1. ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

21 мая 1746 года Академия наук получила, наконец, долгожданного президента. Указом Елизаветы им был назначен граф Кирила Григорьевич Разумовский.

Графу, благосклонно возглавившему всю тогдашнюю русскую науку, было ровно восемнадцать лет. Он родился 18 марта 1728 года в бедном хуторе Лемешах, на Украине, в семье казака, прозванного Розумом, так как он любил навеселе разговаривать с самим собою и восклицать, ни к кому, собственно, не обращаясь: «Що то за голова! Що то за рóзум!»

В детстве Кирила пас волов, изредка вспоминая о своем родном брате Алексее, громогласном певчем, замеченном проезжавшим через их село Федором Вишневским и увезенном в Петербург, где он в 1731 году был принят в придворную капеллу. Тут-то на него и обратила внимание Елизавета.

Алексей Разумовский разделил судьбу бесправной царевны и впоследствии тайно обвенчался с нею. После воцарения Елизаветы вся родня Разумовского была вызвана в Петербург. Одетая, как придворная дама, напудренная и нарумяненная казачиха Розумиха, когда ее привели во дворец, увидев себя в первом большом зеркале, с перепугу бросилась на колени, полагая, что ей навстречу идет сама царица. Назначенная статс-дамой, Розумиха поспешила оставить отведенные ей во дворце покои и воротилась в Лемеши, где, прикрыв шинок, который содержала ранее, зажила помещицей средней руки.

В марте 1743 года по распоряжению Елизаветы Кирилу Разумовского отправили в чужие края под вымышленным именем Ивана Обидовского. Наставником его был избран молодой адъюнкт Григорий Теплов, подававший свои специмены вместе с Ломоносовым. Сын жены истопника, прозванный по этому случаю Тепловым, воспитанник Невской духовной семинарии, с помощью Феофана Прокоповича получивший хорошее образование, Теплов пренебрег науками. Все его помыслы были направлены к тому, чтобы проникнуть в светское общество, стать модным кавалером, если не вельможей. Он обладал хорошим голосом, пел «итальянскою манерою», играл на скрипке, сочинял музыку и рисовал. Эти приятные таланты завоевали расположение Алексея Разумовского, искавшего надежного гувернера для своего брата. Теплов повез обтесывать за границей юного Кирилу. Главною обязанностью его было наблюдать, чтобы Кирила на чужбине не пропускал причастия, не делал «в платье и галантерее излишества», научился фехтованию и «на лошадях ездить», а к «наукам принуждать, смотря по состоянию здоровья». Как соблюдали они там обряды православной церкви, не вполне ясно, но зато известно, что Теплова сильно огорчали картежные долги Кирилы.

Теплов водил смышленого, но вялого Кирилу на лекции Леонарда Эйлера и приучал к обществу, иногда осторожно приоткрывая его инкогнито. Научившись говорить на двух языках, Кирила возвратился на родину с кучей льстивых дипломов, а появившись при дворе, очаровал всех своим «политесом» — галантностью и тонким обхождением. Полуграмотный Алексей Разумовский и восторженная Елизавета решили, что он и впрямь «произошел все науки». Кирила стал президентом Академии наук, а его наставник Теплов асессором Академической канцелярии. Теплов и Шумахер были давно знакомы. Когда Шумахер был арестован, Теплов открыто держал его сторону. Теперь же Шумахер изо всех сил «подбивался в дружбу» к Теплову, и между ними установились самые благожелательные отношения. Кирила при вступлении в должность президента произнес составленную Тепловым искусную речь с призывом к академикам направлять «труды к согласованию их с мыслью высокоблаженной и достославной памяти Петра Великого». Затем он милостиво удалился, выслушав ответ Шумахера, который от имени ученой коллегии заверил, что, соединив труды свои с попечением нового президента, Академия достигнет своей цели.

Юный президент даже попытался заняться академическими делами и потребовал касающиеся до сего бумаги. Но перед ним выросла такая гора взаимных наветов, жалоб и претензий, что и у самого бывалого человека опустились бы руки. А терпеливый и почтительный Шумахер, каким-то чудом не потерявшийся в этой неразберихе, спокойно и обстоятельно докладывал обо всем, и все становилось ясно.

А затем все пошло по-старому, и Шумахер получил возможность по-прежнему вершить судьбу Академии, разделяя свою власть с Тепловым.

Вступление в должность нового президента надлежало ознаменовать чем-либо примечательным. В Академии были учреждены первые публичные лекции, притом на русском языке, а не на латыни. Душой этого начинания, конечно, был Ломоносов. Он же и открыл чтение лекций по составленной им программе. Ломоносов излагал учение о природе не как отвлеченное философствование. «Приступающим к учению натуральной философии предлагаются в Академиях прежде, как подлинное основание, самые опыты посредством пристойных инструментов, и присовокупляют к ним самые ближние и из опытов непосредственно следующие теории».

