М. В. ЛОМОНОСОВ.
…Да, велико его значенье ¾
Он, верный русскому уму,
Завоевал нам Просвещенье,
Не нас поработил ему, ¾
Как тот борец ветхозаветный,
Который с силой неземной
Боролся до звезды рассветной
И устоял в борьбе ночной.
Ф.И. Тютчев.
История человечества знает многосторонне одарённых людей. И среди них на одном из первых мест надо поставить великого русского учёного Михаила Васильевича Ломоносова. 1739 год, осень, пишет ”Оду на взятие Хотина” и ”Письмо о правилах российского стихотворства”. 1741 год, пишет диссертацию ”Элементы математической химии”. 1743- 1744 год, январь, заканчивает работу над первым вариантом книги по ораторскому искусству ”Краткое руководство к Риторике”. 1744 год, февраль, представляет диссертацию ”О нечувствительных физических частицах”. 1745 год, 25 января, заканчивает работу над диссертацией ”О причине теплоты и холода”, в которой формулирует молекудярно-кинетическую теорию теплоты; 25 июля ¾ утвержден профессором химии Петербургской академии наук. 1747 год, январь, заканчивает работу над расширенным вариантом книги по ораторскому искусству. 1748 год, 5 июля, формулирует ”всеобщий закон природы”¾ закон сохранения материи и движения; октябрь ¾ после длительных хлопот Ломоносова построена первая в России химическая лаборатория. 1752 год, 4 сентября, заканчивает первую мозаичную картину, декабрь ¾ сочиняет ”Письмо о пользе стекла”. 1753 год , 26 ноября произносит в Академическом собрании ”Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих”. 1754 год , составляет проект организации Московского университета. 1756 год, Ломоносов пишет ”Слово о происхождении света, новая теория о цветах представляющем”. 1757 год, Ломоносов назначен начальником Географического департамента при Академии, произносит ”Слово о рождении металлов от трясения Земли”. 1759 год, читает в Академии ”Рассуждение о большой точности морского пути”.1761 год, посылает свою работу ”Мысли о происхождении ледяных гор в Северных морях”. 1763 год, сочиняет ”Краткое описание разных путешествий по Северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию”.
Оптика и теплота, электричество и тяготение, метеорология и искусство, география и металлургия, история и химия, философия и литература, геология и астрономия ¾ вот те науки, в которых Ломоносов оставил свой след. А.С. Пушкин писал, что ”соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей”. Следует заметить, что эта разнообразная деятельность Ломоносова была порождена бурной эпохой преобразования нашей Родины, эпохой, связанной с деятельностью Петра Первого.
Тщательное изучение работ Ломоносова в области физики и химии, проведённое в наше время, открыло нам совершенно новое понимание роли Ломоносова в мировой науке. Если в науке современной ему эпохи доминировали узкий эмпиризм, ограниченность и метафизичность теоретических концепций, то гений Ломоносов охватывал эти проблемы во всей их широте и поднимался до глубоких теоретических обобщений, идущих часто против течения, но вскрывающих истину. Ломоносов, несомненно, олицетворял собой наиболее прогрессивный и боевой дух науки своего времени. Оценка его работ знаменитым Эйлером, полагавшим, что ”эти работы могут служить украшением любой академии”, несомненно, оправдана.
Началом естественнонаучного направления были студенческие диссертации Ломоносова, особенно его ”Физическая диссертация о различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул”, а социально-гуманитарного ¾ в ”Письме о правилах российского стихотворства”. В дальнейшем обе эти линии развивались параллельно, чаще сближались, пересекаясь и переплетаясь. Да и иначе и быть не могло, Ломоносов был очень цельным человеком, у него никогда не было ”двух душ в одной груди”.
Теперь перейдём к детальному знакомству с естественнонаучным творчеством великого русского учёного. Его начало пришлось на время, когда в мировой науке столкнулись две великие физические картины мира ¾ картезианская и ньютонианская. Большую роль в этой борьбе играли мировоззренческие вопросы, конкуренция научных представлений и научных методов.
