В 1835 г. профессор химии Лейпцигской коммерческой школы О. Эрдман получил письмо от своего бывшего ученика Шарля Жерара. Жерар просил помочь ему освободиться от службы в армии, а для этого нужны были деньги. Эрдман обратился к химикам, в том числе и к Ю. Либиху. Тот, зная способного юношу по его работам, выслал Эрдману для Жерара нужную сумму. В начале следующего года Жерар уже работал у Либиха в Гиссенском университете. Так завершилась многолетняя борьба Жерара за право заниматься любимой наукой-химией. В этой борьбе юноше пришлось проявить немало мужества. Ведь его противником был собственный отец, твердо уверенный, что ему, состоятельному владельцу фабрики свинцовых белил, лучше знать, в чем состоит счастье сына. «Шарль должен стать владельцем предприятия»,-в этом отец был твердо убежден. Для этого он послал сына в политехникум в Карлсруэ, а затем и в коммерческую школу в Лейпциге. В этой школе химию преподавал известный ученый, редактор «Журнала практической химии» О. Эрдман. Под его руководством Жерар выполнил первую работу по установлению формул природных силикатов, которая была опубликована в 1834 г. в «Журнале практической химии». Жерар пытался следовать советам отца и после окончания коммерческой школы вернулся на фабрику. Однако страсть к науке была столь сильна, что юноша не мог дальше работать на фабрике. Когда Шарль сообщил отцу о своем желании заниматься наукой, тот выгнал его из дому. Юноша вступил в армию в надежде стать материально независимым, но совмещать военную службу с занятиями химией оказалось невозможным. Тогда он испробовал последнее средство: написал письмо О. Эрдману. Только после этого мечта Жерара осуществилась.
В Гиссене Жерар посещал лекции Либиха, работал в его лаборатории; он перевел на французский язык учебник Либиха «Органическая химия в приложении к земледелию и физиологии».
Через несколько лет с блестящими рекомендациями Либиха Жерар направился в Париж, где стал студентом Сорбонны. На жизнь он зарабатывал переводами. В лабораториях университета и Ботанического сада Жерар в это время занимался исследованием органических соединений, входивших в состав эфирных масел. Уже в первых работах Жерара проявилась его основная черта как исследователя: стремление к теоретическим обобщениям экспериментального материала. Он не внял предостережениям Либиха: «Запомните то, что я Вам говорю: Вы разрушите Ваше будущее и, как Лоран и Персо, приведете в раздражение всех, если Вы будете создавать теории». Либих оказался провидцем…
Опыт химической классификации органических веществ
Защитив в 1841 г. докторскую диссертацию, Жерар получил назначение в университет Монпелье (юг Франции). 5 сентября 1842 г. он представил в Академию наук работу «Опыт химической классификации органических веществ». Академики были возмущены прежде всего тоном статьи, в которой Жерар употреблял выражения: «я утверждаю», «я доказываю», «эта формула ложна» и т. д. Но самое главное, Жерар выступал против господствовавшей тогда дуалистической теории. Вскоре в статье «Соображения об эквивалентах простых и сложных тел» он пересмотрел принятые в то время формулы многих органических веществ, исходя из атомно-молекулярных представлений об их составе.
Результаты своих исследований Жерар обобщил в первой части «Краткого учебника органической химии», написанного во время летних каникул в 1843 г. В том же году Жерар познакомился с Лораном, который стал вскоре его соратником и близким другом.
Работы Жерара получили высокую оценку Ю. Либиха: «Вы за последние годы,-писал Либих,-сделали столько же, сколько все французские химики, вместе взятые. Жаль, что Вы находитесь не в Германии».
Более подробно свои взгляды Шарль Жерар изложил в учебнике «Введение к изучению химии по унитарной системе» (1848). Жерар рассматривал молекулу как единую систему, образованную атомами в «определенном, но неизвестном порядке». В этом учебнике Жерар высказал ряд положений, которые сыграли важную роль в становлении атомно-молекулярных представлений в химии. Как и создатель молекулярной теории А. Авогадро (1776-1856), Жерар разграничивал понятия «атом» и «молекула» и считал, что «молекула должна состоять по меньшей мере из двух атомов»; при химических реакциях молекулы «обмениваются своими атомами».
Новая теория типов Жерара
В том же 1848 г. Жерар переехал в Париж и стал работать вместе с Лораном. В маленькой лаборатории Лорана при Монетном дворе он исследовал винные кислоты, анилин, фенол, установил их формулы; Жерар считал, что фенол является «пограничным телом»: он обладает свойствами как кислот, так и спиртов. Это наблюдение нашло дальнейшее развитие при создании представлений о двойственной реакционной способности органических соединений.
В 1852 г. Жерар обнаружил ангидриды одноосновных органических кислот; он рассматривал их как производные воды, в молекуле которой оба атома водорода замещены остатками кислот. В статье об ангидридах органических кислот он утверждал, что существуют соединения четырех типов, которые «дают начало» всем органическим веществам. Ю. Либих дал высокую оценку этой работе, считая открытие ангидридов «одним из самых блестящих», а объяснение их образования «простым и изящным», и добавлял:
«Весьма странно, что обе теории (радикалов и типов) некогда совсем противоположные, теперь слились в одну, которая объясняет все явления в обоих смыслах».
Эта единая теория – теория типов Жерара, которую позднее ученые назвали новой теорией типов.
В начале 1854 г. Жерар принял участие в конкурсе на замещение вакантной должности на кафедре физики в Парижском фармацевтическом институте, но безуспешно. В это же время из Швейцарии пришло предложение занять кафедру химии в Политехническом институте Цюриха. Однако Жан Батист Дюма, ставший тогда членом сената, не захотел отпустить из Франции талантливого ученого. Он предложил Жерару на выбор две кафедры: в Страсбурском университете и в Фармацевтическом институте. В феврале 1855 г. Жерар переехал в Страсбур.
Подведение итогов
Сторонники взглядов Жерара настаивали на том, чтобы он написал подробный учебник химии, в котором были бы отражены его идеи. И ученый приступает к работе над «Курсом органической химии», первый том которого вышел в 1853 г., а последний, четвертый, в 1856 г., уже после смерти автора.
Главный труд жизни Жерара получил широкую известность не только во Франции, но и за ее пределами; он был переведен на английский, немецкий, русский языки. В этом учебнике была рассмотрена новая теория типов.
«При современном состоянии науки, – писал Жерар, – органические соединения могут быть сведены к трем или четырем типам, из которых каждый дает начало определенным рядам». Жерар понимал, что его теория раскрывает только аналогии в структуре и свойствах веществ. Если одно и то же вещество может претерпевать несколько превращений, то, по мнению Жерара, его можно отнести к разным типам, а поэтому и формулу его можно писать по-разному.
Жерар подчеркивал, что новая теория отражает способность органических соединений вступать в реакции, но не касается их строения. И хотя эта теория не устанавливала связи между составом и свойствами, она явилась первой ступенькой в создании учения о валентности, без чего было бы невозможно появление теории химического строения.
