Живая печь.
Не прошло еще и вѣка съ тѣхъ поръ, какъ Лавуазье въ одномъ изъ своихъ мемуаровъ, не утратившемъ еще своего значенія, какъ благодаря совершенству изложенія, такъ и по важности предмета, написалъ эти замѣчательныя слова: "Исходя изъ пріобрѣтенныхъ уже знаній и ограничиваясь общедоступными простыми мыслями, мы скажемъ прежде всего, что дыханіе есть ничто иное, какъ медленное горѣніе углерода и водорода, совершенно подобное горѣнію лампы или свѣчи, и что съ этой точки зрѣнія, животныя, которыя дышатъ, представляются настоящими горящими, сами себя сжигающими тѣлами". Эта случайно брошенная въ ученомъ трудѣ идея, теряющаяся въ массѣ опытныхъ подробностей, сдѣлалась самымъ лучшимъ украшеніемъ славы Лавуазье.
Новѣйшіе ученые овладѣли ею, и помощью наблюденій и изслѣдованій, разъяснили ее и провѣрили всѣ ея слѣдствія, и въ настоящее время не подлежитъ ни малѣйшему сомнѣнію, что человѣческое тѣло представляетъ ничто иное, какъ простой приборъ для горѣнія, -- настоящую печь,-- болѣе сложную, но и болѣе совершенную, нежели печи, производимыя самимъ человѣкомъ.
Въ этой главѣ я хотѣлъ бы объяснить путь, которымъ пришли къ такому результату, и познакомить съ вытекающими изъ него любопытными слѣдствіями.
Для этого прослѣдимъ внимательно процессъ дыханія.
Процессъ этотъ состоитъ въ поглощеніи чрезъ полость рта и носа окружающаго насъ воздуха и въ выбрасываніи его обратно тѣмъ же путемъ.
Эти два послѣдовательно и непрерывно исполняемыя нами дѣйствія, называются физіологами: первое -- вдыханіемъ, второе -- выдыханіемъ.
Чтобы узнать, одни ли и тѣ же газы поглощаются и выдѣляются вами, положите извести въ воду, и, помѣшавъ ее, чтобы известь скорѣе растворилась, оставьте жидкость въ покоѣ. Когда верхняя часть ея сдѣлается прозрачною, разлейте ее осторожно на два сосуда. Затѣмъ погрузите въ одинъ изъ нихъ трубку ручного мѣха и дуйте имъ,-- жидкость слегка взмутится. Въ другой же дуйте ртомъ, черезъ опущенную въ растворъ трубку. Жидкость также взмутится, но больше, нежели въ первомъ сосудѣ, и черезъ нѣкоторое время на днѣ его образуется бѣлый отстой. Слѣдовательно, какъ окружающій насъ воздухъ, такъ и выдыхаемый нами, содержатъ въ себѣ нѣкоторое вещество, мутящее известковую воду, но послѣдній въ гораздо большей степени, такъ какъ отъ него жидкость бѣлѣетъ болѣе.
Это доказываетъ, что воздухъ претерпѣлъ въ нашемъ тѣлѣ химическое измѣненіе; онъ пріобрѣлъ высокую степень того свойства, которымъ первоначально обладалъ лишь въ слабой степени.
При обыкновенныхъ обстоятельствахъ воздухъ состоитъ изъ азота, кислорода, углекислоты и водяныхъ паровъ; другія открытыя въ его составѣ вещества содержатся въ немъ только случайно. Мы увидимъ далѣе, что выдыхаемыя человѣкомъ количества углекислоты и водяныхъ паровъ гораздо болѣе поглощаемыхъ имъ. Сверхъ того выдыхаемый воздухъ почти не содержитъ въ себѣ кислорода, тогда какъ количество азота остается въ немъ почти неизмѣненнымъ. Но такъ какъ человѣкъ заимствуетъ изъ воздуха кислородъ и отдаетъ ему углекислоту, состоящую изъ кислорода и углерода, то нельзя не придти къ тому заключенію, что кислородъ ея тотъ самый, который былъ поглощенъ при вдыханіи. Остается узнать, откуда получился углеродъ? Мы добываемъ нашу пищу или изъ растительнаго, или изъ животнаго царствъ; но извѣстно, что всѣ органическія тѣла, безъ исключенія, содержатъ въ себѣ значительное количество углерода. Слѣдовательно человѣкъ заимствуетъ углеродъ изъ пищевыхъ продуктовъ, которые, посредствомъ пищеваренія, преобразуются, поглащаются и распредѣляются по всему организму. Вотъ совершенно точное объясненіе упомянутаго явленія.
