19 ноября 1936 г. исполняется 225 лет со дня рождения величайшего русского ученого Михаила Васильевича Ломоносова. Гениальный ум, блестяще сочетавшейся с исключительной глубиной мысли, дал Ломоносову возможность не только широко охватить и разработать все достижения науки своего времени, но и далеко предвосхитить их дальнейшее развитие.
Ломоносов был одновременно физиком, химиком, астрономом, географом, метеорологом, минералогом, металлургом, филологом, историком, философом, педагогом, поэтом, художником, экспериментатором и изобретателем. Во всех областях науки он оставил богатое наследство, к сожалению, далеко еще не оцененное и не изученное. Такие важнейшее разделы современной науки, как физическая химия, кинетическая теория материи, молекулярная физика и др., берут начало от работ Ломоносова.
Время деятельности Ломоносова — это время господства крепостного права. Отсталая Россия, конечно, не могла реализовать практически результатов работ этого крупнейшего ученого. Современники не поняли и не оценили его работ, и только теперь мы приступаем к реставрации этого ценнейшего наследия научной мысли ХVIII в.
Детство, юность и учеба
М. В. Ломоносов родился на далеком севере, в деревне Денисовка Архангельской губ., в 1711 г. Денисовка лежала на Северной Двине, против г. Холмогор, недалеко от Архангельска.
Отец Ломоносова был. зажиточным помором и занимался, главным образом, рыбными промыслами в Северной Двине и Белом море.
До 10 лет Ломоносов воспитывался в деревне.
Позже отец стал брать его с собой на рыбные промыслы. Много узнал впечатлительный мальчик во время своих странствований по морю. Ездил он до 19-летнего возраста. Зимой в связи с делами отца Ломоносов ознакомился с рядом ремесел на верфях Северной Двины и изучил соляное дело на поморских солеварнях Белого моря. Осенью возвращаясь с промыслов, все свободное время он отдавал книгам. Грамоте он научился рано.
Большую радость испытал Ломоносов, когда получил у соседа славянскую грамматику Смотрицкого и известную тогда арифметику Магницкого, которая представляла собой целую энциклопедию. Кроме арифметики, она давала сведения по физике, астрономии, географии, навигации и т. д., изложенные так, что читатель мог усваивать все без учителя. Эта книга прочитанная Ломоносовым несколько раз, ввела его в науку.
Горячее желание продолжать учебу окончательно определило решение Ломоносова уехать в Москву, где он поступил в единственное в это время в Москве учебное заведение — славяно-греко-латинскую академию при Заиконо-спасском монастыре.
Несмотря на тяжелое материальное положение, Ломоносов, занимаясь главным образом латынью, в один год прошел три низших класса. Однако успехи в учебе не доставляли Ломоносову удовлетворения, так как точные науки в этой академии не изучались. Окончив лучшим ученикам три следующих класса, Ломоносов в 1736 г. неожиданно для себя попал в Петербургский университет.
Сенат предписал ректору Заиконоспасской академии послать в Петербург 20 учеников «в науках достойных». Были отобраны 12 учеников, по словам ректора, «не последнего по нашему мнению, остроумия», и среди них как один из самых лучших Михайло Ломоносов.
Для Ломоносова неожиданно открылся совершенно новый путь к дальнейшему изучению наук. С этого времени до самой смерти его научная и общественная деятельность неразрывно связаны с Академией наук, в состав которой входил и университет.
В первом же году пребывания в университете Ломоносову чрезвычайно посчастливилось.
Освоение и изучение Сибири требовало для академических экспедиция вполне подготовленных специалистов, главным образом химиков, знающих и горное дело и металлургию. Известный саксонский металлург Генкель в ответ на просьбу начальника о присылке химика предложил Академии выделить для изучения этой специальности нескольких молодых людей. Выбор пал на Ломоносова, Виноградова и Райзера, которые в конце сентября 1736 г. и отправились в Марбургский университет для прохождения точных наук и изучения языков.
За два с половиной года Ломоносов прекрасно усвоил математику, механику, физику, химию, философию и мог уже свободно говорить и писать по-немецки. Латынь была им в совершенстве изучена еще в Заиконоспасской академии.
Пребывание в Фрейбурге, где отправленные академией студенты занимались у Генкеля металлургией и горным делом, было не особенно продолжительным.
В силу стесненных материальных обстоятельств и некоторой неудовлетворенности преподаванием отношения между Ломоносовым и его учителем ухудшились, и он самовольно покинул Фрейбург. Возвратясь в Марбург и оставшись здесь до весны, Ломоносов все свое время посвятил занятиям математикой и химией. Здесь же он обдумывал и свою известную работу «Элементы математической химии». И только весной 1741 г. по специальному предписанию Академии наук Ломоносов возвратился в Петербург.
