IV. کیمیاگری: رشد و رد شدن

A.      گسترش عقیده‌ی یونانی

بعد از تنزل امپراطوری رم، نوشته‌های یونانی کمتر در اروپای غربی به طور گسترده آموزش داده شده بود، و حتی در کشورهای شرق مدیترانه در این مورد بسیار غفلت شده بود. در قرن 6، یک فرقه‌ از مسیحیان به نام نسطوریان که زبان سریانی داشتند، نفوذ خود را در آسیای صغیر گسترش دادند. آن‌ها یک دانشگاه در رُها در بین‌النهرین برقرار کردند و تعداد زیادی از نوشته‌های فلسفی و پزشکی یونانی را برای استفاده‌ی پژوهشگران به سریانی ترجمه کردند.

در قرن 7 و 8 فاتحان عرب فرهنگ اسلامی را در میان اکثر بخش‌های آسیای صغیر، شمال آفریقا و اسپانیا گسترش دادند. خلفا در بغداد پشتیبانان فعال علم و یادگیری شدند. ترجمه‌های سریانی از متون یونانی دوباره ترجمه شدند و این بار به زبان عربی و در ادامه همراه با دیگر آموخته‌های یونانی نظریات و شیوه‌ی کیمیاگری دوباره رشد یافت.

کیمیاگران عرب همچنین در ارتباط با چین بودند در نتیجه دریافت مفهوم طلا به عنوان دارو، به همان اندازه‌ی دریافت نظر یونانی‌ها در مورد طلا به عنوان فلز کامل بود. یک عامل مهم، اعتقاد فیلسوفان درباره‌ی تحریک و تغییر ماهیت سنگ بود و این عامل تبدیل به هدف تحقیقات کیمیاگران شد. اکنون کیمیاگران یک انگیزه‌ی اضافی برای مطالعه‌ی فرایندهای شیمیایی داشتند نه فقط برای مال و ثروت بلکه همچنین برای سلامتی. مطالعه‌ات شیمی و دستگاه‌های شیمیایی پیشرفتی مداوم داشتند. واکنشگرهای مهمی نظیر فلزات قلیایی و نمک‌های آمونیوم کشف شدند و دستگاه تقطیر پیشرفت کرد. یک باور تازه درباره‌ی نیاز بیشتر به روش‌های مقداری در دستورالعمل‌های عربی آشکار شد؛ در دستورالعمل‌های ویژه‌ای که در رابطه با مقادیر واکنشگرهای مصرفی داده شد.

B.      اواخر قرون وسطی

یک بیداری عقلانی بزرگ مجددا در قرن 11 در اروپای غربی شروع  شد. این امر تا حدودی به دلیل تبادل فرهنگی میان پژوهشگران غربی در سیسیل  و اسپانیا بود. مدرسه‌ی مترجمان برقرار شد و ترجمه‌های آن‌ها نظریات فلسفی و علمی عرب‌ها را به پژوهشگران اروپایی انتقال داد. بنابراین، اطلاعات علوم یونانی، از زبان‌های واسطه‌ی سریانی و عربی به زبان لاتین پژوهشگران منتشر شد و به سرعت به تمام بخش‌های اروپا رسید. بسیاری از نسخه‌های خطی که مشتاقانه مورد مطالعه قرار گرفت آن‌هایی بود که درباره ی کیمیاگری بود.

این نسخه‌های خطی دو نوع بودند: بعضی غالبا  کاملا کاربردی بودند و بعضی سعی در به کار بردن نظریات مواد طبیعی در مسایل کیمیاگری داشتند. در میان موضوعات کاربردی که در مورد آن‌ها بحث شده بود یکی از موضوعات تقطیر بود. ساخت شیشه بسیار پیشرفت کرده بود به خصوص در ونیز؛ و ساخت دستگاه‌های تقطیر بهتر از دستگاه‌های تقطیر عرب‌ها ممکن شده بود و مقدار بیشتری از فراورده‌های فرار تقطیر می‌توانست معیان و جمع‌آوری شود. در میان مهمترین محصولاتی که به این روش بدست آمد الکل و اسیدهای معدنی شامل نیتریک اسید، تیزاب سلطانی (مخلوطی از نیتریک اسید و هیدروکلریک اسید)، سولفوریک اسید و هیروکلریک اسید بودند. واکنش‌های بسیاری توسط این واکنشگرهای قدرتمند انجام شد. خبر کشف چینی‌ها از نیترات و تولید باروت نیز از طریق عرب‌ها به غرب رسید. چینی‌ها در ابتدا از باروت برای آتشبازی استفاده می‌کردند ولی در غرب به سرعت باروت تبدیل به جزء اصلی جنگ‌افزار شد. یک تکنولوژی شیمیایی موثر در اواخر قرن 13 موجود بود.