В Марбургском университете (1736-1741г) Ломоносов заинтересовался главным образом физикой, а в физике ¾ теорией строения вещества. В этом проявилась особенность таланта Ломоносова: его привлекали в науке фундаментные аспекты, имеющие мировоззренческий, философский характер.
Почти пять лет длилась заграничная жизнь,3 июня 1741года Ломоносов вернулся в Россию.
В ранней своей диссертации ”Элементы математической химии” (1741 год) Ломоносов дал определение химии как ”науки об изменениях в смешанном теле, поскольку оно смешанное”. По мнению Ломоносова, все без исключения химические вещества являются смешанными, состоящими ”из двух или нескольких разнородных тел, соединённых друг с другом так, что любая чувствительная часть этого тела совершенно подобна любой другой его части в отношении частных качеств”. Поскольку же ”смешанное тело в любой чувствительной частице подобно самому себе”, то, понятно, частицы смешанного тела состоят из разнородных частиц тел, ”из которых состоит смешанное тело”. Тогда изменение смешанного тела происходит ”от прибавления или потери одной или нескольких составляющих”, что возможно при соответствующем изменении состава ”корпускул”. Для этого необходимо разрушить связи между составляющими корпускулу частицами. Основным инструментом для этого является огонь. Однако нагрев тела может привести лишь к уменьшению силы сцепления между частицами, расположение их можно изменить лишь при помощи воздуха или воды. ”Таким образом,¾писал учёный,¾ первый ¾ как бы орудие, а вторые два ¾ носители”. Воздух, по мнению Ломоносова, может быть ”наружным” или ”внутренним”. Наружный воздух, обдувая тело, уносит с поверхности оторвавшиеся его частицы или доставляет к нему посторонние. ”Внутренний” воздух находится в порах тела, то есть в промежутках между составляющими тело частицами. Он рассеивает освободившиеся от внутреннего сцепления частицы и смешивается затем с наружным. Действием ”наружного” и ”внутреннего” воздуха изменяются химические свойствами веществ.
В феврале 1744года Ломоносов представил новую диссертацию ”О нечувствительных физических частицах”. В основе разработанной Ломоносовым теории строения вещества («корпускулярной философии») лежали материалистическо-механистические представления. Он считал, что объективно существующий материальный мир познаваем, подчиняется единым законам и причинно обусловлен. Материя тел, считал учёный, дискретна, её можно физически делить, но до определённого предела. Получающиеся в конце такого деления частицы настолько малы, что ”ускользают от чувства зрения”, поэтому Ломоносов называл их ”нечувствительными физическими частицами”. Эти частицы имеют протяжённость, фигуру и инерцию, а следовательно, каждая из них состоит из определённого количества материи. Учёный разделял представление Ньютона о том, что количество материи тела пропорционально силе инерции.
Все ”нечувствительные частицы” считал учёный, имеют шарообразную форму, состоят из абсолютно твёрдой бесструктурной первичной материи имеют на поверхности правильно организованные выступы и впадины. Единственное различие между частицами
различных тел заключается лишь в величине их диаметров. ”Нечувствительные частицы” могут объединяться в ”корпускулы”, причём соотношение частиц в каждой из них такое же, как и соотношение веществ, составляющих данное тело. В этой диссертации очень хорошо видно, что Ломоносов был заинтересован в строение тел, а главное стремился к изучению, что он и попробовал объяснить в своей диссертации.
Основополагающим в ”корпускулярной философии” Ломоносова было положение о том, что движение является атрибутом материи. Частицы тел могут совершать три вида движения: поступательное, колебательное и вращательное. Последнее, по мнению Ломоносова, является наиболее распространённым и, как будет показано ниже, таит наибольше возможности для объяснения многих физических явлений. В ”корпускулярной философии” Ломоносова оно играет огромную роль наиболее универсального и всеобщего способа взаимодействия частиц.
Ломоносов, как Декарт, был убеждён, что общее количество движений в мире остаётся неизменным. Оно определяется количеством ”первичного” движения, которое механическим взаимодействием в результате столкновений передаётся другим, ранее покоящимся частицам и телам, приобретающим вследствие этого ”производное” движение.
