Hapnik on elu jaoks hädavajalik. Peaaegu kõik elusorganismid vajavad seda hingamiseks, isegi tuli vajab põlemiseks hapnikku.
See nähtamatu, lõhnatu ja maitsetu gaas ümbritseb meid pidevalt. Alates esimesest hingetõmbest kuni viimase välja hingamiseni täidab hapnik meie kehas olulisi funktsioone. Geoloogilised uuringud näitavad, et hapnik on Maal olemas olnud juba ligi 3,5 miljardi aastat.
Selle valguses võib tunduda kummaline, et hapnikku oli üldse võimalik avastada.
See polnud juhuslik leid, mille keegi otsekui maast üles korjas. Hapniku avastamise taga oli terav mõistus ja sihipärane töö – isegi siis, kui kaasaja teadlaskond suhtus avastajasse skeptiliselt või lausa vaenulikult.
Tänu Joseph Priestley tööle ja teadmistele on meil tänapäeval võimalus kasutada lisahapnikku eriolukordades, töödelda metalle kuumuse abil ning nautida kihisevaid karastusjooke.
Joseph Priestley oli silmapaistev teadlane. Teda iseloomustas püsiv soov ühendada teaduslik mõtlemine ja religioosne maailmavaade – nii uskumustes, mis ajale vastu pidasid, kui ka nendes, mis hiljem ümber lükati. Vaatame nüüd lähemalt, millega ta ajalukku läks kui üks paljudest silmapaistvatest keemikutest.
Joseph Priestley elulugu
Joseph Priestley sündis 24. märtsil 1733. aastal Yorkshire'is Inglismaa põhjaosas. On spekuleeritud, et tema noor ema ei tulnud esiklapse eest hoolitsemisega hästi toime, mistõttu saadeti Joseph juba vaid aastaselt vanaisa juurde elama. Kui ema suri, lubati tal naasta isa majapidamisse, ent kui isa uue naise võttis, saadeti poiss taas 8-aastaselt ära – seekord rikka ja lastetu tädi juurde.
Tädi Sarah ja tema abikaasa hakkasid andekat poissi kohe hellitama. Nad märkasid peagi, kui terane Joseph oli, ja otsustasid tema haridusse tõsiselt panustada. Tädi lootis, et poisi tulevik oleks religiooniga seotud, kas pastori või vaimuliku rollis.

Religioon mängis Joseph Priestley elus keskset rolli.
Tema perekond kuulus separatistide hulka ning ta kasvas üles range kalvinistliku õpetuse vaimus. Asjad muutusid, kui ta 16-aastaselt raskelt haigestus. Noormees uskus siiralt, et peab oma hinge päästmiseks „päriselt” kristlaseks saama, ent kartis, et surm jõuab enne kohale, kui ta jõuab ristisuku pöörduda.
Ta paranes, kuid tema religioossed veendumused said tugeva hoobi. Kirik keeldus teda täisliikmeks vastu võtmast ning Joseph loobus mõttest saada vaimulikuks. Kuna ta oli aga juba põhjaliku usulise hariduse omandanud, jätkas ta õpinguid omal käel, kuid veidi teistsuguse lähenemisega.
Tema elu pöördepunktiks sai raamat briti filosoofi David Hartley kirjutatud „Observations on Man”. See teos muutis Priestley arusaamu religioonist, filosoofiast ja psühholoogiast. Sellest hetkest alates pühendas ta oma elu teaduslike tõendite otsimisele, mis kinnitaksid usulisi ja moraalseid põhimõtteid.
Selle eesmärgi nimel muutis ta taas meelt ja otsustas siiski vaimuliku ametisse astuda. Nüüd juba jäägitult ja veendunult, et see ongi tema jaoks õige tee.
Erinevalt Sir Alexander Flemingust, kelle penitsilliiniavastust on sageli peetud juhuseks või hooletu laboripidamise tulemuseks, rajanes Joseph Priestly teadustöö sihipärasel ja teadlikul katsel ühendada usuline veendumus ja loodusteaduslik tõendus.
Usk, filosoofia ja ühiskondlikud vaated
Paljude teadlaste puhul kipub kehtima seaduspära: mida rohkem nad avastavad, seda enam taandub religiooni roll nende maailmapildis. Joseph Pristley on erandlik, kuna tema puhul kehtis vastupidine loogika. Paraku läksid tema vaated vastuollu tolleaegse ühiskonna ootustega.
Priestley pöördus teaduse poole mitte selleks, et usulisi vaateid ümber lükata, vaid et neile teaduslikke tõendeid leida.
Priestley esimene ametikoht pärast Daventry Akadeemia lõpetamist osutus keeruliseks katsumuseks. Väikeses maakoguduses sattus ta silmitsi koguduseliikmetega, keda tema ebatraditsioonilised usulised ideed ärritasid. Inimesed lakkasid kirikus käimast ja annetusi tegemast.