И такъ кислородъ соединяется съ углеродомъ внутри тѣла. Но какого рода это соединеніе? Это совершенно то же явленіе, которое происходитъ при горѣніи угля въ очагѣ, съ тою только, несущественною впрочемъ, разницею, что два эти тѣла соединяются не вдругъ, какъ въ этомъ послѣднемъ случаѣ, а медленно и постепенно.
Если мы теперь припомнимъ тотъ фактъ, что при всѣхъ соединеніяхъ освобождается теплота: внезапно -- при быстрыхъ и постепенно -- при медленныхъ, то послѣ того легко поймемъ происходящія въ человѣческомъ тѣлѣ явленія. До сихъ поръ я вовсе не объяснилъ -- посредствомъ какого механизма кислородъ переходитъ изъ атмосферы въ организмъ, и какимъ видоизмѣненіямъ подвергается пища прежде, чѣмъ она будетъ распредѣлена по тѣлу. Но такъ какъ явленія эти относятся къ области физіологіи, и какъ при томъ насъ интересуетъ въ настоящее время не собственно процессы ихъ, а лишь результаты, то мы и займемся только этими послѣдними.
Для образованія углекислоты требуется извѣстное количество углерода; но пища доставляетъ человѣку болѣе этого количества, что видно изъ того, что углеродъ входитъ въ составъ всѣхъ тканей, всѣхъ органовъ, всѣхъ жидкостей человѣческаго тѣла. Углеродъ же соединяется въ организмѣ не только съ кислородомъ, но и съ водородомъ. Кислородъ съ водородомъ также соединяются, образуя воду; въ большей же части случаевъ всѣ три тѣла соединяются вмѣстѣ, а иногда къ нимъ присоединяется и азотъ, и такимъ образомъ образуются всѣ разнообразныя соединенія, входящія въ составъ, какъ животныхъ, такъ и растительныхъ организмовъ.
Если роль органовъ и необходимость углерода для ихъ образованія совершенно понятны, то нельзя того же сказать объ углекислотѣ. Сама по себѣ она не можетъ служить организму, потому что выбрасывается въ атмосферу; но она приноситъ пользу своимъ образованіемъ, такъ какъ при соединеніи кислорода съ углеродомъ освобождается теплота, необходимая для работы органовъ и для всевозможныхъ жизненныхъ функцій. Только благодаря этой теплотѣ человѣкъ можетъ безопасно переносить низкую температуру полюсовъ. Но не въ одномъ этомъ заключается все значеніе внутренней теплоты тѣла.
Въ настоящее время доказано, что теплота и движеніе ничто иное, какъ различныя проявленія одной и той же силы. Теплота можетъ произвести движеніе точно также, какъ и движеніе -- теплоту: одна переходитъ въ другое, и обратно. Въ человѣческомъ тѣлѣ происходитъ то же, что въ локомотивѣ и паровой машинѣ: въ томъ и другомъ случаѣ при горѣніи угля образуется теплота, переходящая затѣмъ въ движеніе.
Какъ въ паровой машинѣ теплота приводитъ въ движеніе различныя ея части, такъ и въ человѣческомъ тѣлѣ она производитъ напряженіе мускуловъ, служащихъ для движенія членовъ и для перемѣщенія.