По мысли Ломоносова, ”чувствительные” тела обладают общими и частными качествами. Первые определяются фигурой тела, его движением и инерцией, положением составляющих тела частиц. Общие качества выражают сущность тела и лежат в основе его частных качеств, к которым учёный относит ”теплоту и холод; сцепление частей, удельный вес, цвет, запах, вкус, упругость и специфические свойства, каковы силы электрическая, магнитная, лечебная”. Изменения частных качеств происходит вследствие перестройки расположения изменения характера или интенсивности внутреннего движения составляющих тело частиц. Поскольку же ”нечувствительные частицы” состоят из определённого количества материи и перемещаются по законам механики, то ”частные качества тел могут быть объяснены законами механики”.
Разработав основания своей ”корпускулярной философии”, Ломоносов стремится найти в совмещение и взаимодействии материальных частиц объяснение всех явлений природы.
Прежде всего заинтересовали его тепловые явления. В ”Размышлениях о причине теплоты и холода”(1744г.) и в ряде последующих работ он отрицает господствовавшую в то время теорию теплорода. В противовес ей Ломоносов создаёт собственную теорию, согласно которой мерой температуры тела является скорость вращения составляющих это тело ”нечувствительных частиц”. ”Так как тела могут двигаться двояким движением ¾ общим, при котором, ¾ писал Ломоносов в своей диссертации ¾ всё тело непрерывно меняет своё место при покоящихся друг относительно друга частях, внутренним, которое есть перемена места нечувствительных частиц материи, и так как при самом быстром общем движении часто не наблюдается теплоты, а при отсутствии такого движения наблюдается такая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении материи”. Поскольку они состоят из неразрушимой материи, то могут вращаться со сколь угодно большой скоростью. Поэтому не существует предельно высокой степени температуры. Вместе с тем вращение частиц может уменьшаться, в принципе, до полного прекращения. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая, и последняя, степень холода. Однако и ”высшей степени холода (т.е. абсолютного нуля температур) на нашем земноводном шаре не существует”.
Гипотеза о вращательном движении частиц позволила Ломоносову объяснить превращение механической работы в тепло. При трении тела находящиеся на его поверхности частицы начинают быстрее вращаться, и происходит нагрев сперва поверхности, а затем вращение передаётся частицам, находящимся внутри тела. Так же объясняется нагревание холодного тела при его контакте с горячим.
В ”Размышлениях о причине теплоты и холода” Ломоносов выдвинул принцип, позднее получивший название второго начала термодинамики: частицы более нагретого тела, согласно закону сохранения движения, не могут возбудить в менее нагретом теле более быстрого движения, поэтому «холодное тело В, погружённое в тело А, очевидно, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет А».
Другим примером применения ”корпускулярной философии” к решению физических проблем является кинетическая теория газов. Сразу же следует оговориться, что в первой половине 18 века был известен только один газ ¾– воздух. В работе ”Попытка теории упругости воздуха” Ломоносов разработал свою теорию, отличавшуюся от ньютоновской, основанной на неприемлемых для Ломоносова силах отталкивания. ”Атмосфера состоит из бесконечного числа атомов воздуха, ¾ писал великий учёный, ¾ из коих нижние отталкивают те которые на них лежат, вверх настолько, насколько это позволяют им все остальные атомы, нагроможденные над ними вплоть до верхней поверхности атмосферы. Чем дальше от земли отстоят остальные атомы, тем меньшую массу толкающих и тяготеющих атомов встречают они в своём стремлении вверх; так что верхние атомы, занимающие самую поверхность атмосферы, только своей собственной тяжестью увлекаются вниз и, оттолкнувшись от ближайших нижних, до тех пор несутся вверх, пока полученные ими от столкновения импульса превышают их вес. Но как только последний возьмёт вверх, они снова падают вниз, чтобы снова быть отраженными находящимися ниже. Отсюда следует: 1) что атмосферный воздух должен быть тем реже, чем более он отделён от центра земли; 2) что воздух не может бесконечно расширяться, ибо должен существовать предел, где силы тяжести верхних атомов воздуха превысит силу, воспринятую ими от взаимного столкновения. (С. 127, т. 2.)
