Текст книги "Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765"

Автор книги: Александр Морозов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 56 страниц) [доступный отрывок для чтения: 23 страниц]

Ломоносов хорошо сознавал, что упорядочить наши представления о мире можно, только начав с изучения материи, из которой состоит этот мир. Он не только указывал на неразрывную связь материи и движения, но и постоянно стремился истолковать различные явления и процессы, совершающиеся в природе, как результат особого рода движения частиц, составляющих материю. Поэтому 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».

Для познания этих явлений необходимо было прибегнуть к теоретическим соображениям.

«Корпускулы совершенно недоступны для зрения, поэтому свойства их и способ взаимного расположения должно исследовать при помощи рассуждения», – указывал Ломоносов уже в своей работе «О различии смешанных тел», законченной им в марте 1739 года.

Невозможность при тогдашнем состоянии науки исследовать непосредственно эти первоначальные частицы заставляла Ломоносова искать решения другим путем. «Хотя в нынешние веки изобретенные микроскопы силу зрения увеличили… однако тех частиц, из которых состоят смешанные материи, особливо зрению представить не могут. Например, через Химию известно, что в киновари есть ртуть, и в квасцах земля белая: однако ни в киновари ртути, ни в квасцах земли белой ни сквозь самые лучшие микроскопы видеть нельзя, но всегда в них тот же вид кажется. И посему познания оных только через Химию доходить можно», – говорит он в своем гениальном «Слове о пользе Химии».

Именно химия и должна заняться изысканием «причин взаимного союза», которым первоначальные частицы «в составлении тел сопрягаются». Только познание атомно-молекулярного строения вещества может привести к объяснению его химических и физических свойств. Но в то же время физик и в особенности химик, исследуя различными способами многообразные свойства и изменения тел, или, как выражается Ломоносов, «многими образы в бесчисленных телах умножая и умаляя между частьми союзную силу взаимного сцепления», тем самым приходит и к познанию внутреннего строения и природы самих тел. В этом положении заключена глубокая философская мысль о соответствии методов нашего познания реальному и объективному значению познаваемого мира.

Однако, о чем не забывает Ломоносов, в его время и сама химия «показывает только материи, из которых состоят смешанные тела, а не каждую их частицу особливо», а поэтому и химики должны «разумом достигать потаенного безмерною малостию виду, меры, движения и положения первоначальных частиц, смешанные тела составляющих».

Твердая вера Ломоносова во всемогущество человеческого разума, его полнейшая убежденность в познаваемости мира приводят его к мысли, что когда-нибудь ученые получат возможность более непосредственного изучения строения материи. И с величайшей проницательностью, как бы предвосхищая дальнейшие успехи науки, он говорит: «Подлинно по сие время острое исследователей око толь далече во внутренности тел не могло проникнуть. Но ежели когда нибудь сие таинство откроется, то подлинно Химия тому первая предводительница будет».

Ломоносов мыслил как философ-материалист и умел поэтому находить верные принципы понимания этих глубоких и недоступных еще непосредственному исследованию явлений. Это и дало возможность Ломоносову стать подлинным родоначальником новой атомистики в физике и химии. В отличие от Бойля и Ньютона, представлявших усложнение материи как простое увеличение числа атомов, Ломоносов отчетливо сознавал качественное отличие отдельных форм существования материи, порождающее глубокое изменения всех ее свойств, в том числе и характера движения частиц. В заметках по «Теории электричества, разработанной математическим путем», Ломоносов прямо указывает, что механику крупных тел нельзя целиком переносить на атомно-молекулярные процессы: «В предисловии надо сказать о механике мельчайших частиц и что к ним не везде можно приложить законы чувствительных тел».