Научная работа
Оставаясь первое время без определенных служебных занятий, молодой ученый представил в Академию наук две диссертации; кроме того, он занимался описанием минералогических коллекций, а в свободное время делал переводы для «С.-Петербургских ведомостей» и писал оды.
Вскоре Ломоносов подал в Академию заявление, в котором, ссылаясь на свои научные труды, просил произвести его в экстраординарные профессора.
В 1742 г. его назначили адъюнктом Академии по физическому классу с жалованьем в 360 руб. в год.
С самого приезда в Петербург молодой ученый настойчиво требовал для упражнения в своей химической науке создания при Академии химической лаборатории. Но его заявление осталось без результата. Причину этого, и не без основания, Ломоносов видел во враждебном отношении к нему правителя академической канцелярии Шумахера. Через год Ломоносов подал второе прошение, указывая на необходимость производства химических опытов, без которых дальнейшая разработка химии не может продвинуться вперед, и на это прошение последовал отказ.
В 1745 г. он в третий раз подал обстоятельно мотированное прошение с приложением тщательно разработанного проекта химической лаборатории. Это прошение тоже осталось без результата. Но твердо преследуя раз поставленную цель, Ломоносов в том же году подал прошение, на этот раз подписанное несколькими академиками, уже в Сенат и добился положительного разрешения вопроса.
В начале 1741 г. Ломоносов подал прошение о производстве его в профессора химии. К этому времени он имел уже ряд крупнейших работ, на оценке которых мы остановимся позднее.
Не удовлетворившись представленными работами, академическое собрание предложило Ломоносову нависать диссертацию по металлургии. Для Ломоносова это не представило труда, и в 1745 г. он и поэт Тредьяковский были назначены профессорами; это были первые русские академики.
С этого времени начался наиболее интенсивный период деятельности Ломоносова. Он написал новые диссертации «О вольном движении воздуха в рудниках», «О действии химических растворителей» и перевел «Экспериментальную физику» Хр. Вольфа, написав к ней предисловие. Впервые в русском языке появляется разработанная Ломоносовым физическая терминология. Слова «барометр», «термометр», «атмосфера» и т. д. введены в обиход Ломоносовым.
В 1746 г. Ломоносов читал лекции по физике на русском языке; в этом же году он принял активнейшее участие в создании нового университетского устава и организации плановой учебной работы. Не менее активной была и его литературная деятельность. Каждое очередное придворное событие отмечалось его одами, а в 1747 г. он выпустил «Краткое руководство к красноречию», долго служившее учебником, В том же году появилась его работа «Теория упругой силы воздуха», а несколько позднее он написал работу о составе и «рождении» селитры.
Осенью 1748 г. после большой канцелярской волокиты были, наконец, отпущены деньги на постройку химической лаборатории, и лаборатория была выстроена в соответствии с проектом Ломоносова.
Общая стоимость постройки вместе с приборами выразилась в сумме 2000 руб. Это была первая научная химическая лаборатория в России и одна из первых в Европе. В ней производились и научно-химические исследования и преподавание химии. Лаборатория состояла из трех комнат: 1) собственно лаборатории с очагом посредине, 2) комнаты для записи опытов и 3) комнаты для хранения инструментов. В этой лаборатории Ломоносов работал многие годы. Кроме специальных химических исследований, он производил исследования образцов соли, привозимых из разных мест России, делал анализы руд, составлял краски и т. д. Соляное же и рудное дело Ломоносов знал в совершенстве, и в этой области науки он оставил глубокий след. Написанное им руководство «Первые основания металлургии» имеет несомненную историческую ценность, а приложенную к этому руководству статью «О слоях земных» акад. Вернадский считает «одной из лучших работ по геологии XVIII в.». И в указанных работах и в статье «Слово о рождении металлов от трясения земли» заложено много важнейших теорий и замечаний геологического и минералогического содержания.
Экспериментальные работы Ломоносова выходили далеко за пределы его лаборатории. В организованной им мозаичной мастерской он сделал ряд ценнейших по художественному мастерству картин. Он основал стеклянную фабрику, одну из первых в России, где занимался производством и окрашиванием стекла.
Географические и химические работы
Велика роль Ломоносова и в области географии.
Освоение земель, рек и морей в XVIII в. было основным требованием развивающейся торговли, и Академия наук посылкой своих экспедиций всячески способствовала осуществлению этой задачи. Родившись на море и зная его, Ломоносов выдвинул проект отыскания морского пути в Ост-Индию Северным Ледовитым океаном. Этот проект был изложен им в сочинении «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу сибирским океаном в Восточную Индию». Здесь Ломоносов выступил пионером идеи освоения Северного морского пути, которая получила свое разрешение только при советской власти.