Извещения о лекциях посылались в кадетский корпус, в Канцелярию главной артиллерии и фортификации, в Медицинскую канцелярию. В «Санкт-Петербургских Ведомостях», в № 50 от 24 июня 1746 года, было помещено описание первой лекции Ломоносова: «Сего июня 20 дня, по определению Академии Наук президента, ее императорского величества действительного камергера и ордена св. Анны кавалера его сиятельства графа Кирила Григорьевича Разумовского, той же Академии Профессор Ломоносов начал о физике экспериментальной на российском языке публичные лекции читать, причем сверх многочисленного собрания воинских и гражданских разных чинов слушателей и сам господин президент Академии с некоторыми придворными кавалерами и другими знатными персонами присутствовал».

Среди неприметных гражданских и военных чинов из специальных ведомств — нашлись люди, для которых слова Ломоносова не пропали бесследно. Даже то, что благородные невежды в напудренных париках и шелковых камзолах почли своим долгом небрежно поскучать на лекции, свидетельствовало о росте хотя бы внешнего уважения к русской науке. Но вскоре двор разъехался на лето, и лекции прекратились.

Не лишенный природного ума, Кирила Разумовский испытывал «невольное почтение» к Ломоносову, как выразился биограф Разумовских Васильчиков. Однако оценить по-настоящему Ломоносова, а тем более вникнуть в его нужды, он не мог. Но при нем все же сдвинулся с места наболевший вопрос о химической лаборатории.

Даже став профессором химии, Ломоносов был лишен лаборатории. «Хотя имею я усердное желание в химических трудах упражняться и тем отечеству честь и пользу приносить, — писал он в третьем своем рапорте в 1745 году, — однако без лаборатории принужден только одним чтением химических книг и теориею довольствоваться, а практику вовсе оставить и для того со временем отвыкнуть». Гениальный ученый, физик и химик в лучшие годы своей жизни был лишен экспериментальной базы для своих исследований.

В середине декабря того же 1745 года Ломоносов составляет прошение в Сенат от имени всего профессорского собрания. Но и в сенате дело застряло. И только после вступления в должность Разумовского, 1 июля 1746 года последовал именной указ «построить по приложенному при том чертежу» химическую лабораторию на счет кабинета.

Строили лабораторию с невероятными проволочками. Различные ведомства препирались из-за места, которое должно быть отведено под лабораторию. Лабораторию было, наконец, решено строить во дворе того самого Боновского дома, где по-прежнему жил Ломоносов.

Семья его выросла, он стал профессором, а ему приходилось все еще ютиться в тесных и холодных комнатушках, отведенных ему, когда он только что вернулся из-за границы. А совсем рядом освобождалась просторная квартира. В мае 1747 года Шумахер настоял перед Разумовским на увольнении Сигизбека. Но выселить его из дома оказалось не так просто. Сигизбек заупрямился и отказался выехать. Шумахер решил напустить на него Ломоносова. Около этого времени за границу отъехал академик Гмелин. Гмелин дал обещание через несколько лет возвратиться в Россию, а Академия наук продолжала считать его своим членом. Более того, Ломоносов и Миллер поручились за него половиною своего годового жалованья. Интересен мотив, побудивший Ломоносова поручиться за Гмелина. Он почувствовал к нему расположение, наслышавшись от Степана Крашенинникова «о гмелиновом добром сердце и склонности к российским студентам», которым Гмелин давал в Сибири лекции, «таясь от Миллера». Хорошее отношение к русским людям, ищущим знания, — вот что всегда ценил Ломоносов!

Шумахер измыслил, как разом обеспечить Гмелину квартиру, выгнать упрямого Сигизбека и сделать вид, что он готов облагодетельствовать Ломоносова.

Академическая канцелярия вынесла определение: «до приезду реченного доктора Гмелина в ботаническом доме жить химии профессору Ломоносову, а отрешенного профессора Сигизбека надзирателю строений Боку к выезду с того двора понудить». Так в начале августа 1747 года Ломоносов с некоторым треском переехал на новую квартиру. Согласно академической описи, квартира Сигизбека состояла из пяти жилых покоев, в каждом изразцовая голландская печь, обитая красными или зелеными шпалерами и холстом. «В тех покоях от течи скрозь кровли потолки и от мокроты гзымзы (кирпичи), також и двери и в некоторых местах полы, ветхие. Да идучи со двора в сенях потолки ветхие ж. Також и трубы растрескались». Но Ломоносов смог в этой квартире разместиться посвободней.