Точно так же Ломоносов не мог довольствоваться измерениями количества вещества только на основании установления весовых отношений. Он ставит вопрос о необходимости учитывать качественные особенности вещества при определении его количества. В своей диссертации «Об отношении количества материи и веса» Ломоносов писал, что он вполне согласен с положением Ньютона, что «воздух удвоенной плотности делается учетверенным», но в то же время указывает, что не считает возможным полностью принять это положение, так как «то, что принимается как вполне справедливое для однородных тел, не будет в то же время обязательно приложимо к разнородным телам». «Нет сомнения, – пишет Ломоносов, – что в одном фунте золота материи вдвое меньше, чем в двух фунтах его же, но сомнительно, чтобы в одном фунте воды и в двух фунтах золота было то же отношение материи». В этих словах Ломоносов вполне отчетливо формулирует представление о химических единицах количества вещества, установленных в химии только через пятьдесят лет после его смерти Дальтоном и Авогадро. Задолго до Дальтона в своей диссертации «Элементы математической химии» (1741) Ломоносов указывает на постоянство состава химических соединений и формулирует общие основания закона кратных отношений: «Начало есть тело, состоящее из однородных корпускул. Смешанное тело есть то, которое состоит из двух или нескольких различных начал так соединенных между собой, что каждая отдельная его корпускула имеет такое же отношение частей начал, из которых тело состоит, как [для целых отдельных начал] имеет и все смешанное тело».

Особенно замечательно, что Ломоносов пришел и к мысли, что «корпускулы» (молекулы) разнородны и образуют разнородные тела, когда входящие в их состав «элементы» (атомы) соединены между собой различным образом. В диссертации «Элементы математической химии» Ломоносов дает такое определение корпускулы: «Корпускула есть собрание элементов в одну небольшую массу. Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом. Такого рода корпускулами являются корпускулы одинаковой массы, у которых часть подобна целому… Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел».

Только в 1829 году шведский химик Я. Берцелиус, установив, что винная и виноградная кислоты представляют собой химические соединения одинакового состава, но с различными свойствами, ввел в науку понятие изомерии, указывающее на различие в структуре молекул при одинаковом числе входящих в нее атомов. Перегруппировка атомов внутри молекулы и вызывает различие в химических и физических свойствах получаемых соединений.

Атомистическое учение пронизывает всё мировоззрение Ломоносова, является главнейшей основой его материалистического понимания действительности. Ломоносов стремится найти в совмещении и взаимодействии материальных частиц объяснение всех решительно явлений природы, представить как молекулярный и физико-химический процесс, «всех чувств действия и других чудных явлений и перемен, в натуре бывающих». Таким путем он объясняет и возникновение наших ощущений и представлений, подчиняя их воздействию внешнего, объективно существующего мира. «Жизненные соки в нервах таковым движением возвещают в голову бывающие на концах их перемены, сцепясь с прикасающимися им внешних тел частицами. Сие происходит нечувствительным временем для беспрерывного совмещения частиц по всему нерву от конца до самого мозгу», – говорил Ломоносов в своем «Слове о происхождении света» в 1756 году.

Атомно-молекулярное учение Ломоносова, хотя оно и оставалось долгое время не известным во всем своем объеме, всё же оказало заметное влияние на развитие русской теоретической мысли в области физики и химии. Четко сформулированные Ломоносовым указания на свойства и взаимодействия атомов и молекул получили дальнейшее раскрытие в трудах русских химиков Н. Н. Бекетова, Николая Соколова, Н. Н. Зимина, А. М. Бутлерова и Д. И. Менделеева, знавших о химических воззрениях Ломоносова и восхищавшихся их смелостью и глубиной.

* * *

Не только содержание лекций Ломоносова по химии, но и сам метод преподавания, стремление показывать все на опытах и вовлекать студентов в исследовательскую работу были совершенно новы и необычны. Еще в начале XIX века в большинстве университетов Европы общие курсы химии читались отвлеченно и без каких бы то ни было опытов. Юстус Либих вспоминает лекции своего учителя, довольно известного в свое время немецкого химика Кастнера, которые были так «беспорядочны и нелогичны», что «вполне походили на лавку старьевщика, набитую всяческою ученостью». Ломоносов последовательно и систематически излагал свой курс и требовал, чтобы студенты не только слушали, но и своими руками производили все операции и постепенно втягивались в самостоятельную работу. 15 апреля 1754 года он сообщал академической Конференции, что для постановки опытов с соляными растворами требуется очень много времени, поэтому он «употребил для этих трудов студентов, ходивших к нему на лекции».

