воздуха или выделять в него что-либо.

Даже полтора столетия спустя Джозеф Пристли - обнаруживший, что воздух состоит из разных веществ - всё ещё не решался говорить о "газах". Даже описывая в 1774 году кислород, Пристли называл его "безфлогистоновый воздух". Это понималось не как самостоятельное вещество, но как особое состояние воздуха - просто способного поглотить больше флогистона, чем обычный (в насыщенной кислородом атмосфере горение идёт лучше, чем в обычной). А ещё четырьмя годами позже, описывая фотосинтез, Пристли использовал формулировки в стиле "испорченный дыханием или горением воздух восстанавливается в присутствии зелёных частей растений" (да, тот самый опыт с мышью и цветком). Растения с такой позиции вовсе не поглощали углекислый газ из воздуха; они именно восстанавливали испорченный, "обезфлогистонированный" воздух.

С такой позиции растение если что и поглощало - то только флогистон, "сверхтонкую субстанцию огня". Которая не имела массы и была нужна только для горения. А дерево, заметим, хорошо горит. Старое же, сухостойное, горит и вовсе отлично, что только подтверждает флогистоновую теорию.

Лишь в 1779 Ян Ингенгоус обнаружил, что растения не только "очищают" воздух (выделяя кислород) при свете, но и "загрязняют" воздух (выделяя углекислый газ) в темноте. И только после наблюдений, что количество "очищенного" растениями воздуха превосходит количество "загрязнённого" ими же воздуха было сделано предположение, что разница должна по всей логике поглощаться самими растениями. Лишь с этого момента стало возможно без риска загреметь в дурдом говорить, что часть массы растений происходит из воздуха, а не только из воды и почвы.

Три года спустя Жан Сенебье показал, что оба процесса - выделение кислорода и поглощение углекислого газа - происходят у растений одновременно. Просто на свету преобладает первый, тогда как в темноте - второй. Это казалось какой-то хитрой магией: "очищение" и "загрязнение" происходят одновременно, но с разной интенсивностью, причём степень преобладания одного из двух процессов почему-то зависит от освещённости. Тут уже подключились химики, начавшие сомневаться во флогистоновой теории, и в оборот всё прочнее стали вводиться "газы" - в частности, углекислый и кислород.

И даже эти открытия не были осмыслены до конца ещё почти три десятилетия!

Только в 1804 году Никола де Соссюр довёл работы Пристли и Ингенгоуса по вопросу фотосинтеза до логического завершения, рассчитав соотношение указанных газов, выделяемых растениями. После чего решил сделать следующий, вполне логичный, шаг: замерить количество тех же газов в окружающем воздухе. Желательно - вдали от растений, для чистоты эксперимента, чтобы они "не надышали". Но вместо простого, внятного ответа, он обнаружил очень странную вещь: содержание углекислого газа в атмосфере оказалось очень и очень мало. Разница составляла буквально три порядка - но сотни раз (если точнее, 570 раз).

И как, спрашивается, при такой разнице эти вещества поглощаются и удерживаются растениями? И как бы изменить содержание этих веществ в растениях?

Все эти сугубо теоретические вопросы могли бы оставаться сугубо теоретическими ещё довольно долго, но тут подоспел 1816 год - тот самый "год без лета". Тогда из-за вулканической зимы снег выпадал даже летом - хоть в Швейцарии, хоть в Нью-Йорке, и далее везде. Реки выходили из берегов по нескольку раз в год, затапливая поля. Бури размётывали то, что ещё оставалось. В итоге зерновых уродилось настолько мало, что в пищу люди употребляли фуражное (т.е., предназначенное для скота) зерно. И весной следующего года цены на зерно скакнули сразу на порядок - да, оно стало десятикратно дороже.

Конечно, тогда случилось много чего интересного - художники нарисовали кучу картин с необычным небом, а Карл Дреза на безлошадье изобрёл велосипед - но голод был страшен. Вопрос о физиологии растений из теоретического перешёл в разряд прикладных: как бы так сделать, чтобы растения больше плодоносили?

Примерно в те же годы появилась очередная группа чудаковатых химиков: они утверждали, что возможно создавать вещества, содержащиеся в живых организмах, из неорганических. По сути это утверждение означало, что принципиальной разницы между живой и неживой материей не существует. Вообще! Наиболее известные представители этой группы - Йёнс Берцелиус, Фридрих Вёллер и Юстус фон Либних. Да-да, тот самый опыт с синтезом мочевины. Пытаясь доказать правоту своих теорий, они между делом создали современный метод обучения химии - лабораторно-ориентированный - но встречали упорное сопротивление со стороны "классических" химиков.

Дело ведь в том, что всё представление о природе тех лет (царство животных, растений, минералов) восходило к Аристотелю. А в его "лестнице" различие между живой и неживой материей принципиально; оно объясняется наличием особой Жизненной Силы. Ладно ещё флогистоновая теория - это относительный новодел, всего лишь XVII века; отказаться от неё было не особенно и сложно. Но - отказаться от теории Аристотеля?! Как это - нет никакой Анимы (греч. ψυχη)? Эдак ведь один шаг до утверждения, что и души нет?! И Бога, что ли, тоже нет?! Вы там все обалдели что ли?! Да даже Луи Пастер, который теорию "спонтанного самозарождения жизни" опроверг, такого не говорил! Даже Дарвин такого не говорил!

Проблема была в том, что некоторые материалисты именно это и утверждали, причём именно таким способом. Особенно напирали на подобные аргументы представители материализма как политической философии. И какая разница, что это были совершенно другие люди? Важно, что одни опирались на других - а те не пытались открещиваться. Ну а поскольку Европа ещё не была толерантной, чёрный пиар в виде пасквилей и карикатур лился на "выскочек" потоком. Так что молодые, перспективные химики шли к успеху и признанию почти два десятка лет.

И только во второй половине XIX века, когда Пьер Бертло синтезировал этиловый спирт в лабораторных условиях (прежде его получали только в ходе брожения), теория витализма была развенчана. И только тогда вспомнили и работах прямых предшественниках Пьера. В частности - утверждавших, что определённые минеральные вещества, будучи внесены в почву, способствуют росту растений; т.к. "удобрения".

Только тогда, после корректировки теории Либиха, начали производить удобрения (сульфат аммония и суперфосфат) заводским, а не кустарным методом. Но даже на том этапе не было известно способов фиксации азота. Его приходилось возить - ни много ни мало - из Чили, где находились крупнейшие в мире залежи селитры. И только ещё-пол-века спустя, в 1909 году, Францем Габером был продемонстрирован метод фиксации азота из воздуха (благо это основной газ в атмосфере Земли). Несколько лет спустя Карл Бош усовершенствовал этот метод путём внесения катализатора - и именно в таком виде метод существует по сей день.

***

А к чему это я нагородил тут такую статью, спросите вы?

А к тому, что никакие технические новинки от попаданца не были бы восприняты хроноаборигенами прошедших веков. Построить завод - это не так уж и сложно. Но вот донести идею завода.... объяснить, что ты - не опасный сумасшедший, а первооткрыватель чего-то нового... Вот это - сложно. Ни в XVIII, ни в XVII, ни в XVI веках учёные не были дурачками; они не пребывали во власти неких мистических заблуждений, которые мешали им "думать правильно" и которые попаданец мог бы легко опровергнуть. Учёные всегда были на передовой мысли своего времени. Любые идеи попаданца почти гарантированно лежали бы вне области их понимания, а потому были бы отвергнуты.