Olukord läks sedavõrd halvaks, et isegi tema tädi, kes oli kunagi lubanud teda vaimuliku karjääri korral rahaliselt toetada, taganes oma lubadusest, kui sai teada, et Joseph ei usu enam kalvinistlikesse põhimõtetesse.
Kolm aastat pärast vallandamist leidis ta uue vaimuliku koha. Sealne kogudus ei pööranud tema vaadetele nii suurt tähelepanu, või siis oskas lihtsalt oma vastumeelsust paremini varjata. Igal juhul muutus ta seal oluliselt produktiivsemaks.

Priestley rajas kooli, millest oli kaua unistanud, ja hakkas seal loodusfilosoofiat õpetama. Tundide huvitavamaks muutmiseks soetas ta teaduslikke vahendeid ja rajas kooli tagasihoidliku labori. Just seal kirjutas ta oma tundud töö „The Rudiments of English Grammar”, milles ta eraldas inglise keele grammatika lõplikult ladina keele raamistikust.
See käsitlus äratas huvi Warringtoni Akadeemia õppejõudude seas, kes pakkusid talle õpetajakohta. Siit sai alguse Priestley karjääri tõeline tõus.
Erinevalt DNA-struktuuri avastajast Rosalind Franklinist, kelle panus jäi eluajal suures osas tunnustuseta, said Priestley seisukohad nii teaduse, usu kui ka poliitika ringkondades laialdast tähelepanu.
Hapniku avastamine: Joseph Priestley teadustöö tipphetk
Warringtoni Akadeemia intellektuaalne ja akadeemiline õhkkord oli niivõrd elav, et linn kandis hüüdnime „Põhja-Ateena”. Sellises keskkonnas leidis Priestley end esimest korda hinnatuna ning ta proovis oma intelligentsust võimalikult palju rakendada.
Ta pidas loenguid anatoomiast ning jätkas loodusfilosoofia-alaseid katseid. Kui ta teatas, et plaanib kirjutada raamatu elektri ajaloost, korraldasid kolleegid talle kohtumisi valdkonna tipptegijatega. Ühel sellisel visiidil, Benjamin Frankliniga kohtudes, sai Priestley indu ja motivatsiooni, et hakata ise katseid läbi viima.

1774. aastaks oli Priestley avaldanud mitmeid teoseid poliitikast, teoloogiast, filosoofiast ja ajaloost ning muidugi ka teadusest. Kui ilmus tema esimene köide „Experiments and Observations on Different Kinds of Air”, ootas teadlaskond lugema asudes huviga uut sisulist läbimurret... ent nad jäid hoopis kukalt kratsima.
Osa lugejatest arvas, et tegemist on füüsikalise uurimusega, teised nägid selles keemiatööd, kolmandad pidasid seda peidetud hoiatuseks poliitikutele teaduse mõju kasvu kohta.
Sõltumata sellest, kuidas raamatut tõlgendati, kirjeldas see mitmeid olulisi avastusi:
- lämmastikoksiid NO (ehk nitroosõhk)
- vesinikkloriidhape HCl (ehk merehappe õhk)
- ammoniaak NH₃ (ehk leeliseline õhk)
- lämmastikoksiid (ehk deflogisteeritud nitroosõhk)
- ja kõige tuntumana hapnik (ehk deflogisteeritud õhk)
Hapnik oli Priestley jaoks midagi enneolematut, ent kuna eest ootas reis Euroopasse, jäi katsete jätkamine ajutiselt ootele.
Pariisis viibides kordas ta katset, mille käigus ta hapniku avastas. Katse tunnistajaks oli prantsuse keemik Antoine Lavoisier, kes hiljem ise täiendavaid katseid läbi viis. Pärast Inglismaale naasemist suundus Priestley tagasi laborisse, et oma avastusi edasi uurida.
Priestley jätkas oma katseid elavhõbeoksiidiga (HgO), mis toatemperatuuril on stabiilne ja vormilt oranžikas pulber, ent kuumutamisel laguneb elavhõbedaks ja hapnikuks (kuigi Priestley seda veel tol hetkel ei teadnud).
Kui ta suunas päikesevalguse kumerpeegli abil elavhõbeoksiidile, vabanes gaas, mida ta nimetas deflogisteeritud õhuks. Ta testis seda esialgu hiirte peal – nende ellujäämine viitas, et gaas ei olnud mürgine. Seejärel hingas Priestley seda ise sisse ning tundis, et hingamine muutus kergemaks. Lisaks avastas ta, et küünlaleek põles selles gaasis eredamalt ja kauem kui tavapärases õhus. Ta ei teadnud veel, et oli eraldanud hapniku.