Эта плодотворная деятельность Ломоносова скоро оборвалась. В 1753 году Петербургская Академия наук предложила на конкурс задачу – объяснить причины отделения золота от серебра посредством крепкой водки и притом показать способ, как бы легче и дешевле разделить эти металлы. Конкурс был повторен и в 1754 году, так как присланные диссертации не были признаны удовлетворительными. Из вновь доставленных сочинений одна работа обратила на себя внимание Ломоносова, который и высказал мнение, что она «едва ли награждения не достойна». Но мнения разошлись. Об этой же диссертации очень холодно отозвался опытный пробирер (специалист по определению количества благородных металлов в сплавах и слитках) и знаток золотоплавильного дела Шлаттер, заметивший, что «никакое в Европе место не может похвалиться приведением искусства разделения до высокой степени, кроме России». При этом, указывал Шлаттер, в России весь этот процесс обходится значительно дешевле: «фунт со всеми расходами и угаром [212]212
  Угар – в данном случае – уменьшение веса металла при его плавке или нагревании.


[Закрыть]обходится не выше 64 копеек», тогда как в немецкой земле, как видно из представленной диссертации, «за разделение с фунта по 2 ефимка [213]213
  Ефимок – равнялся З6 _1/4копейки.


[Закрыть]берется». Получалось, что присуждать премию не за что. Все же премию присудили для устранения «всякого подозрения, будто бы Академия не исполняет того, что обещает». Но присудили ее не тому, за кого стоял Ломоносов (Карлу Дахрицу), а некоему Ульриху Зальхову.

Это, в сущности, незначительное происшествие имело для Ломоносова весьма серьезное последствие, о котором он сам рассказывает в своей «Истории Академической канцелярии»: «При случае платы в награждении по задаче ста червонцев за химическую диссертацию, Ломоносов сказал в собрании профессорском, что де он, имея работу сочинения Российской истории, не чает так свободно упражняться в химии, и ежели в таком случае химик понадобится, то он рекомендует ландмедика Дахрица. Сие подхватя, Миллер записал в протокол и, согласясь с Шумахером, без дальнейшего изъяснения с Ломоносовым, скоропостижно выписали доктора Зальхова, а не того, что рекомендовал Ломоносов, который внезапно увидел, что новый химик приехал и ему отдана лаборатория и квартира. Помянутый Зальхов был после весьма жалок».

Так нечаянно-негаданно Ломоносов лишился созданной им химической лаборатории. Его поймали на слове. В докладе, посланном Разумовскому, было написано, что 18 августа 1755 года профессор Ломоносов «объявил, что за другими делами профессию химии отправлять более не в состоянии и что надлежит на его место выписать из-за моря другого химика». Началась переписка с заграницей. Вдобавок Эйлер, мнение которого так ценили в Петербурге, жестоко обманулся и отрекомендовал Зальхова «не только способным, но и образованным человеком». По словам Эйлера, Зальхов, узнав о предложении отправиться в Петербург, был страшно обрадован, «потому что у него здесь мало надежды на получение места по своей науке химии и живет он без службы». «У него только жена, и его можно было бы приобрести на недорогих условиях». Весной 1756 года он уже был в Петербурге. Этот приобретенный по дешевке безработный немецкий химик, получивший в свое ведение химическую лабораторию Ломоносова, оказался полнейшим ничтожеством и быстро привел «свою науку» к полнейшему запустению.

Ломоносову пришлось снова заниматься химическими опытами у себя дома и «на своем коште». Но Ломоносов не перестал разрабатывать важнейшие вопросы естествознания и размышлять об основных законах, управляющих природой.

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 нельзя было 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.

Западноевропейские 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 «ад 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». [214]214
  А. И. Герцен. Избранные философские сочинения, М., 1940, стр. 66.


[Закрыть]Прекрасным примером чего и являются, по его словам, невесомые, которых никто не видел и не получил «вне тел».

Герцен правильно указывал и на тлетворное влияние самого метода познания, оперирующего подобными метафизическими представлениями. «Эта метода делает страшный вред учащимся, давая им словавместо 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?..» [215]215
  А. И. Герцен. Избранные философские сочинения, М., 1940, стр. 74.


[Закрыть]

Эта метафизика иссушала науку, останавливала пытливую мысль. В ней на новый лад оживала средневековая схоластика, которую ожесточенно преследовал и отвергал могучий ум Ломоносова, где бы и в каком бы обличье ему ни привелось с ней встретиться.

В своей работе «Опыт теории упругости воздуха» Ломоносов прямо указывал на неприемлемость для него метафизических воззрений, игнорирующих движение материи. И он объявляет, что ему кажутся «более правдоподобными» гипотезы, «исходящие из законов центральных движений, ибо в них не выдается за самую причину подлежащий решению вопрос в измененных выражениях и не предлагается нечто чуждое законам движения».