2. ЗАКОН ЛОМОНОСОВА

Ломоносов был одним из замечательных новаторов в истории химии. Ломоносов по-новому осознал роль и значение химии, ее место среди наук, изучающих природу. Он называл химию наукой, в то время как многие химики еще определяли ее, как «искусство разложения тел смешанных на их составные части, или искусство соединения составных частей в тела», как писал в своих «Основаниях химии» Георг Шталь (1723) и другие до самого конца XVIII века. А для Ломоносова химия — «наука изменений»— учение о процессах, происходящих в телах.

«Слово о пользе Химии» М. В. Ломоносова (1751 г.).

Ломоносов не только предложил новое понимание химии, он смело выводил ее на новую дорогу. В 1840 году знаменитый химик Юстус Либих говорил, что он отчетливо помнит, как во времена его молодости химия была только «служанкой лекарей, для которых она приготовляла рвотные и проносные снадобья; затиснутая в стенах медицинских факультетов, она никак не могла достичь самостоятельности. Только по нужде занимались ею медики; кроме как для них да еще и фармацевтов, она и не существовала».

В «Слове о пользе Химии» (1751) Ломоносов с необычайной проницательностью говорил о причинах беспомощного состояния современной ему химии.

«Химик, — указывал Ломоносов, — видя при всяком опыте разные и часто нечаянные явления и произведения, и приманиваясь тем к снисканию скорой пользы, Математику как бы только в некоторых тщетных размышлениях о точках и линиях упражняющемуся смеется. Математик напротив того уверен в своих положениях ясными доказательствами, и чрез неоспоримые и беспрерывные следствия выводя неизвестные количества свойств, Химика как бы одною только практикою отягощенного и между многими беспорядочными опытами заблуждающаго презирает; и приобыкнув к чистой бумаге и к светлым Геометрическим инструментам, Химическим дымом и пепелом гнушатеся».

3. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

29 декабря 1753 года Леонард Эйлер писал Шумахеру о Ломоносове: «Ныне таковые умы весьма редки, ибо большая часть остаются при одних опытах и нисколько не хотят о них рассуждать, другие же, напротив, пускаются в такие нелепые рассуждения, которые противны всем основаниям здравого естествознания».

Эйлер прекрасно подметил начавшийся уже в его время разрыв между опытом и теоретическим обобщением, индуктивным и дедуктивным методом познания, постепенный отход естествознания от широких философских проблем. Естествознание в XVIII веке все более и более уходило в частности, стремилось изучить мир в деталях, но мало заботилось об их взаимной связи. Неполнота и недостаточность реальных сведений и наблюдений, слабость экспериментального исследования природы порождали множество бесплодных и фантастических гипотез, тем более непродуктивных, что они уже не опирались на целостную философскую систему. Представители опытных наук, устав от мудрствований и умозрительных теорий, лопающихся, как мыльные пузыри, при соприкосновении со вновь открываемыми фактами, начинали вообще сторониться «философствования» и даже гордились тем, что они избегают «гипотез». Но, как заметил впоследствии Ф. Энгельс, говоря о естествознании XIX века, «философия мстит за себя задним числом естествознанию за то, что последнее покинуло ее», и поэтому те, кто подчас кичился своим превосходством над философами и якобы оставался при одних опытах, на самом деле влачил за собой в науку «остатки давно умерших философских систем». Стремление остаться в рамках только опытной науки вполне уживалось с общим метафизическим характером естествознания XVIII века, в котором наряду со все увеличивающимся запасом реальных знаний процветали метафизические представления о мире и отдельных силах природы.

Ломоносов ценил опытное знание. Причину огромных успехов естествознания он видел прежде всего в том, что «ныне ученые люди, а особливо испытатели натуральных вещей, мало взирают на родившиеся в одной голове вымыслы и пустые речи, но более утверждаются на достоверном искусстве», то есть на точном эксперименте. «Главнейшая часть натуральной науки — физика, — продолжает он, — ныне уже только на одном оном свое основание имеет. Мысленные рассуждения произведены бывают из надежных и много раз повторенных опытов». «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением», — указывает он в черновых заметках по физике, относящихся к 1741–1743 годам.

Ломоносов сознавал необходимость гипотез для развития науки. «Они позволительны в предметах философских, и это даже единственный путь, которым величайшие люди успели открыть истины самые важные. Это как бы порывы, доставляющие им возможность достигнуть знаний, до которых умы низкие и пресмыкающиеся в пыли никогда добраться не могут».