Предшественник Ломоносова по Петербургской Академии наук Даниил Бернулли, хотя и занимался этой же проблемой, но лишь математически доказал суммарный эффект от движения шарообразных частиц газов, не обсуждая причин взаимного отталкивания.
Ломоносов выстраивает кинетическую теорию газа на основе следующего принципа: частицы взаимодействуют только столкновением, никаких иных сил между ними возникнуть не может. Вместе с тем опыт подсказывает, что воздух можно сжать в тридцать раз и более, это означает, что частицы воздуха достаточно удаленны друг от друга. Разрешая это противоречие, Ломоносов предполагает, что столкновений частицы разлетаются в разные стороны, а затем снова сталкиваются. Механизм такого взаимодействия, по Ломоносову, выглядел следующим образом: сферические, абсолютно неупругие частицы воздуха (в этой работе он называет эти частицы атомами) при тепловом вращении касаются друг друга, а поскольку на их поверхности имеются выступы и впадины, они, соприкоснувшись, отбрасываются друг от друга центробежной силой. Под действием силы тяжести частицы газа опускаются книзу, соприкасаются и снова разлетаются в разные стороны.
При обсуждении этой работы Ломоносова в академическом собрании академик Рихман указал, что в его теории не объясняется, ”почему упругость воздуха пропорциональна его плотности”. В ответ Ломоносов написал ”Прибавление”, в котором, исходя из опытов с замораживанием воды в чугунных бомбах и считая, что расширение льда происходит за счёт упругости находящегося в его порах воздуха, то есть из совершенно не относящихся к делу предпосылок, сделал правильный вывод, что при сильном сжатии закон пропорциональности между давлением и плотностью воздуха должен нарушаться. Вывод, опережающий Ван-дер-Ваальса на 125 лет.
Заметное место в Ломоносовской теории газов занимают акустические явления. ”Звук производится,¾ писал он,¾ когда какое-либо тело, приведённое колебательное движение, сообщает таковое ближайшим к себе частицам воздуха, которые вместе с последующими передают его непрерывном рядом на расстояние, пропорциональное силе удара. Так как большинство атомов воздуха не находятся в соприкосновении, то для возбуждения в другом звукового движения необходимо, чтобы каждый атом, получивший толчок от колеблющегося звучащего тела, сперва подошёл к другому атому, затратил на это движение время, хотя и бесконечное малое. Эти бесконечно малые промежутки времени при бесконечном числе атомов на более далёких расстояниях последовательной передачи составляют заметный промежуток времени”. Из приведённой цитаты совершенно очевидно, насколько близким к современному было понимание Ломоносовым акустических явлений.
Следующим по времени было применение Ломоносовым ”корпускулярной философии” к объяснению химических явлений. Среди его физико-химических работ первой является диссертация ”О действии химических растворителей вообще”.
В апреле 1745 года Ломоносов подал рапорт о назначении его профессором химии и 3 мая, конференция согласилась с тем. Что он достойный кандидат на профессорское звание, и предложили ему написать и защитить диссертацию по металлургии. В июне диссертация ”О светлости металлов”, была готова. Однако Шумахер пытался препятствовать назначению Ломоносова, он отослал его работы ”О светлости металлов”, ”Размышления о причине теплоты и холода”, ”О действии химических растворителей вообще” и ”Попытка теории упругой силы воздуха” Эйлеру, думая получить плохой отзыв. Но вопреки ожиданиям Шумахера Эйлер прислал восторженный отзыв: ” Все сии сочинения не только хороши, но и превосходны, ибо он изъясняет физические и химические материи… с таким основательством, что я совершенно уверен в справедливости его изъяснений. Желать надобно, – писал Эйлер в заключение, – чтобы все прочие академии были в состоянии показать такие изобретения, какие показал Ломоносов”. В июле 1745 года Ломоносов стал профессором химии. Профессорская деятельность Ломоносова с первых шагов отмечалась важными для русской науки начинаниями.
В 1746 году Ломоносов издал перевод ”Экспериментальной физики” своего учителя Вольфа с предисловием, излагающим до известной степени научное мировоззрение самого Ломоносова. Это был первый на русском языке учебник физики, который выдержал в 18 веке несколько изданий. В год издания вольфианской физики Ломоносов приступил к чтению публичных лекций по физике.