В статье, озаглавленной «Рассуждение о большой точности морского пути», и в другой небольшой статье по этому же вопросу, помимо ряда правильных мыслей, мы находим описание устройства ряда астрономических и физических инструментов, изобретенных самим Ломоносовым. Многие из них в дальнейшем вошли в употребление и в видоизмененной форме сохранились до наших дней.
Деятельность Ломоносова, как крупнейшего химика XVIII в., далеко еще не исследована. Наиболее ценный материал по этому вопросу дают известные работы проф. Б. Н. Меншуткина.
Большой ученый и философ-материалист Ломоносов выгодно выделялся среди ученых XVIII в. как глубокий теоретик и искусный экспериментатор. Для него не существовало отдельно теории и отдельно практики. Теоретические обобщения он делал на основе большого числа глубоко продуманных опытов. В своем предисловии к переводу экспериментальной физики Вольфа он писал, что обобщения только тогда верны, когда они «произведены бывают из надежных и много раз повторяемых опытов».
Ломоносов хорошо был знаком с грудами Ньютона, Лейбница и других крупнейших ученых XVI, XVII и начала XVIII вв. В своих экспериментальных работах он неизменно пользовался строго количественным методом, что для химии того времени, было редким и даже новым явлением.
Начиная с первых своих экспериментальных работ, он как обязательную предпосылку для «надежных и верных выводов» вводил меру и вес. Это, как мы увидим в дальнейшем, помогло ему в ряде вопросов значительно опередить науку своего времени и сделать ряд исключительных открытий, которые позднее, будучи повторены другими учеными, легли в основу современной науки.
Большой интерес представляет подход Ломоносова как химика к изучению вещества и к обобщению опытного материала. Исследование веществ требовало очищения их от примесей, и одним из первые химиков, вполне ясно понимавших это, был Ломоносов. В программе работ химика в химической лаборатории (1745 г.) он на первом месте ставит задачу «нужные и химических трудах употребительные натуральные материи сперва со всяким старением вычистить, чтобы в них никакого постороннего примесу не было, от которого в других действиях обман быть может». После этой операции, как указывал Ломоносов, необходимо разложить химические индивиды на их составные части. Эта задача в XVIII в. считалась для химии главной.
Разложение сложного тела на простые и соединение простых тел в сложные перед химиком того времени ставило вопрос: имеются ли в сложном теле простые тела, которые из него получаются при разложении, или не имеются?
Ломоносов отвечал: «Через химию известно, что в киновари есть ртуть, однако, видеть ее нельзя, даже сквозь самые лучшие микроскопы». Он ввел представление о «начале», отличающемся по его мнению от простого тела. Это ломоносовское «начало» мы называем теперь химическим элементом.
Применение количественного метода в химических работах позволило Ломоносову сделать крупнейшие научные обобщения. Он нашел и научно обосновал, что общий вес вещества при любых химических превращениях не изменяется. Это великое открытие впоследствии легло в основу всей научной химии, автор же его Ломоносов историками химии был забыт.
Опыты с разложением тел привели Ломоносова к изучению химического изменения вещества, и он одним из первых вводит в химию атомное учение, и приходит к заключению, что все изменения вещества происходят исключительно от движения невидимых для глаза мельчайших частиц — корпускул и элементов. Их движение по его мнению подчиняется законам математики и механики. В своих «Элементах математической химии» (1741 г.) он пишет: «Элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других, меньших тел, различных между собою. Корпускула — собрание элементов в одну незначительную массу. Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом. Корпускулы разнородны, когда элементы их различны и соединены разным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел». Заменив слово «элемент» словом «атом», а «корпускула» словом «молекула», мы имеем атомное учение, в общей форме близкое к современному.
Учение Ломоносова не оказало никакого влияния на развитие химии. Записи его по этому вопросу впервые были опубликованы проф. Меншуткиным только в 1904 г. Полное же собрание физико-химических работ Ломоносова вышло лишь в 1934 г.
Исключительное значение имеют труды Ломоносова в деле создания физической химии. Он по праву может считаться одним из основателей этой важнейшей дисциплины. Новатором он может считаться и в области учения о растворах.
Интересно отменить борьбу Ломоносова с господствовавшей тогда в химии теорией флогистона. Уже в своих ранних диссертациях Ломоносов доказывал, что при горение тело становится тяжелее, так как оно присоединяет частицы воздуха.
Тщательные опытные исследования привели его к важнейшему выводу, впоследствии сформулированному и экспериментально обоснованному Лавуазье, — к закону сохранения массы. Вот подлинные слова Ломоносова: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому. Tак, ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте...»