В этом отношении Ломоносов, в отличие от современных ему близоруких эмпириков, отрицавших значение гипотезы, был представителем мыслящего и развивающегося естествознания, ибо, как заметил Энгельс, «формой развития естествознания, поскольку оно мыслит, является гипотеза».

Истинное познание было возможно для Ломоносова только на основе единства теории и опыта. «Из наблюдений устанавливать теорию, через теорию исправлять наблюдения есть лутчей всех способ к изысканию правды», — говорит он в своем «Рассуждении о большей точности морского пути» (1759).

Отличительным свойством всей его научной работы было сочетание широкого философского подхода к изучению природы с верностью эксперименту. Ломоносов не только не игнорировал опыта, как иногда, к сожалению, думают, но был прекрасным и тонким экспериментатором: находчивым, последовательным, исключительно точным в своих наблюдениях и крайне осторожным в выводах.

Только необыкновенная глубина и ясность теоретического мышления Ломоносова, отчетливое представление о целях, задачах и методах научной химии, страсть к экспериментальным исследованиям сделали Ломоносова отцом и основателем физической химии — этой совершенно новой для его времени науки.

Физическая химия для Ломоносова — это «наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходило в смешанных телах при помощи химических операций». Ломоносов шел к химии от физики. Уже в своей диссертации «О рождении и природе селитры» (1749) он уверенно говорит: «Мы считаем возможным научно и вполне связно изложить почти всю химию, обосновав ее на собственных ее положениях, принятых недавно в физике; мы не сомневаемся, что можно легче распознать скрытую природу тел, если мы соединим физические истины с химическими». А за несколько месяцев до смерти, в проекте Академического регламента, составленном в сентябре 1764 года, Ломоносов писал: «Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут».

Ломоносов не только говорил о родстве или содружестве физики или химии. Они составляют для него неразрывное целое. Изучение физических свойств тел раскрывает природу вещества, а изучение состава вещества и происходящих в нем химических процессов раскрывает причину физических его свойств. Следуя этому, Ломоносов стремился поставить на службу химии все доступные и известные в его время приборы и методы физического исследования.

Во времена Ломоносова микроскоп применялся главным образом в биологии, где с его помощью были произведены значительные открытия. Во всех остальных областях производились лишь бессистемные наблюдения над всевозможными предметами, которые только удавалось поместить под микроскоп, нередко без всякого разбора. Песчинки, мушиные крылья, мельчайшие насекомые и инфузории, кристаллы, мыльная пена, обрезки бумаги и различных тканей изучались под микроскопом, описывались и зарисовывались, наполняя обширные «микрографии», издававшиеся во многих странах Западной Европы.

Ломоносов ввел микроскоп в практику своих химических исследований.

В его программе лекций по физической химии предусматриваются микроскопические исследования растворов, кристаллов, аморфных порошкообразных масс, получающихся при прокаливании солей, изучение окалин и т. д.

Он наблюдал под микроскопом еще в 1744 году подлинную химическую реакцию взаимодействия железной проволоки с азотной кислотой. Ломоносов выдвигал проблему систематического применения микроскопа как особого нового метода физико-химического исследования. Потребности этого исследования подсказали ему новые особенности в конструкции самого микроскопа, чтобы иметь возможность быстрого перехода от одного увеличения к другому, не прерывая наблюдения.

Сконструировав еще в 1741 году «катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент» (представлявший собою остроумную комбинацию плоских зеркал и двояковыпуклых линз), Ломоносов нашел ему применение и в своей химической лаборатории, используя солнечные лучи для получения весьма высоких температур. Ломоносов пользовался «зажигательным инструментом» для плавления кристаллов.

Разрабатывая проблемы физической химии, Ломоносов изучал влияние на вещество низких температур и давления, производил опыты в пустоте, изучал явления вязкости, капиллярности, кристаллизации, форму и удельный вес кристаллов, образование растворов и растворимость в разных условиях, сопровождающие тепловые явления, преломление света и действие электричества в растворах — словом, — все то, что составило главное содержание этой науки лишь через полтора века. Он ставит опыты последовательными сериями и сводит результаты многочисленных измерений в особые таблицы. В своем отчете о трудах в 1753 году Ломоносов писал: «делал новые физико-химические опыты, дабы привести химию сколько можно к философскому познанию и сделать частью основательной физики: из оных многочисленных опытов, где мера, вес и пропорция показаны, сочинены многие цифирные таблицы на 24 полулистовых страницах, где каждая строка опыт содержит».

Сохранился набросок программы на латинском языке, по которой Ломоносов производил опыты в пустоте. В составленной в 1764 году «Росписи» своих важнейших трудов он указывал: «Делал химические опыты по дестиллации и сублимации без воздуха и приметил неизвестные еще в ученом свете перемены; еще не изданы».