Дознано, что извѣстное количество расходуемаго въ машинѣ угля производитъ опредѣленное количество работы. Подобное же вычисленіе было примѣнено и къ человѣческому тѣлу, и вотъ къ какому результату пришли Андраль и Гаварре съ одной стороны и Рейзе и Реньо съ другой. Среднимъ числомъ въ человѣческомъ тѣлѣ сгораетъ 12 граммовъ углерода въ часъ, 250 граммовъ въ день, или 100 килограммовъ въ годъ. Это непрерывное горѣніе поддерживаетъ внутреннюю температуру на 36--38о (по Цельзію), смотря по состоянію здоровья. Между тѣмъ мы можемъ переносить температуру отъ 70о ниже нуля до 120о выше. Въ первомъ случаѣ жизнь не прекращается, благодаря развитію большаго противъ обыкновеннаго количества внутренней теплоты, для чего необходимо доставлять организму и больше углерода для горѣнія, посредствомъ усиленнаго пріема пищи. Во второмъ случаѣ болѣе дѣятельное испареніе понижаетъ температуру тѣла.
Что касается механической работы теплоты, то я приведу нѣсколько интересныхъ, но малоизвѣстныхъ подробностей изъ превосходнаго труда Павла Вера. Этотъ ученый натуралистъ говоритъ, что для того, чтобы локомотивъ могъ перевезти 120 т. килограммовъ на 32 километра, въ 32 минуты, необходимо употребить 220 килограммовъ угля. Предполагая, что всѣ люди одинаковаго вѣса, окажется, что 2000 человѣкъ, при прохожденіи того же разстоянія -- въ теченіе 10 часовъ, расходуютъ 620 килограммовъ углерода. Отсюда слѣдуетъ, что локомотивъ, при равномъ вѣсѣ, требуетъ 2/3 расходуемаго людьми количества углерода и обладаетъ скоростію въ 45 разъ большею.
Для провоза 1000 килограммовъ на 1000 метровъ, локомотивъ долженъ потребить 3450 граммовъ углерода; человѣку же для исполненія той же работы, необходимо 1400 граммовъ, но въ теченіе цѣлаго дня.
Наконецъ, въ локомотивѣ, при сжиганіи 6 килограммовъ угля, употребляется съ пользою, въ видѣ механической работы, 5/100 освобождающейся теплоты; человѣкъ же употребляется 20/100 и слѣдовательно представляетъ гораздо болѣе совершенную машину, чѣмъ локомотивъ.
Всѣ эти выводы очень любопытны. Мы приведемъ еще одинъ выводъ, полученный М. Козеномъ. Этотъ ученый нашелъ, что человѣкъ, для восхожденія на Монбланъ, долженъ потребить 2224 грамма кислорода; предполагая, что все это количество служитъ для превращенія углерода въ углекислоту, послѣдняго потребуется 834 грамма. Наконецъ вотъ еще одно очень интересное вычисленіе въ томъ же родѣ. Дознано, что одинъ человѣкъ, въ теченіи 60 лѣтъ жизни, сжигаетъ 5000 килограммовъ углерода, и что весь родъ человѣческій, имѣющій до одного милліарда представителей, поглощаетъ въ годъ 70,000 милліоновъ килограммовъ этого вещества, т. е. количество, соотвѣтствующее 160 милліардамъ кубическихъ метровъ углекислоты въ атмосферѣ.
Изъ всего сказаннаго очевидно, что мы вполнѣ основательно уподобили человѣческое тѣло настоящей печи. Окончимъ, какъ и начали, словами Лавуазье. "По видимому, существующая между дыханіемъ и горѣніемъ аналогія была замѣчена еще поэтами, или скорѣе философами древности, истолкователями и посредниками которыхъ были первые. Огонь, похищенный у неба, этотъ свѣтильникъ Прометея, представляетъ не только остроумную и поэтическую идею, но совершенно вѣрную картину происходящихъ въ природѣ явленій. И такъ можно сказать вмѣстѣ съ древними, что свѣтильникъ жизни зажигается въ моментъ перваго дыханія ребенка и угасаетъ только вмѣстѣ со смертію".