จากเล่นแร่แปรธาตุสู่เคมียุคใหม่

Highlights

• ประวัติศาสตร์การทดลอง
• การปฏิวัติเคมีจากสิ่งเร้นลับสู่วิทยาศาสตร์

แม้ในปัจจุบันเราจะทราบกันดีแล้วว่าวิชาการเล่นเเร่แปรธาตุ หรือ Alchemy จะจัดอยู่ในกลุ่มวิทยาศาสตร์เทียม (Pseudoscience) แต่กระนั้นวิชานี้ถือเป็นรากฐานให้กับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่ว่าจะเป็น วิชาเคมี ชีวเคมี จนไปถึงเภสัชศาสตร์

หัวใจของวิชาเล่นแร่แปรธาตุก็ตรงตามชื่อ คือการเล่นกับแร่ต่าง ๆ ที่พบได้ เพื่อพยายามแปรแร่ให้เป็นธาตุต่าง ๆ ด้วยกระบวนการที่ดูเป็นวิทยาศาสตร์มาก ๆ ไปถึงขั้นที่ดูเป็นเวทมนต์เลยก็ว่าได้ วิชานี้เป็นที่สนใจในหมู่นักปราชญ์กรีก จีน อินเดีย อียิปต์ โดยมีความเชื่อว่าเราสามารถใช้เวทย์มนต์คาถา ทั้งนี้เราพบหลักฐานมากมายว่าวิชาเหล่านี้น่าสนใจอย่างไร เช่นการปรุงยาในอดีต การทำมัมมี่ของอียิปต์ ซึ่งแม้ว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันจะทันสมัยขนาดไหน แต่เรายังเเกะสูตรเก่าแก่เหล่านี้ไม่หมดสักที ในช่วงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาล มีการพัฒนาวิธีกรรมให้สลับซับซ้อนโดยใช้ไฟและเทคนิคการหลอมโลหะ โดยโลหะเหล่านี้จะจะถูกแทนด้วยสัญลักษณ์และปกรณัม

เป้าหมายสำคัญของเหล่านักเล่นแร่แปรธาตุมีด้วยกัน 3 ประการคือ การเปลี่ยนโลหะที่ไร้ค่าให้เป็นโลหะมีค่าอย่างทองคำ, การทำยาครอบจักรวาลที่เชื่อว่ารักษาได้ทุกโรค (เรียกว่า Panacea), และการสร้างน้ำอมฤตที่เชื่อว่าช่วยให้ผู้ดื่มเป็นอมตะ อ่านมาถึงตรงนี้คงเห็นว่าศาสตร์เหล่านี้ดูเป็นตำนานเรื่องปรำปราที่พบได้ในนวนิยายพ่อมด แต่ความเป็นจริงศาสตร์ลึกลับนี้มีความเป็นวิทยาศาสตร์ซ่อนอยู่ สิ่งที่เราสังเคราะห์หรือสกัดได้ เช่น ปรอท (Mercury), ซัลเฟอร์ (Sulfur), สารหนู (Arsenic) ก็ถูกสังเคราะห์จากกระบวนการที่ดูเร้นลับนี้ มีการตั้งชื่อและจัดหมวดหมู่ของสารตามคุณสมบัติและไอเดียทางเทพปกรณัม หรือทางโหราศาสตร์ มากกว่านั้นบรรดานักเล่นแร่แปรธาตุกรีกยังเชื่อว่ามีสสารที่เรียกว่า ศิลานักปราชญ์ (Philosopher’s stone) ใช้ในการเปลี่ยนโลหะไร้ค่าให้ป็นทองคำได้

ในจีนมีความเชื่อเรื่องการสร้างยาอายุวัฒนะ ด้วยการผูกโยงเรื่องราวทางจิตวิญญาณของเต๋า มีการใช้ ชาด (Cinnabar) หรือ เมอร์คิวริกซัลไฟด์ (Mercuric sulfide) ในการทำยา มีการสร้างผงดินปืน (Gun power) โดยใช้ส่วนผสมของซัลเฟอร์ ถ่านหิน และดินประสิวชนิดหนึ่ง (มีชื่อเรียกว่า Saltpeter) หรือก็คือ โพแทสเซียมไนเตรต (Potassium nitrate) นั่นเอง

ส่วนในอินเดียก็มีการปรุงยาโดยอ้างอิงจากคัมภีร์อายุรเวช (Ayurveda) โดยจากที่กล่าวมา ทั้งสามอารยธรรมมีการพัฒนาเทคนิค ไม่ว่าจะเป็นการให้ความร้อนสาร การเผา หรือกระทั่งการกลั่น ซึ่งเป็นหลักการในการแยกสารเคมีในปัจจุบัน ที่คิดค้นโดยบรรดานักเล่นแร่แปรธาตุชาวเปอร์เซียและอาหรับ ในยุคทองของโลกมุสลิมช่วงคริสตศตวรรษที่ 4

คำว่า Alchemy ก็มีรากศัพท์มาจากภาษาอารบิกอย่างคำว่า Al-kimia ที่แปลว่า ศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลง ชื่อสารเคมีหลายอย่างก็มีที่มาจากภาษาอารบิก เช่น Alkali โลหะในหมู่ที่ 1A ของตารางธาตุ แปลว่า ขี้เถ้าเผา, ส่วน Alkane หมายถึง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะเดี่ยวเชื่อมอะตอมคาร์บอน, และ Alkaloid คือสารประกอบอินทรีย์ชนิดหนึ่งที่แปลว่า ซากของพืช เป็นต้น