نوع دوم نسخه‌های خطی کیمیاگری که توسط عرب‌ها منتشر شده بود درباره‌ی نظریات بود. بسیاری از این نوشته‌ها، حروف نمادین را آشکار می‌کرد که خیلی کم به پیشرفت شیمی کمک کرد، ولی باقی درباره‌ی چگونگی تغییر در حالت‌های فیزیکی بود. عرب‌ها نظریات خود درباره‌ی مواد را بر اساس نظریات ارسطو پایه گزاری کرده بودند، ولی اندیشه‌هایشان روشن‌تر از اندیشه‌های ارسطو بود. این مطلب به خصوص درباره‌ی نظریاتی که شامل ترکیبات فلزی بود صدق می‌کرد. آن‌ها اعتقاد داشتند که فلزات شامل سولفور و جیوه هستند (نه مواد آشنایی که آن‌ها به خوبی می‌شناختند، بلکه اکثرا مفهوم کلی از جیوه که خاصیت جاری بودن در فلزات را بیان می‌کرد، و مفهوم کلی سولفور که سبب اشتعال مواد و زنگ زدن فلزات می‌شد). واکنش‌های شیمیایی توسط تغییرات در مقادیر این مفاهیم در مواد توضیح داده می‌شد.

C.      رنسانس

در  طول قرن‌های 13 و 14 تاثیر ارسطو بر روی تمام شاخه‌های اندیشه‌های علمی شروع به ضعیف شدن کرد. مشاهدات حقیقی بر روی رفتار مواد در ریخته‌گری یک تردید نسبی بر روی توضیحات ساده‌ای که داده بود ایجاد کرد؛ چنین تردیدهایی بعد از اختراع دستگاه چاپ ماشین‌زنی در حدود سال 1450 گسترش یافت. بعد از سال 1500 نوشته‌های کیمیاگری چاپ شده مانند نوشته‌های مربوط به تکنولوژی در تعداد زیاد ایجاد شد. نتیجه‌ی افزایش این اطلاعات در قرن 16 آشکار شد.

1.   رشد روش‌های مقداری

در میان کتاب‌های تاثیر گزاری که در آن زمان بوجود آمدند نوشته‌های سودمند درباره‌ی معدن‌کاری و متالورژی (فلزگری) وجود داشتند. این مقالات به میزان زیادی به آزمایش‌های عیارگیری سنگ‌های معدنی برای مقدار فلزهای ارزشمند آن‌ها پرداخته بودند؛ کاری که نیاز به ترازوی آزمایشگاهی یا شاخص (مقیاس) و گسترش روش‌های مقداری داشت. کسانی که در شاخه‌های دیگر کار می‌کردند، مخصوصا شاخه‌ی دارو، متوجه شدند که نیاز به دقت بیشتری دارند. بعضی از داروسازان که کیمیاگر نیز بودند نیاز داشتند تا وزن یا مقدار دقیق دوزهایی که تجویز می‌کردند را بدانند. بنابراین، آن‌ها روش‌های شیمیایی را برای آماده‌سازی داروها به کار بردند.