Ломоносов начал писать письма Леонардо Эйлеру, в которых рассказывал о своих опытах и наблюдениях, а иногда несогласие с той или иной теорией, доказывая своё мнение. Он писал Эйлеру в 1748 году: «…Я изъявляю полное согласие, когда читаю у выдающегося мужа Исаака Ньютона: « воздух удвоенной плотности в удвоенном пространстве делается четвертным, а в утроенном – шестерным; то же самое разумей для снега или порошков, уплотнённых сжатием или приведением в жидкое состояние”. Но не могу согласиться с высказыванием в конце общим заключением, что масса познаётся по весу каждого тела. Во-первых, имеются тела самого различного удельного веса, обладающие такими свойствами, из которых совершенно ясно, что плотность их материи почти одинакова. Таковы например золото и вода, если их сравнивать с друг другом…Поскольку нельзя умозаключать от частного к общему, то и нет необходимости, чтобы то, что справедливо утверждается относительно однородных тел, имело силу и для разнородных. Хотя даётся доказательство теоремы, утверждающей, что количество материи следует определять по весу, я всё-таки не вижу, чтобы положение это было верным вообще. Вся сила этого доказательства зиждется на опытах со столкновением тел, образующих маятники. Я не сомневаюсь, что они проделаны им со всею тщательностью; очевидно, однако, что для них брались или однородные тела разной величины или же тела разнородные. В первом случае я согласился бы с полной истинностью теоремы и с убедительностью доказательства, если бы в них понятие тела определялось через понятие его однородности; во втором же окажется, что он определял количество вещества в разнородных телах, которые он брал для опытов, по их весу принимал за истину то, что следовало доказать…Долго было бы перечислять по отдельности всё, что не позволяет мне признать неизменную пропорциональность между массой тел и их весов; я приведу здесь то, что мне кажется наиболее важным…Никто не сомневается в том, что явления представляющие собой следствия, становятся яснее и понятнее, если познана их причина; поэтому нельзя сомневаться в том, что усмотрев причину тяготения, можно считать объяснёнными и различия в удельном весе. Поэтому я должен, как того требует поставленный вопрос, коротко высказаться о причине тяготения.
Так как, следовательно, должно существовать достаточное основание, в силу которого ощутимым телам свойственно скорее устремляться к центру земли, чем не устремляться, то приходится исследовать причину тяготения. Что тела могут двигаться от толчка, это вполне достоверно; чисто же притяжение остаётся под вопросом, и нет недостатка в достаточно веских доводах, устраняющих его из природы вещей. Прежде всего, если в телах существует чистая сила притяжения¼Таким образом, или чистое притяжение не существует в природе, или не является нелепостью, что одно и то же одновременно и существует и не существует. Я принимаю первое. Итак, поскольку никакое чистое притяжение не может существовать, то отсюда следует, что тяготение ощутимых тел проистекает от толчка, и следовательно, существует материя, которая толкает их к центру земли, но тяжестью обладают и мельчайшие частицы, вполне свободно проникает в самые узкие поры и, следовательно, должна быть в величайшей степени текучей. Отсюда следует, что существуют составляющие тяжёлые тела частицы, непроницаемые для тяготительной материи, которая действует на их поверхность. Далее, при помощи этой теории совершенно отвергается известное мнение об огне, остающемся в кальцинированных телах”.
( Петербург, 5 июля 1748 год.)
В этом письме Ломоносов выдвинул ряд исключительно важных научных проблем, изложил свою теорию всемирного тяготения и первым в истории науки объединил в одной формулировки законы сохранения материи и движения.
В 1748 году была построена химическая лаборатория – первая в России научно-исследовательская и учебная лаборатория. Химическая лаборатория стала местом, где Ломоносов в 50-х годах с громадным увлечением занялся совсем новым, большим и своеобразном делом – мозаикой. Задача эта вполне подходила к характеру и вкусам Ломоносова; в ней переплелось изобразительное искусство с химией цветного стекла, оптикой и техникой. Ломоносов эту задачу решил с начала до конца. Ему пришлось выполнить многие тысячи пробных плавок по изготовлению разных сортов цветного зарухшего стекла, разработать способы компановки стеклянных кусочков в прочную мозаичную картину и обеспечить художественное достоинство этих картин.