Ломоносов не упустил из виду и такую область новейшей физической химии, как изучение коллоидов. «Застудневание растворов, сцепление студней, цвет, запах», — записывает он.

Особенное внимание Ломоносов уделял изучению растворов — этой важнейшей области современной физической химии.

«Ломоносов, — писал в 1919 году известный русский химик Л. А. Чугаев, — из далекого прошлого каким-то изумительным чутьем проводил не только возникновение этого важного отдела химии, но даже те слабые и теневые стороны, которые могли обнаружиться при неправильном и одностороннем развитии этой новой научной дисциплины».

Однако дело было не столько в изумительном «чутье» Ломоносова, сколько в том, что он приложил к химии всю совокупность своих физических представлений, основанных на материалистическом понимании природы, что и позволило ему уйти на целое столетие вперед от своих современников. В своем «Введении в истинную физическую химию» Ломоносов указывает на недостаточность средств и прочность методов современной ему химии, которая скользила по поверхности явлений: «Большая часть Химиков обыкновенно считает, что после ознакомления со смешанными телами при помощи химических операций они вполне познали составные части тел, поскольку это дается этим способом, и не ищут других путей во внутренности их». А для того чтобы проникнуть во внутренность тел, узнать строение вещества, нужно знание «первоначальных частиц», то есть атомов. «Видя у часов одну только поверхность, можно ли знать, какою они силою движутся и каким образом, разделяя на равные и на разные части, показывают время. Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, не зная внутреннего нечувствительных частиц строения», — писал Ломоносов в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» (1760).

Ломоносов хорошо сознавал, что упорядочить наши представления о мире можно, только начав с изучения материи, из которой состоит этот мир.

Его особенно привлекают вопросы атомно-молекулярной физики, от решения которых, по его глубочайшему убеждению, зависели все дальнейшие успехи естествознания. «Множество физических явлений до сих пор осталось недостаточно объясненным — и особливо в той части естественных наук, которая изучает качества тел, происходящие от самых незначительных частичек, вполне недоступных всякому чувству зрения», — пишет он в своей диссертации «Об отношении количества материи и веса» (1758).

Ломоносов мыслил как философ-материалист и умел поэтому находить верные принципы понимания этих глубоких и недоступных еще непосредственному исследованию явлений.

Ломоносов не только разрабатывает теоретические положения физической химии и ведет экспериментальную работу в этой области, но в 1752–1754 годах читает первый в мире курс этой науки.

Ломоносов долго и тщательно готовится к занятиям, указывая, что он решил поместить в своем курсе «только то, что приводит к научному объяснению смешения тел», а потому исключает из изложения все, что относится «к наукам экономическим, фармации, металлургии, стекольному делу и т. д.», что должно составить особый курс технической химии. «В химических моих лекциях, которые я должен читать учащемуся юношеству, — писал Ломоносов 11 мая 1752 года, — я считаю очень полезным присоединить, где возможно, к химическим опытам физические». При прохождении этого курса «опытной химии», по мнению Ломоносова, надо будет:

«1. Определить удельный вес химических тел.

2. Исследовать сцепление между частичками их:

а) посредством ломания тел, б) сдавливанием, в) стачиванием на бруске, г) счетом капель жидкости.

3. Описывать фигуры кристаллических тел.

4. Подвергать тела действию Папиновой машины.

5. Всюду наблюдать градусы теплоты.

6. Исследовать тела, особенно металлы, долгим стиранием.

Одним словом, испытывать все, что только можно измерить, взвешивать и определять вычислением».

Ломоносов стремится обеспечить свою лабораторию приборами, необходимыми для физико-химических исследований. Он обзаводится насосом, изобретает прибор для определения вязкости жидкости, придумывает точило для определения твердости тел, совершенствует конструкцию Папиновой машины для получения высоких давлений. Машина была изготовлена по чертежам Ломоносова на Сестрорецком заводе.

Для измерений температуры Ломоносов в 1752 году сконструировал термометр, наиболее рациональный из всех существовавших. Он принял для градуирования две основные точки — температуру плавления льда, которую он обозначил через 0°, и температуру кипения воды, обозначенную им через 150°, тогда как большинство других термометров вело отсчет от одной какой-либо точки и притом принимало температуру кипения воды за 0°, производя отсчет вниз (в термометре Делиля плавление льда обозначалось как 150°). Термометр Ломоносова облегчал точные измерения и связанные с ними расчеты. Он устранял путаницу при отсчете градусов при повышении температуры выше точки кипения воды.