این روش‌ها ترکیبی بودند و قویا توسط پزشک خنیاگر سوییسی،تئوفراس وان هاینهایم که عموماپاراسل‌سوس نامیده می‌شد توسعه یافته بودند. او در منطقه‌ی معدن‌کاری بزرگ شده بود و با خواص فلزات و ترکیبات فلزی آشنا شده بود و اعتقاد داشت که فلزات و ترکیباتشان از درمان‌های گیاهی که توسط پزشکان سنتی انجام می‌شد برتر هستند. او بیشتر زندگی خودش را صرف نزاعی سخت با موسسات پزشکی آن زمان کرد و در این راه او علم شیمی پزشکی (استفاده از داروهای شیمیایی) را یافت، که این علم ریشه‌ی علم داروشناسی محسوب می‌شود. او و شاگردانش ترکیبات و واکنش‌های شیمیایی جدید زیادی کشف کردند. او نظریه‌ی قدیمی سولفور-جیوه در مورد ترکیبات فلزی را با افزودن ترکیب سوم نمک، جزء زمینی تمام مواد، اصلاح کرد. او اعلام کرد که وقتی چوب آتش می‌گیرد آنچه می‌سوزد سولفور است، آنچه بخار می‌شود جیوه است و آنچه تبدیل به خاکستر می‌شود نمک است. مانند نظریه‌ی سولفور-جیوه، در این نظریه نیز منظور از جیوه و سولفور و نمک مفاهیم کلی بود نه ذات مواد. اصرار او بر روی سولفور قابل اشتعال عاملی مهم برای پیشرفت‌های بعدی شیمی بود. شیمی‌پزشک هایی که پیرو پاراسل‌سوس بودند بعضی از نظریات خنیاگرایانه‌ی او را اصلاح کردند و دستورالعمل‌های او و خودشان را برای تهیه‌ی درمان‌های شیمیایی آماده کردند. سرانجام در پایان قرن 16، آندرس لیباویوس کتاب خود با عنوان کیمیا (Alchemia) را منتشر کرد که در آن اطلاعات شیمی پزشکی را سازمان داده بود و این کتاب بارها اولین کتاب موضوعی شیمی نامیده شده است.

در نیمه‌ی اول قرن 17 اشخاص کمی شروع به مطالعه‌ی واکنش‌های شیمیایی به صورت تجربی کردند، نه به این دلیل که آن‌ها در رشته‌ای دیگر سودمند بودند بلکه بیشتر به منظور خود واکنش‌ها. ژان باتیستا ون هلمونت، پزشکی که کارهای پزشکی را برای علاقه‌‌اش به شیمی ترک کرد، از ترازو در یک آزمایش مهم استفاده کرد تا نشان دهد که مقدار مشخص شن می‌تواند همراه با مقدار اضافی از ماده‌ای با خاصیت بازی گداخته شود تا شیشه‌ی مایع را تشکیل دهد و وقتی این محصول با اسید واکنش داده شود، دوباره مقدار اولیه‌ی شن (سیلیکا) را تولید می‌کند. بنابراین پایه‌های قانون بقای انرژی گذاشته شد. ون هلمونت همچنین نشان داد که در تعدادی از واکنش‌ها یک شاره‌ی هوایی آزاد می‌شود. او این مواد را گاز نامید. نشان داده شد که یک دسته‌ی جدید از مواد با خواص فیزیکی مربوط به خودشان وجود دارد.

2. احیای نظریه‌ی اتمی

در قرن 16، محققات کشف کردند که چگونه خلا ایجاد کنند، چیزی که ارسطو آن را غیرممکن اعلام کرده بود. این امر توجه‌ها را به نظریه‌ی اتمی دموکریتوس، کسی که فرض کرده بود که اتم‌هایش در خلا حرکت می‌کنند، جلب کرد. فیلسوف و ریاضی‌دان فرانسوی رنه دکارتس و شاگردانش یک دید مکانیکی از مواد را گسترش دادند که در آن اندازه، شکل و حرکات ذرات خیلی کوچک، تمام پدیده‌های مشاهده شده را توضیح می‌دادند. بیشتر فیلسوفان طبیعی و شیمی‌پزشک‌ها در آن زمان فرض کردند که گاز‌ها هیچ گونه خواص شیمیایی ندارند، بنابراین توجه آن‌ها بر روی رفتار فیزیکی گازها متمرکز شده بود. یک نظریه‌ی سینتیکی-مولکولی از گازها شروع به گسترش کرد. موضوع مورد توجه در این راستا آزمایشات رابرت بویل فیزیک‌دان و شیمی‌دان انگلیسی که روی حالت ارتجاعی هوا (الاستیسیته) مطالعه می‌کرد بود که او را به ساختاری هدایت کرد که به عنوان قانون بویل، یک تعمیم از رابطه‌ی عکس بین فشار و حجم یک گاز، شناخته شد.