Также Ломоносов хотел, чтобы в России появились учебники физики, считая физику одной из главных наук. В 1752 году, Ломоносов приступил к созданию целостного курса ”Истинной физической химии”. До нас дошло только ”Введение”, которому должны были следовать две другие части, посвящённые экспериментальной и эмпирической частям физической химии. Однако вследствие ряда неоконченной само ”Введение”, которое начинается с определения новой науки: ” Физическая химия есть наука, объясняющая на основании на положение и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях. Она может быть названа также химической философией¼”.
Для того чтобы выяснить, что происходит в смешанных телах при химических реакциях, нужно узнать химический состав тел или, выражаясь языком Ломоносова, определить те ”начала”, из которых данное вещество состоит. В этих ”началах”, нельзя отделить друг от друга ”никакими химическими операциями или различить рассуждением разнородные тела”. Частные качества тел могут быть разделены на две группы, в первую из которых Ломоносов относит зависящие ”от различного сцепления частиц “- твердость или жидкость тела, жесткость, ковкость, хрупкость, текучесть и тому подобное. Величиной силы сцепления частиц обусловлена и упругость тел, то есть способность восстанавливать свою форму после прекращения деформирующего воздействия. Ко второй группе частных качеств Ломоносов относит цвет, прозрачность, вкус и запах. Каждое из качеств этой группы может быть, как и цвет, - простым или сложным. Однако, ”которые из них простые, которые сложные, можно объяснить не раньше, если когда будет известна природа начал ”.
Домашняя лаборатория в Петербурге была не у одного Ломоносова. Известна трагическая смерть академика-физика Рихмана, проделавшего у себя дома опыты с атмосферным электричеством, во время грозы 26 июля 1753 года, в то время как Ломоносов по соседству у себя дома экспериментировал с ”громовой машиной”. Вскоре 25 ноября 1753 года Ломоносов, в связи с этим печальным событием, на публичном заседании Академии произнёс ”Речь о явлениях воздушных, от Электрической силы происходящих, с истолкованием многих других свойств натуры” объясняя атмосферное электричество восходящими и нисходящими воздушными токами по причине ”трения частичек паров”. В этой ”Речи” он отрицал наличие какой-либо ”электрической жидкости”, показал идентичность атмосферного и ”искусственного” электричества: ” Произведённые через искусство электрические искры, которые к приближающемуся персту с треском выскакивают, суть одного свойства с громовыми ударами”. В ”Речи” Ломоносов высказал соображения о причинах возникновения атмосферного электричества.
В 1756 году Ломоносов повторил опыт Бойля, который в конце CVII века взвешивал металл до и после прокаливания и установил, что после прокаливания вес металла увеличивается. При этом металл взвешивается до запаивания колбы и после изъятия из неё, а прокаливался в запаянной колбе. В отличие от Бойля Ломоносов взвесил колбу с запаянным в ней металлом до и после прокаливания и установил, ”что славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес металла остаётся в одной мере”. Эта запись в отчёте о его работе за 1756 год обычно интерпретируется как экспериментальное подтверждение закона сохранения веса при химических реакциях.
Несколько позднее, в 1756 году, в ”Слове о происхождении света, новую теорию о цветах представляющем” Ломоносов обнародовал результаты своих размышлений и опытов по приложению ”корпускулярной философии” к оптическим явлениям. В этом слове он отвёрг теорию истечения света Ньютона и предпочёл ей ”волновую” гипотезу Декарта и Гюйгенса, но преобразовал её в соответствии со своими представлениями.
Ломоносов полагал, что мировое пространство заполнено эфиром, который состоит из материальных частиц трёх разных диаметров. Свет передаётся колебательным движением эфирных частиц, а поскольку они находятся в непосредственном контакте друг с другом, то ”распростертие света”¾ его скорость имеет очень большую величину. От Солнца до Земли свет доходит ”в каждые восемь минут”.