Оторванные от движения невесомые «жидкости» и «флюиды» не могли иметь места в его физической системе. И Ломоносов изгоняет их отовсюду, не считаясь ни с чьим авторитетом.

Напомним, что вскоре же после своего возвращения из-за границы Ломоносов приступил к разработке своей собственной теории теплоты, резко расходившейся с господствующей в то время теорией «теплорода». Уже в диссертации «О нечувствительных частицах тел» он отчетливо сформулировал 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 сформулировал в этих словах понятие об абсолютном нуле температуры, которое вошло в науку лишь во второй половине XIX века.

Свои положения Ломоносов развил в стройную теорию в трактате «Размышления о причине теплоты и холода», представленном им в 1744 году и напечатанном после переработки на латинском языке в первом томе «Новых Комментариев» Петербургской Академии наук в 1750 году.

В этой работе Ломоносов не отступил ни от одного из своих положений, выдвинутых им в 1744 году. Он лишь точнее и строже сформулировал свои доводы, привел новые примеры и соображения в подтверждение созданной им молекулярно-кинетической теории теплоты и подверг теорию «теплорода» еще более острой и сокрушительной критике. «В наше время, – говорил 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». «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».

Стремясь ввести свою теорию теплоты в широкое обращение, Ломоносов помещает сжатое изложение ее в прибавлении ко второму изданию «Волфианской експериментальной физики», вышедшему в 1760 году.

Разгром теории «теплорода» Ломоносов считал одной из важнейших своих заслуг перед наукой. В составленном им в 1764 году «Конспекте важнейших теорем, которыми постарался обогатить естественные науки М. В. Ломоносов», он на первое место ставит свою работу «Размышления о причине теплоты и холода», где доказывает, что сила теплоты и разное напряжение ее происходят от имеющего различную скорость внутренне вращательного движения материи, преимущественно собственной, а холод – от замедленного вращения частиц.

В результате этой работы, как подчеркивает Ломоносов, «устраняется смутная идея о некоторой бродячей, беспорядочно скитающейся теплотворной материи».

«Размышления о причине теплоты и холода» Ломоносова представляли собой единственную целостную и последовательную молекулярно-кинетическую теорию теплоты на протяжении всего XVIII века, однако метафизические представления о «теплороде» прочно засели в умах западноевропейских ученых, став тормозом для развития правильного понимания тепловых процессов в природе и технике. [216]216
  До известного времени теория «теплорода» (как и «флогистона») была даже плодотворна, так как объединяла в систему различные тепловые явления. «Физика, в которой царила теория теплорода, – замечает Ф. Энгельс, – открыла ряд в высшей степени важных законов теплоты. В особенности Фурье и Сади Карно расчистили здесь путь для правильной теории, которой оставалось только перевернуть открытые ее предшественницей законы и перевести их на свой собственный язык», гак как это была, по словам Энгельса, одна из тех теорий, «в которых отражение принимается за отражаемый объект и которые нуждаются поэтому в подобном перевертывании» (Ф. Энгельс. Диалектика природы, 1948, стр. 28–29). Однако Садо Карно, по словам Энгельса, «носом наткнулся на механический эквивалент теплоты […], которого он не мог открыть и увидеть лишь потому, что верил в теплород»(там же, стр. 184).


[Закрыть]

«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.

Однако 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. Профессор Я. Г. Дорфман приводит ряд доводов, что и Лавуазье мог получить первый толчок к критике «флогистона» от знакомства с трудами Ломоносова. [217]217
  В 1777 году Лавуазье в своем мемуаре «О соединении огненной материи с испаряющимися жидкостями» ссылается на статью русского физика Рихмана, опубликованную в первом томе «Комментариев» вместе с целым рядом статей Ломоносова, в том числе и его «Рассуждением». «Невозможно себе представить, – пишет профессор Дорфман, – чтобы Лавуазье, держа в руках том «Комментариев» и просматривая статью Рихмана, не заметил работ Ломоносова» (Я. Г. Дорфман. Лавуазье, М.—Л., 1948, стр. 183).


[Закрыть]Но характерно для узости и ограниченности мировоззрения Лавуазье, что, изгоняя из химии «флогистон», он все же счел возможным почтительно поместить в самом начале своего списка неразложимых химических элементов теплоту и свет как особые виды материи.