4. НЕВЕСОМЫЕ МАТЕРИИ

Одной из характернейших черт естествознания XVIII века было пользовавшееся всеобщим распространением убеждение о существовании в природе множества таинственных и непостижимых материй, или «флюидов», которых было нельзя ни взвесить, ни уловить, ни удержать в какой-либо оболочке. Их называли «невесомыми» и «неукротимыми». Они приходили и уходили неведомыми путями, распространялись и «перетекали» от предмета к предмету. От их простого присутствия зависело появление теплоты, света, электричества, магнетизма. Ученые яростно спорили, совпадает ли «световая материя» с «огненной», а «материя тепла» с флогистоном, присутствующим при химических процессах.

Физики и химики XVIII века представляли себе материю в отрыве от движения. Явления, вызванные движением собственных частиц самой материи, объяснялись существованием таких особых невесомых материй, или «субстанций», которые, по выражению Ломоносова, «скитались без малейшей вероятной причины».

Это метафизическое отношение к природе тяготело над естествознанием не только во времена Ломоносова. Выпущенный в 1830 году в Лейпциге в «заново переработанном виде» известный «Физический словарь» Гелера содержал особую статью о невесомых, содержащую глубокомысленные рассуждения о том, что, по всей вероятности, вряд ли можно рассчитывать на то, что когда-либо будет найдена такая оболочка, в которой они могли бы находиться долгое время.

«Положительные науки, — писал А. И. Герцен в своих «Письмах об изучении природы», — имеют свои маленькие привиденьица: это — силы, отвлеченные от действий, свойства, принятые за самый предмет, и вообще разные кумиры, сотворенные из всякого понятия, которое еще не понятно». Прекрасным примером чего и являются, по его словам, невесомые, которых никто не видел и не получил «вне тел». Герцен указывал на тлетворное влияние самого метода познания, оперирующего подобными метафизическими представлениями. «Эта метода делает страшный вред учащимся, давая им слова вместо понятий, убивая в них вопрос ложным удовлетворением. «Что есть электричество?» — Невесомая жидкость. Не правда ли, что лучше было бы если б ученик отвечал: — не знаю?..».

Ломоносов познакомился с теорией теплорода еще за границей. Христиан Вольф разделял эту теорию и пропагандировал ее в своих книгах. Но она не отвечала материалистическим устремлениям молодого Ломоносова, которому претила всякая метафизика. И вскоре же после своего возвращения из-за границы Ломоносов приступает к разработке своей теории теплоты, которая решительным образом расходилась с господствующими в его время представлениями.

В диссертации «О нечувствительных физических частичках» он выдвинул положение, что теплота состоит «во внутреннем движении собственной материи», причем разные степени теплоты определяются скоростью ее движения. И далее: «как никакому движению нельзя приписать высшую степень скорости, так нет и высшей степени теплоты. Величайший холод в теле — абсолютный покой; если есть хоть где-либо малейшее движение, то имеется и теплота». Ломоносов таким образом сформулировал положение об абсолютном нуле температуры.

Свои положения Ломоносов развил в стройную теорию в «Рассуждении о причине теплоты и холода», представленном им в 1744 году и напечатанном на латинском языке в первом томе «Новых Комментариев» Петербургской Академии наук в 1750 году. «В наше время, — говорит он, — причина теплоты приписывается особой материи, называемой большинством теплотворной, другими эфирной, а некоторыми элементарным огнем… И хорошо, если бы еще учили, что теплота тела увеличивается с усилением движения этой материи, когда-то вошедшей в нее, но считают истинной причиною увеличения или уменьшения теплоты простой приход или уход разных количеств ее. Это мнение в умах многих пустило такие могучие побеги и настолько укоренилось, что можно прочитать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы притягиваемой каким-то любовным напитком, и наоборот, — о бурном выходе ее из пор, как бы объятой ужасом». Ломоносов убедительно доказывал, что нет никакой нужды привлекать для объяснения тепловых явлений таинственный «теплотвор» или «теплород». «Имеется достаточное основание теплоты в движении». То, что это движение не воспринимается зрением, не имеет значения. Оно ускользает от зрения, так как частицы движущейся материи слишком малы: «Кто в самом деле будет отрицать, что когда через лес проносится сильный ветер, — то листья и сучки дерев колышутся, хотя бы при рассматривании издали глаз не видел движения». Но метафизические представления о теплороде прочно засели в умах западноевропейских ученых, став тормозом для развития правильного понимания тепловых процессов в природе и технике.

Теплород пережил флогистон на много десятилетий. Его приверженцы продержались до самой середины XIX века. Их не смутило ни изобретение паровой машины, ни открытие железных дорог.