По предположению учёного, белый свет состоит из красного, жёлтого и голубого. Первый из них передаёт частицы эфира, имеющие самый крупный диаметр, жёлтый ¾ средние, а голубой ¾ самого малого диаметра. ”Прочие цвета рождаются от смешивания” этих трёх.
В ”зацеплении” своими правильно организованными на поверхности выступами и впадинами могут находиться лишь частицы одинакового диаметра. ”Видя строение, сея системы, посмотрим на её движение. Когда солнечные лучи свет и теплоту на чувствительные тела простирают, тогда зыблющимся (колебательным) движением эфирные шарички к поверхности оных прикасаются и прижимаются, коловратным (вращательным) движением об оную трутся. Таким образом, совместные эфирные частицы сцепляются с совместными себе частицами первоначальных материй, тела составляющих”. Дальнейший ход событий, по Ломоносову, выглядит следующим образом: если на поверхности тела имеются частицы всех трёх ”первоначальных материй”, тогда с ними вступают в ”зацепление” все три вида эфирных частиц, через ”совмещение теряют коловратное движение” и ”тела тогда показываются чёрными”. Остальные цвета получаются при совмещении одного или двумя родами частиц ”первоначальных материй”. Таким образом, ”цветов причина есть коловратное движение эфира, которое теплоту купно сообщает земным телам от Солнца”.
В 1757 году Ломоносов был назначен начальником Географического департамента при Академии. Ему пришлось войти, прежде всего, в трудное дело организации исправления географических карт. Натура Ломоносова впрочем, была такова, что и этой новой областью он занялся с увлечением. В 1759 году он читает в Академии ”Рассуждение о большой точности морского пути”, содержащее разбор методов определения долготы и широты, проект международной Мореплавательной академии, мысли о земном магнетизме. В 1763 году Ломоносов составляет ”Краткое описание разных путешествий по северным и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию”. Он выдвигает проект Великого северного пути и указывает, что, по мнению его, единственный путь для достижения Северного Полюса лежит между Шпицбергеном и Новой Землёй. К географическим работам Ломоносова можно также отнести его ”Мысли о происхождение ледяных гор в северных морях”, представленные им в шведскую Академию наук, членом-корреспондентом которой он был. В этом мемуаре высказывается правильное мнение о том, что ледяные поля возникают в устьях больших северных рек. Ломоносов не только был физиком, химиком, географом и поэтом, но и хорошим астрономистом.
26 мая 1761 года Ломоносов у себя дома наблюдал редкое астрономическое явление ¾ прохождение Венеры по солнечному диску. Итоги своих наблюдений, а также других лиц, Ломоносов опубликовал в мемуаре ”Явление Венеры на солнце, наблюдённое в Санкпетербурской Академии наук Маия 26 дня 1761 года”. В нём Ломоносов описывает замечательное явление расплывания кажущегося края солнечного диска при вступлении планеты.
Ломоносов является одним из основоположником кинетической теории теплоты и газов. Приведём слова Ломоносова из письма Леонардо Эйлеру (1748 год): «Все изменения, случающиеся в природе происходят так, что если что-либо прибавится к чему-либо, то столько же отнимется от чего-то другого. Так, столько к какому-нибудь телу присоединится материи, столько же отнимется от другого, сколько часов я употребляю на сон, столько же отнимаю от бдения и т.д. Так как этот закон природы всеобщ, то он простирается даже и в правила движения, и тело, побуждающее своим толчком другое к движению, столько же теряет своего движения, сколько сообщает другому движимому им”.
Ломоносов впервые предсказал существование абсолютного нуля температуры, объяснил из кинетических соображений закон Бойля. Введя в химию весы, он доказал неправильность мнения об увеличении веса металлов при их обжигании в ”заплавленных накрепко стеклянных сосудах”.
Он впервые высказал мысль о связи электрических и световых явлений, об электрической природе северного сияния, о вертикальных течениях как источнике атмосферного электричества. Защищая волновую теорию света, Ломоносов в оптике проделал большую работу по конструированию оптических приборов, по цветам и красителям, по преломлению света.