Need katsete tulemused jõudsid tema teise köitesse „Experiments and Observation on Air”, kus Priestley keskendus avastuste usulise tähenduse käsitlemisele. Ta dokumenteeris metoodiliselt iga katse sammu, kaasa arvatud segadused ja takistused. Hapniku avastamise sügavamad järeldused jõudsid alles tema kolmandasse köitesse, mis ilmus 1777. aastal.
Seetõttu on tegelikult keeruline öelda, kes täpselt hapniku esimesena avastas.
17.-18. sajandil levinud flogistoni-teooria järgi sisaldasid kõik põlevad ained flogistoni. See arvati olevat nähtamatu aine, mis vabanes põlemisel. Joseph Priestley uskus siiralt, et ta oli avastanud õhu, millest flogiston oli eemaldatud.
Nii Antoine Lavoisier kui ka rootsi apteeker Carl Scheele võivad teatud mõttes hapniku avastamise tiitlile pretendeerida. Ajaloolised allikad viitavad, et Scheele isoleeris hapniku tõepoolest enne Priestley't, kuid avaldas oma tulemused alles hiljem. Lavoisier oli seevastu esimene, kes kirjeldas uut gaasi kui „puhast õhku” ning lükkas samas otseselt tagasi flogistoni-teooria, mida Priestley veel järgis.
Kuigi Carl Scheele jõudis hapniku eraldamiseni esimesena, jäi tunnustus Joseph Priestleyle – nähtus, mis pole teaduses haruldane. Ka näiteks Marie Curie keemilised avastused said tähelepanu alles tagantjärele või konteksti asetatuna.
Joseph Priestley hilisem elu ja tagasilöögid
Joseph Priestley võis õigustatult pidada end mitme olulise teadusavastuse autoriks. Ta oli üks esimesi, kes mõistis, milline seos on hapniku ja verevarustuse vahel. Selle kohta tegi Antoine Lavoisier hiljem Prantsuse Teaduste Akadeemias ettekande. Lavoisier'i töö viis otseselt flogistoni-teooria lõpliku hülgamiseni.
Priestley jäi aga sellele vananenud teooriale kindlaks isegi siis, kui enamik teadlasi sellest juba loobunud olid. See kangekaelsus maksis talle kätte, kuna ta kaotas seeläbi oma kolleegide austuse. Kui varem hinnati tema teravat mõistust, siis nüüd taluti teda parimal juhul viisakusest, halvemal juhul välditi või põlati.
Priestley toetas avalikult Prantsuse revolutsiooni ideaale, mis ärritas konservatiivset ühiskonda ja aitas kaasa tema vastu suunatud vastumeelsusele.
Lisaks teadlaskonnast isoleeritusele halvenesid ka isiklikud suhted. Tema patroon lord Shelburne katkestas nende koostöö. Priestley jäi ilma nii teaduslikult kui ka ühiskondlikust toetusest. Ilma rahalise kindlustuseta ja ühiskonnas äralõigatuna oli ta sunnitud oma senisest kodukohast lahkuma.
Koos perega kolis ta Birminghami, kus nad kümme aastat rahulikult elasid, kuni tuli taas põgeneda.
Priestley järjekindel truudus oma usulistele ja poliitilistele vaadetele ei sobinud paljudele kohalikele, kelle rahulolematus muutus lõpuks vägivaldseks. Nii puhkesid Priestley rahutused, mille käigus rünnati tema kodu ja laborit. Sõprade soovitusel põgenes Priestley'de perekond Ameerika Ühendriikidesse, kus nad asusid elama Pennsylvania osariiki.

Priestley veetis oma elu viimased kümme aastat USA-s. Seal jätkas ta kirjutamist, pidas loenguid ja suhtles aktiivselt kohalike haritlastega, sealhulgas Ameerika Ühendriikide riigitegelastega. Ta jäi lõpuni truuks oma ideedele – nii teaduse kui ka usu vallas – ning püüdis uues kodumaas näha vabaduse ja mõistuse ideaalide kehastust.
Erinevalt paljudest teistest kuulsatest keemikutest, keda tuntakse ühe või kahe teadussaavutuse järgi, ulatub Priestley mõju üle mitme valdkonna. Ta panustas märkimisväärselt ka inglise keele grammatika õpetamisse ning paljud allikad väidavad, et tema pedagoogiline töö oli tollel ajal sama tähtis, kui tema mitmed teaduslikud läbimurded.
Ka tema filosoofilised ideed ei läinud ajas kaduma. Mitmed neist kajastuvad edasi utilitarismi kaudu, mida hiljem arendasid sellised mõtlejad nagu Herbert Spencer ja John Stuart Mill
Kui Priestley panus puudutas nii teadust, usku kui ühiskonda, siis mõne teise teadlase pärand on mõjutanud otseselt meie meditsiinivaldkonda. Üks neist on piima pastöriseerimisest tuntud Louis Pasteur, kelle avastuste hulka kuulub veel nii mõndagi märkimisväärset.