Сокрушительная критика теплорода, данная Ломоносовым, не прошла бесследно для науки. Она, несомненно, содействовала падению авторитета флогистона, этого близкого родственника теплорода, а многими даже отождествлявшегося с ним.

Опираясь на свою атомно-молекулярную теорию, Ломоносов прокладывал новые пути в физике и химии. В доложенной им еще в феврале 1749 года диссертации «Попытка теории упругой силы воздуха» Ломоносов связывает свои атомистические представления с разрабатываемой им теорией теплоты как движения частиц. Упругой силой воздуха Ломоносов называет стремление воздуха распространяться во все стороны. Он полагает, что это свойство проявляют не единичные частички, а их совокупность. Ломоносов развивает гениальную теорию о мгновенном и непосредственном взаимодействии частиц воздуха, обусловленном теплотою. Ломоносов убежден, что одно тело не может действовать на другое без соприкосновения. Но в то же время несомненно, что атомы воздуха находятся далеко один от другого, так как воздух может быть значительно сжат в своем объеме под давлением. Это противоречие может быть устранено только допущением, что не все атомы находятся одновременно в одном и том же состоянии. «Очевидно, — пишет Ломоносов, — что отдельные атомы воздуха, взаимно приблизившись, сталкиваются с ближайшими в нечувствительные моменты времени, и когда они находятся в соприкосновении, вторые атомы друг от друга отпрыгнули, ударились в более близкие к ним и снова отскочили; таким образом непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться во все стороны». Эта замечательная картина состояния частичек ^; воздуха, обусловленного их тепловым состоянием, в основном совпадает с принятой лишь в середине XIX века «кинетической теорией» газов.

Свое понимание теплоты Ломоносов стремился связать с экспериментальными наблюдениями. В заметках к исследованию «О твердом и жидком», составленных в начале 1760 года, он упоминает свои «опыты к произведению искусственного холода», сделанные им еще в 1747 году. Поэтому его живо заинтересовали наблюдения академика И. А. Брауна, которому в декабре 1759 года удалось заморозить ртуть. Ломоносов сразу оценил значение этого открытия, так как в науке еще держались старые представления об «особых свойствах» ртути, к числу которых относилась и абсолютная незамерзаемость.

Браун охотно принял предложение Ломоносова производить опыты сообща. 26 декабря, когда мороз достиг очень большой силы (–41,3⁰ по шкале нашего времени), Ломоносов погрузил ртутный термометр в «холодильную смесь» из снега, «крепкой водки» (азотной кислоты) и «купоросного масла» (серной кислоты). «Не сомневаясь, что она уже замерзла, — описывает этот опыт Ломоносов, — вскоре ударил я по шарику медным при том бывшим циркулом, отчего тотчас стеклянная скорлупа расшиблась и от ртутной пули отскочила, которая осталась с хвостиком бывшим в трубке термометра достальныя ртути, наподобие чистой серебряной проволоки… Ударив по ртутной пуле после того обухом, почувствовал я, что она имеет твердость, как свинец или олово».

Результаты своих наблюдений Ломоносов и Браун доложили 6 сентября 1760 года на годичном собрании в Академии наук. Браун выступил с описанием внешних условий опыта, Ломоносов взял на себя изложение теоретических вопросов.

Ломоносов подчеркивал заслуги Брауна в этом выдающемся открытии, так как желал защитить его от недобросовестных нападок и происков тех академиков, которым была поперек горла их давнишняя дружба. В 1764 году в составленной им «Истории Академической канцелярии» Ломоносов писал, вспоминая об этом: «А что на Брауна уже не первой раз они нападают за его несклонность к их коварствам, то свидетельствует их поступок, когда он ртуть заморозил: ибо Миллер писал в Лейпциг именем Академии без ее ведома, якобы начало его нового опыта произошло от профессора Цейгера и Епинуса; и Брауну, якобы по случаю, удалось как петуху сыскать жемчужное зерно».

5. НЕВЕДОМЫЕ СИЛЫ

Естествоиспытатель XVIII века был окружен не только таинственными невесомыми материями. Со всех сторон на него надвигались еще более непостижимые силы, привлеченные для объяснения новых и непонятных фактов и явлений. Положительное и отрицательное электричество, притягательные и отталкивательные силы, наконец действующее на едва мыслимых расстояниях всемирное тяготение. Принципы, не скрывающие в себе ничего сверхъестественного, становились орудием опасной метафизики. Шло ожесточенное наступление на самые основы материализма. Феодальное мировоззрение защищалось не только насилием. Совершенно не случайно уже с XVII века вопросами естествознания занялись иезуиты. Из их среды вышли выдающиеся физики и астрономы. Иезуиты охотно экспериментировали, но первоначально избегали гипотез. Они даже ядовито упрекали своих противников, в особенности картезианцев, что те следуют «предвзятым» идеям вместо добросовестного «описания» природы. Иезуиты-физики стремились приспособить схоластику к новейшим открытиям естествознания, заставить их служить своим целям. Ограничение задач науки «наблюдением» и «описанием» было для них удобным средством для утверждения метафизики.

