Синтез полученных с различных сторон выводов дал Гельм-гольц в знаменитом исследовании о сохранении силы (1847); приложив к физике принцип рациональной механики (эквивалентность изменения живых сил и работы сил в системе), он его распространил на всю область природы и показал роль его в самых разнообразных явлениях. Таким образом был сделан решительный и бесповоротный шаг к механическому объяснению мира.
Но, поднимаясь на головокружительную высоту теоретической мысли, наука вместе с тем укрепляла свой экспериментальный фундамент все более точными и строгими средствами. По разнообразию чисел, данных Джоулем и Майером для механического эквивалента теплоты, можно видеть, сколь многого оставляли еще желать наши сведения о свойствах газа. Возобновлением старых работ, неблагодарной задачей исправления их для точного определения постоянных, полезных для ученого или инженера, занялся в особенности француз Реньо (1810–1871). Необычайная добросовестность его работ, замечательное искусство, с которым он умел комбинировать новые приборы и устранять причины погрешностей, которыми до того времени пренебрегали, создали традицию в области эксперимента, до него неизвестную; ученые привыкли не обосновывать рискованных теорий приблизительными законами, и таким образом была расчищена почва для прочных завоеваний науки.
Неорганическая химия: Берцелиус. Итак, к середине века вся физика была обновлена сверху донизу как в своих основных концепциях, так и в технических традициях; обновление химии совершилось еще в предыдущем поколении, и ее прогресс в рассматриваемый период больше носит характер развития начал, установленных. Лавуазье, Дэви, Гей-Люссаком и Дальтоном, чем провозглашения новвгх доктрин.
Независимо от частных открытий, продолжаемых с неослабным усердием[72], чувствуется потребность в синтезе; здесь в качестве авторитетной фигуры в первую очередь выдвигается Берцелиус (1779–1848). Этот знаменитый швед не только является искуснейшим практиком; он, кроме того, из всех химиков своего времени обладал наибольшей склонностью к общим концепциям, и благодаря своему широкому кругозору как нельзя лучше умел быстро приспособляться к изменениям, которых требуют непрерывно надвигающиеся друг за другом открытия. Сначала он усваивает учение Гей-Люссака относительно объемного состава соединений; в 1818 году он сочетает его с учением Дальтона и изобретает свою систему множественных атомов (например, вода состоит из одного атома кислорода и двойного атома водорода); изучение разложения соединений путем электричества приводит его к теории дуализма; в сущности эта теория является возвратом к учению Лавуазье, в корне измененному, однако, на основании новых открытий. Теория Берцелиуса получила общее признание, долго господствовала в науке и даже после своего крушения оставила глубокие следы.
Берцелиус первый опубликовал вполне точную таблицу эквивалентов простых тел, приведенных к 100 весовым единицам кислорода; отношения между некоторыми из этих чисел могли явиться подтверждением знаменитой гипотезы, высказанной в 1815 году английским химиком Праутом (1786–1856) и горячо защищавшейся шотландцем Томасом Томсоном (1773–1852), а именно, что все атомные веса находятся в простых кратных отношениях к весу атома водорода. Но не все определения Берцелиуса соответствовали этой гипотезе, и после горячей полемики, имевшей место в 1830 году, она на некоторое время была забыта.
Однако этой идее, столь соблазнительной, ибо в сущности она есть не что иное, как мысль о единстве материи, суждено было возродиться в разнообразных формах. В 1840 году ее вызвал к жизни Жан-Батист Дюма, выставив положение, что объяснения различных свойств химических и в частности органических соединений следует искать в расположении простых атомов, в структуре типа, а не в материальном различии самих элементов. Анализы самого Дюма, правда, показали, что во всяком случае, если даже различные химические атомы состоят из одного и того же первоначального вещества, наиболее простой формой сгущения его следует признать форму, предложенную гипотезой Праута. Но вопрос все-таки остался открытым.
На развитие идей Дюма, повидимому, повлияло установление основных фактов изомерии, указанных сперва Фарадеем, но в особенности освещенных Бернелиусом в 1831 году на примере виннокаменной и виноградной кислот. Тождество химического состава двух тел, обладающих совершенно различными свойствами, опрокидывало вверх дном все привычные воззрения и могло получить объяснение только в том случае, если ввести в науку соображения относительно способа группировки атомов.