Опираясь на свою атомно-молекулярную теорию, Ломоносов смело прокладывал новые пути в физике и химии. В доложенной им еще в феврале 1749 года диссертации «Опыт теории упругости 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. «Составляющие воздух частицы в упругое расширение расскакиваются не вступлением другой какой материи, которая бы самого воздуха была мельче, но взаимным самих на себя действием». [218]218
  Из краткого «Рассуждения о упругости воздуха», составленного Ломоносовым на русском языке для книги: «Содержание ученых рассуждений имп. Академии Наук, изданных в первом томе Новых Комментариев». СПб., 1750, стр. 62–63. Остальные цитаты по тексту «Опыта теории упругости воздуха» в переводе с латинского языка Б. Н. Меншуткина. (Ломоносов. Полное собрание сочинений. Изд. Академии наук СССР, т. II, М.– Л., 1950, стр. 106–139.)


[Закрыть]Чтобы наглядно пояснить суть этого действия, Ломоносов указывает на «волчки», которые мальчики пускают на льду. «Два одинаковых волчка, приведенные в быстрое вращательное движение, после медленного сближения и соприкосновения всегда тотчас же отскакивают».

Ломоносов развивает гениальную теорию о мгновенном и непосредственном взаимодействии частиц воздуха, обусловленном теплотой. 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, – писал Ломоносов, – что отдельные атомы воздуха в беспорядочном чередовании сталкиваются с ближайшими через нечувствительные промежутки времени, и когда одни находятся в соприкосновении, иные друг от друга отскакивают и наталкиваются на ближайшие к ним, чтобы снова отскочить; таким образом, непрерывно отталкиваемые друг от друга частыми взаимными толчками, они стремятся рассеяться во все стороны». При этом Ломоносов указывает, что «воздушные атомы действуют друг на Друга взаимным соприкосновением сильнее или слабее, в зависимости от увеличения или уменьшения степени теплоты, так что если бы было возможно, чтобы теплота воздуха вовсе исчезла, то атомы должны были бы вовсе лишиться указанного взаимодействия. А отсюда следует, что взаимодействие атомов воздуха обусловлено только теплотою».

Эта замечательная картина поведения частичек воздуха, обусловленная их тепловым состоянием, в основном совпадает с принятой лишь в середине XIX века «кинетической теорией» газов. [219]219
  Ломоносов обратил также внимание и на то, что при значительном увеличении давления объем газа уменьшается не пропорционально давлению, а как бы отстает от него (или, иными словами, что при больших давлениях отношение плотностей меньше отношения упругостей). Ломоносов объяснил это тем, что сами частицы воздуха занимают некоторый объем Только в 1864 году французский физик Дюпре снова обратил внимание на это обстоятельство, а вслед за ним в 1873 году голландский физик Ван-дер-Ваальс предложил свое объяснение, в принципе вполне отвечающее выводам Ломоносова.


[Закрыть]

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. Он пользуется всяким новым поводом для дальнейшей разработки волновавших его вопросов. 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 старых представлений об «особых свойствах» ртути, к числу которых относилась и абсолютная незамерзаемость. Ломоносов же давно был убежден, что все состояния тел зависят лишь от «изменения теплоты и стужи».

Браун охотно принял предложение Ломоносова производить опыты сообща. 26 декабря, когда мороз достиг очень большой силы (-41,3° 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 бывшия 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. От первого удара, даже до четвертого, стискивалась она без седин, а от пятого, шестого и седьмого удара появились щели… Итак перестав больше ртуть ковать, резать стал ножом, и по времени около 20 минут стала она походить на амальгаму или на тесто, и вскоре получила потерянную свою жидкость, то есть растопилась на таком великом морозе».

Результаты своих наблюдений Ломоносов и Браун доложили 6 сентября 1760 года на годичном собрании Академий наук. Браун выступил с описанием внешних условий опыта, Ломоносов взял на себя изложение теоретических вопросов. «Коллега Браун, муж в философских и физических делах весьма прилежный, весьма ученый, весьма искусный в опытах, счастливый своими удачами, говорит о замороженной им ртути; и я предлагаю свои размышления, касающиеся различного сцепления тел, обусловливающего различную твердость и жидкость их», – указывает Ломоносов в латинском наброске своей речи (которая была потом произнесена по-русски).