К середине XVIII века, с ростом материалистических тенденций, в период назревания буржуазной французской революции еще более усилился натиск антиматериалистических учений. Физики-идеалисты, в том числе иезуиты, занялись теорией и обратили внимание на возможности, которые открывались для них в теории Ньютона., Атомизм Ньютона, допускающий действие на расстоянии, через «пустоту», давал отправную точку для дальнейшего обоснования динамизма. Материя исчезала вовсе. Оставались только силы.

На прямо противоположных позициях стоял в это время Ломоносов.

Ломоносов сдержанно относился к теории всемирного тяготения Ньютона, ибо не мог допустить действия на расстоянии, и в своем «Рассуждении о твердости и жидкости тел» (1760) утверждал, что «подлинная и бесподозрительная притягательная сила в натуре места не имеет». Еще резче он выразился в «Слове о происхождении Света», где говорит, что «притяжение» в его чистом виде не что иное, как «потаенное качество из старой Аристотелевой школы, к помешательству здравого учения возобновленное». Таким образом, в попытках идеалистического истолкования ньютонианства Ломоносов видел подновленную схоластику.

Как впоследствии Эйлер, Ломоносов был убежден, что Ньютон не разделял положения о «действии на расстоянии» и даже не объявлял притяжения реальностью. В своем «Рассуждении о твердости и жидкости тел» Ломоносов утверждает, что Ньютон «притягательной силы не принимал в жизни, по смерти учинился невольной ее предстатель излишним последователей своих радением».

В своих публичных высказываниях Ньютон был осторожен. Он даже утверждал, что тяжесть должна вызываться каким-то агентом, действующим постоянно по определенным законам. Но он уклонялся от прямого ответа на вопрос, какого же свойства этот постоянно и неизменно действующий агент. Но для себя эти вопросы Ньютон решил. И притом несколько неожиданно для естествоиспытателя! Как обнаружилось из опубликованных в 1937 году дневников Д. Грегори, записывавшего свои беседы с Ньютоном, последний серьезным образом полагал, что пустое пространство между атомами заполнено… богом. Бог, от присутствия которого «движущиеся тела не испытывают сопротивления» (в силу его нематериальности), и является скрытым регулятором всемирного тяготения. В этом проявили себя узость и ограниченность социального мировоззрения Исаака Ньютона.

Ломоносов — представитель самого передового и прогрессивного естественнонаучного мировоззрения, какое только было возможно в XVIII веке, защищал последовательное материалистическое понимание природы от неожиданного мощного вторжения метафизики, пытавшейся опереться на данные опытной науки и теоретические построения Ньютона.

Ломоносов угадывал исторический смысл деятельности Ньютона, ее положительное значение для «приращения наук». Но он отдавал себе отчет в том, какие философские выводы стремятся сделать из теории тяготения.

Неприемлемость для Ломоносова теории чистого притяжения заставила его искать объяснения явлений тяжести другими путями. Тяжесть, полагал Ломоносов, должна происходить в результате толчков, импульсов, ударов, которые получают тела и которые влекут их к центру Земли. Поэтому должна существовать «тяготительная материя», которая, будучи связана с телами и передавая им эти удары, вызывает явление тяжести. Однако это отнюдь не значит, что Ломоносов делал уступку «особливым» невесомым материям, столь популярным в его время. Действие тяжести Ломоносов возлагает на эфир, который и выступает в роли «тяготительной материи». По представлениям Ломоносова, вес не является абсолютным свойством материи. Эфир не имеет веса, но он может явиться его причиной. Таким образом, понятие веса Ломоносов пытался вывести из движения. Различие в удельном весе происходит от состояния поверхности малых частиц. Все дело в сумме ударов, получаемых частицами через эфир, а чистого притяжения нет. Так рассуждал Ломоносов. Это была не только чрезвычайно остроумная, но и последовательная механико-материалистическая теория. «Без эфира, протягивающего механические нити между дискретными массами в пустом пространстве, нет возможности механического понимания явлений», — указывал академик С. И. Вавилов^[56]. Эфир и явился для Ломоносова универсальным передатчиком движения. В эфире, как и в веществе, согласно Ломоносову, возможны три рода движения: «текущее» (поступательное), «коловратное» (вращательное) и «зыблющееся» (колебательное).