นักเล่นแร่แปรธาตุจากโลกมุสลิมอย่าง ญาบิร (Geber), ราซี (Rhazes), และ อิบน์ ซีนา (Avicenna) มีบทบาทสำคัญที่ปรับปรุงกระบวนการให้ใกล้เคียงความเป็นวิทยาศาสตร์ ผ่านการทดลองแยกสาร เช่น การกรอง (Filtration), การตกผลึกสาร (Crystallization), และ การกลั่น (Distillation) โดยใช้เครื่องแก้วสองอันในการกลั่น (เรียกว่า Alembic) ทำให้เราสังเคราะห์สารใหม่ ๆ ได้ ไม่ว่าจะเป็นแอลกอฮอล์ (Alcohol) และกรดอนินทรีย์ (Mineral acids) เช่น กรดเกลือ (Hydrochloric), กรดซิลฟิวริก (Sulfuric acid), กรดไนตริก (Nitric acid) มากไปกว่านั้น ยังพบสารละลายระหว่างกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริก เรียกว่า กรดกัดทอง (Aqua regia) ซึ่งเป็นกรดที่สามารถกัดกร่อนทองคำบริสุทธิ์ได้ หนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่คือ การค้นพบธาตุฟอสฟอรัส (Phosphorus) โดยพ่อค้าและนักเล่นแร่แปรธาตุชาวเยอรมันชื่อ เฮ็นนิช บรันท์ (Hennig Brandt) โดยทำการต้มและสกัดปัสสาวะจนได้สารที่มีความสุกสว่างสีเขียวอ่อน จึงได้รับชื่อว่าฟอสฟอรัส (Phosphorus) ที่มาจากรากศัพท์ภาษากรีก แปลว่า ผู้แบกไฟ ถือเป็นอีกขั้นที่เข้าใกล้วิชาเคมีขึ้นเรื่อย ๆ

ความรู้เรื่องการเล่นแร่แปรธาตุในโลกมุสลิมนั้นเริ่มแผ่ขยายเข้าไปในยุโรปช่วงคริสตศตวรรษที่ 12 จากการแปลงานเขียนภาษาอาหรับและกรีก นักปราชญ์ชาวอังกฤษ โรเจอร์ เบคอน (Roger Bacon) สนใจในศาสตร์ลึกลับนี้ซึ่งเข้ากันได้ดีกับปริศนาของศาสนาคริสต์ ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปะวิทยาการ (Renaissance) ความสนใจเกี่ยวกับยาครอบจักรวาล (Panacea) กลับมาได้รับความสนใจโดยนักเล่นแร่แปรธาตุอย่าง ฟิลลิป ฟอน โฮเฮนไฮม์ (Phillip von Hohenheim) หรือภายหลังมีนามว่า พาราเซลซัส (Paracelsus) แต่ด้วยการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ (Scientific Revolution) ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17 โรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle) ก็ได้ปฏิวัติแนวคิดให้เป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้น จนกลายเป็นวิชาเคมีอย่างในทุกวันนี้

หลังจากนั้นจึงได้เกิดทฤษฎีเกี่ยวข้องกับสารต่าง ๆ ที่เห็นในชีวิตประจำวัน การเกิดปฏิกิริยาของสารเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีโฟลจิสตัน (Phlogiston) ที่เสนอเมื่อค.ศ. 1667 โดยชาวเยอรมันชื่อว่า โยฮันน์ โยอาคิม เบ็ชเชอร์ (Johann Joachim Becher) ได้เสนอธาตุที่ 5 ซึ่งเป็นธาตุที่ช่วยให้เกิดการเผาไหม้ได้เมื่อสูญเสียธาตุนี้ไป จนกระทั่งชาวอังกฤษชื่อ โจเซฟ พรีสท์ลีย์ (Joseph Priestley) และชาวฝรั่งเศสชื่อ อ็องตัว ลาวัวซิเยร์ (Antoine Lavoisier) ได้ค้นพบแก๊สอ็อกซิเจน (Oxygen) ที่มาหักล้างทฤษฎีโฟลจิสตัน โดยสารที่ช่วยให้เกิดการเผาไหม้คืออ็อกซิเจน ถือเป็นการปฏิวัติเคมีจากสิ่งเร้นลับสู่วิทยาศาสตร์ที่สำคัญอีกก้าวหนึ่งในประวัติศาสตร์

อ้างอิงจาก :

https://edu.rsc.org/feature/the-medicinal-history-of-phosphorus/2020257.article

https://famousscientists.org/hennig-brand/

https://harrypotter.fandom.com/wiki/Phillipus_von_Hohenheim

https://makingscience.royalsociety.org/s/rs/people/fst00030182

https://www.mauritshuis.nl/ontdek-collectie/kunstwerken/261-de-alchemist/

https://natureofchemistry.com/

https://projects.iq.harvard.edu/eswg/event/yan-liu-price-immortality-elixir-poisoning-chinese-alchemy-4th-9th-century

https://www.researchgate.net/figure/Chemist-physician-Al-Razi-at-work-in-his-laboratory_fig3_260392019

https://www.slideshare.net/ysitko2/priestley-lavoisier-112