Работы по физике и астрономии
В области физики Ломоносов тоже оставил ряд интереснейших работ. Физику он не отделял от химии и разрабатывал ее и теоретически и экспериментально.
Вся работа Ломоносова в области физики и химии проникнута единой молекулярной теорией, которая им тщательно разрабатывалась. У Ломоносова находим и мысли о законе сохранения и превращения энергии, открытом в середине XIX в. Робертом Майером.
Из всех существовавших тогда разделов физики наиболее полно были изучены Ломоносовым тепловые явления, и здесь он правильно применил закон сохранения энергии. В «Элементах математической химии» Ломоносов говорит, что «все изменения тел проходят путем движения», а в «Рассуждениях о причине теплоты и стужи» он утверждает, что «теплота состоит во внутреннем движений частиц»; далее, объясняя движение этих частиц, он пишет: «Сколько движения убывает у одних, столько же прибывает у других, поэтому первое тело, нагревая второе, само охлаждается».
Принятое учеными XVIII в. толкование теплоты как жидкости (теплорода) Ломоносов отвергал. И здесь, как и в других областях, он опередил науку своего времени на 100 лет.
В упомянутой выше работе и в ряде других Ломоносов уже ясно выражал идею кинетической теории теплоты, — идею, которая свое развитие получила только в середине XIX в. Не останавливаясь на ряде отдельных положений, являющихся предвосхищением позднейших научных открытий, укажем лишь на одно из следствий этой теорией, отмеченное Ломоносовым, а именно — на вывод о «наибольшем градусе холода», т. е. выражаясь современным языком, об абсолютном нуле. Этот вывод делается Ломоносовым чрезвычайно ясно, и в разработке его он с гениальной прозорливостью более чем на 100 лет опередил свое время.
Забытыми оказались также исключительные по своей научной значимости предвидения Ломоносова о втором принципе термодинамики. В цитированной выше работе о теплоте он развивал мысль, что теплота не может сама собой перейти от холодного тела к теплому, а это по существу и есть одно из выражений второго принципа термодинамики.
Изучая газы и занимаясь разработкой кинетической теории, Ломоносов обнаружил неточность закона Мариотта о соотношении объема и давления и высказал мысль, которая, спустя целое столетие, получила разработку в специальных исследованиях Ван-дер-Ваальса.
Ряд интереснейших идей высказал Ломоносов в области учения об электричестве и теории света. В настоящее время мысли эти в известной части устарели, но для того времени они представляли прогрессивное явления. Зная об опытах Франклина и проведя ряд опытов самостоятельно, Ломоносов разработал теорию атмосферного электричества, которая по своей полноте и глубине явилась одной из интереснейших в этой области. Ломоносов не признавал световой, электрической и магнитной «жидкостей», так же как не признавал и теплорода. В своем «Слове о происхождении света» (1756 г.) он твердо стоит на почве эфирной гипотезы. В этой же работе он подвергает критике ньютоновскую теорию истечения света и, находясь под очевидным влиянием крупнейшего философа XVII в. Декарта, создает свою теорию цветов. Движением эфира он объясняет и электрические явления.
В области астрономии Ломоносов оставил ряд работ и несколько остроумных изобретений. Он усовершенствовал зеркальный телескоп Ньютона, сделав то приспособление, которое спустя 24 года после его смерти осуществил крупнейший астроном Гершель.
Без рассмотрения оставляем мы деятельность Ломоносова в области литературы и истории русского языка, что тоже представляет несомненный интерес.
***
Умер Ломоносов 4 апреля 1765 г. Выходец из народа, глубоко веривший в творческие силы его, Ломоносов писал:
«Дерзайте, ныне ободренны,
Раченьем вашим показать,
Что может собственных Платонов
И быстрых разумам Невтонов
Российская земля рождать».
Но Ломоносов ошибся почти на 200 лет. «Российские» таланты увядали прежде, чем успевали расцвести. По выражению В. И. Ленина их капитализм мял, давил, душил тысячами и миллионами».
Ломоносов, по выражению проф. Б. Н. Меншуткина, явился «самым ярким метеором, внезапно осветившим на несколько мгновений темную ночь крепостной России и бесследно исчезнувшим». Его гениальное творчество, создавшее новые науки и новые направления в науке, было не нужно дворянам и помещикам. Они интересовались Ломоносовым только как литератором и поэтам. И только в нашем великом Союзе мы впервые реализуем великое научное наследие Ломоносова, ибо пролетариат и трудящиеся массы, руководимые партией Ленина — Сталина, являются единственным законным наследником всего лучшего в культуре прошлого.
Ленинград
27/IX 1936