Ломоносов особенно подчеркивает заслуги Брауна в этом выдающемся открытии, так как желает защитить его от недобросовестных нападок и происков тех академиков-иностранцев, 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».

* * *

Создавая целостную физическую картину мира, Ломоносов не мог обойти вопроса о природе света, тем более, что оптика была его подлинной страстью. В своем «Слове о происхождении Света», произнесенном 1 июля 1756 года, Ломоносов поднимал острые и спорные вопросы физики. Он не сомневался в том, что свет представляет собой движение материи. Но на этот счет существовало два мнения: «Первое Картезиево, от Гугения подтвержденное и изъясненное; второе от Гассенда, начавшееся и Невтоновым согласием и истолкованием важность получившее. Разность обоих мнений состоит в разных движениях. В обоих поставляется тончайшая, жидкая, отнюдь неосязаемая материя. Но движение от Невтона полагается текущее и от светящихся тел, наподобие реки во все стороны разливающееся; от Картезия поставляется беспрестанно зыблюшееся без течения».

Христиан Гюйгенс (или Гугений, как его называл Ломоносов) в своем трактате «О свете», написанном в 1678 году, представлял себе передачу света на расстояние как ряд ударов в покоящиеся упругие частицы эфира, по которым и распространяется движение. По этим частицам может передаваться множество пересекающихся волн, не сливаясь и не уничтожая друг друга. Гюйгенс пояснил это наглядным примером: «Если одновременно ударить по ряду с двух противоположных концов равными шарами… то каждый из них отскочит с тою же скоростью [с какой он шел], а ряд весь останется на месте, хотя движение и прошло по всей длине его в том и другом направлении».

Ломоносов был близок к такому пониманию эфира, предполагающему наличие во всемирном пространстве сплошной упругой среды. В набросках по теории электричества он высказывает мысль, что «частички, составляющие эфир, всегда все находятся в соприкосновении с соседними наиболее близкими». Эти частички «имеют шаровидную фигуру». Свет распространяется через огромное пространство в нечувствительный момент времени. «Колеблющееся движение, коим через эфир распространяется свет, не может иначе происходить, как если одна корпускула ударит в другую корпускулу; а ударить не может, если не прикоснется».

Ломоносов защищал волновую теорию света. Но в его время как раз восторжествовала теория Ньютона. Ньютон считал, что всякое светящееся тело испускает мельчайшие частицы, или корпускулы, особой световой материи. При переходе в более плотную среду или даже приближаясь частицы должны были испытывать притяжение. При этом скорость их должна была увеличиться, а отсюда следовало, что скорость света в более плотной среде (например, в воде) должна быть больше, чем в менее плотной. Этим можно было объяснить законы преломления света; но чтобы объяснить отражение света, Ньютон должен был приписать материальной среде, принимающей свет, еще и отталкивающую силу. Ньютон считался со взглядами Гюйгенса. Он угадывал относительную справедливость и вместе с тем неполноту каждой из соперничавших теорий. Последователи Ньютона уже не сознавали внутренних противоречий отстаиваемой ими теории истечения. Волновая теория света отрицалась большинством западноевропейских ученых.

Ломоносова не ослепил авторитет Ньютона. В «Слове о происхождении Света» он приводит много доводов против теории истечения света и утверждает, что она не согласуется с законами механики и повседневным опытом. «Между известными вещами, что есть тверже алмаза? Что есть его прозрачнее? Твердость требует довольной материи и тесных скважин; прозрачность едва из материи составленному быть ему позволяет, ежели положим, что лучи простираются текущим движением Ефирной материи. Ибо от каждого пункта его поверхности и всего внутреннего тела к каждому ж пункту всея поверхности и всего ж внутреннего тела проходят лучи прямою линиею. Следовательно, во все оные стороны прямолинейные скважины внутрь всего алмаза простираются. Сие положив, алмаз не токмо должен состоять из редкой и рухлой материи, но и весь должен быть внутри тощий». Ломоносов предлагает поставить алмаз между двумя свечами, даже между множеством свечей. Лучи будут проходить беспрепятственно. Почему же при встрече световых лучей в узких скважинах ничего не происходит и нет ни малейшего «в лучах замешательства»? «Где справедливые логические заключения? Где нерушимые движения законы?» – восклицал Ломоносов. Он был убежден, что все эти затруднения и «невозможности» может устранить только волновая теория света.