В физической картине мира, которую в течение всей жизни ”строил” Ломоносов, наиболее трудным оказался вопрос о причине всемирного тяготения. Выше упоминалось, что он не мог признать дальнодействия, считая его противоречащим закону сохранения движения. Неприемлемой для него была и картезианская вихревая теория, поэтому пришлось вернуться к идее ”тяготительной материи”, которая, воздействуя на поверхность составляющих тело частиц, ”пригнетает” его к земле. Эта концепция приводила к тому, что вес тела оказывается пропорциональным не его массе, а суммарной площади поверхности частиц, составляющих тело.
В физических воззрениях Ломоносова важнейшее значение имеют законы сохранения. Знал и разделял он картезианский принцип сохранения в мире количества движения. Ломоносов был уверен, что опыт ¾ лучшее подтверждение любой теории. Поэтому в химической лаборатории Ломоносов провёл почти три тысячи опытов, сделанных для воспроизведения различных цветов в стёклах.
Новые идеи у Ломоносова не были случайными догадками. Они являлись результатом его стройного научного материалистического мировоззрения. Ломоносов был разносторонним и глубоким философом, мечтавшим написать грандиозную корпускулярную философию природы, объясняющую все явления органической и неорганической природы с единой точки зрения. В своём мировоззрении он не был ни ньютонианцем, ни картезианцем. ” Сами свой разум употребляйте. Меня за Аристотеля, Картезия, Невтона не посчитайте. Если вы мне их имя дадите, то знайте, что вы холопы”¾ писал Ломоносов в одной из заметок. Ломоносов был более последовательным материалистом, чем Декарт и Ньютон; он строго руководствовался основной идеей: ”Природа крепко держится своих законов и всюду одинакова”. В своих исследованиях Ломоносов широко использовал закон сохранения материи и движения. Природа по Ломоносову, ”состоит в действии и противодействии”. Это прекрасный образец диалектики. Своими воззрениями Ломоносов стремился преодолеть метафизику и прежде всего отрыв материи от движения. Хотя под движением он понимал только механическое движение, но его высказывания, что ”тела не могут ни действовать, ни противодействовать взаимно без движения; природа тел состоит в движении, и, следовательно, тела определяются движением”, свидетельствует об огромной высоте, на которой стоял Ломоносов и в этом вопросе.
Ломоносов был первым учёным нового времени, заложившим в России основы ряда наук: физики, физической химии, минералогии, кристаллографии, языкознания, филологии и многих, многих других. Он первым в России сделал успешную попытку создать научную физическую картину мира, что ставит его выше тех европейских учёных-энциклопедистов, с которыми его сравнивает обычно историческая традиция.
Ломоносов был первым русским учёным не потому только, что он русский по национальности и с исключительным успехом развивал в России передовую науку, ¾ он первый русский учёный ещё потому, что в нём впервые и с необычайной силой и выразительностью открылись те особенности русского гения, которые проявились в Лобачевском, Менделееве, Бутлерове, Лебедеве, Павлове и других главных представителях русской науки.
Неиссякаемая энергия Ломоносова, его необычайная активность, непримиримость в принципиальном, высокое сознание своего долга и ответственность перед Родиной и сейчас служат нам образцом.
Записка Ломоносова с перечнем его главных результатов в науке им не окончена, и её можно было бы продолжать очень долго, перечисляя огромное множество фактов, мыслей, догадок, найденных или высказанных Ломоносовым в химии, физике, астрономии, метеорологии, геологии, минералогии, географии, истории, языкознании.
”Науки юношей питают,
Отраду старцам подают,
В счастливой жизни украшают,
В несчастный случай берегут”.
М.В. Ломоносов
ЛИТЕРАТУРА:
1. Собрание сочинений М.В. Ломоносова 10 том ”Служебные документы письма” (1734-1765 гг.).
2. Ф.М. Дягилев. ”Из истории физики и её творцов”.
3. ”Люди русской науки” 1 том.
4. Газета ”Физика” № 40 2001 год.
5. Справочник Юного Физика.
6. Собрание сочинений М.В. Ломоносова 3 том.
Литература.
|
