IV.
Некоторыми из своих классических опытов Ломоносов надолго опередил европейских ученых, – между прочим и знаменитого Лавуазье. Так, накаливая свинец и олово в запаянных стеклянных трубках, Ломоносов убедился, что вес металлов при этом не меняется; отсюда он заключил, что обычное приращение в весе зависело вовсе не от мифического «флогистона», а от соприкосновения накаленных металлов с воздухом, который проникал в реторты вследствие недостаточной закупорки.
Но увы! Эти опыты Ломоносова прошли незамеченными. И когда, восемнадцать лет спустя, их повторил Лавуазье, он пожал лавры, по справедливости принадлежавшие Ломоносову.
Опередив свой век на много десятилетий, Ломоносов являлся ярым противником не только теории флогистона, но и господствовавших в XVIII столетии материальных теорий теплоты, света и электричества.
Особенно часто возвращался он к теории теплоты. Так, в «слове о явлениях воздушных от электрической силы происходящих», он говорит: «Я почитаю за доказанную многими доводами, по возможности, истину, что причина теплоты состоит в движении материи тел собственной, которая их составляет, которым движением все ее частицы около своих центров вертятся».
В «слове о происхождении света», он подчеркивает то же самое два раза: «Доказано мною в рассуждении о причине теплоты и стужи (т.е. холода), что теплота происходит от коловратного движения частиц, самые тела составляющих». Далее, настаивая на невозможности объяснить, помощью теплородной жидкости, нагревания тел при ковке, при химических реакциях, сохранение температуры кипения, плавления и проч., он повторяет: «Все сии затруднения, или, лучше сказать, невозможности, уничтожаются, когда положим, что теплота состоит в движении нечувствительных (т.е. неосязаемых) частиц, тела составляющих. Не нужно будет странное и непонятное теплотворной некоторой материи из тела в тело прехождение, которое не токмо не утверждено доказательствами, но ниже (т.е. даже не) ясно истолковано быть может. Коловратное движение частиц на изъяснение и доказательство всех свойств теплоты достаточно».
Вот как близко подходил Ломоносов к современной нам механической теории теплоты! Мало того. В своих работах, написанных по латыни – "Medidationes de caloris et frigoris causa" (Размышления о причинах теплоты и стужи 1750г.) и "Dissertatio de actione menstruorum chymicorum in genere" (Рассуждения о химически растворяющих жидкостях вообще, 1745г.), мы находим своего рода предчувствие учения о механическом эквиваленте теплоты. Объясняя механизм понижения температуры при растворении солей в воде, он говорит: «Когда твердые тела обращаются в жидкие, движение частиц их ускоряется; потому и частицы соли, расплываясь в воде, начинают вращаться быстрее, подчиняясь быстрейшему движению частиц воды. Если же одно тело ускоряет движение другого и передает ему часть своего движения, то это может произойти только за счет собственной скорости. Потому частицы воды утрачивают часть собственной скорости, передавая ее частицам соли. А так как движение есть источник тепла, то вода, растворяя соль, остывает».
Более чем на целое столетие опередил здесь Ломоносов свой век, потому что материальная теория тепла удержалась в науке до середины XIX столетия, когда работы Майера и Джоуля (1855...1860г.г.) нанесли ей окончательный удар. При жизни же Ломоносова его механическая теория тепла возбуждала лишь насмешки, особенно в Германии, где писались на него пасквили и сатиры.
Таково было, впрочем, отношение большинства тогдашних ученых ко всякому новаторству в науке. Ломоносову пришлось вынести много неприятных минут из-за враждебности, как его петербургских, так и заграничных коллег. Один только Эйлер всегда и везде его поддерживал. Вот отзыв великого математика о ряде работ Ломоносова:
«Все сии диссертации не токмо хороши, но и весьма превосходны, ибо он (Ломоносов) пишет о материях физических и химических весьма важных, которые поныне не знали и истолковать не могли самые остроумные люди, что он учинил с таким успехом, что я совершенно уверен о справедливости его изъяснений».
В письме к всесильному тогда Шумахеру, правителю канцелярии Петербургской Академии Наук и заклятому врагу Ломоносова, Эйлер выражается еще определеннее:
«Рассуждения г. Ломоносова об этой материи (о воздушных явлениях, происходящих от электрической силы), я прочел с величайшим удовольствием. В особенности же объяснение жестоких морозов внезапно нисходящими потоками воздуха из верхних холодных слоев атмосферы и погружением их в нижние».
V.
Будучи сам новатором, Ломоносов смело становился в ряды защитников всякой новой мысли, раз он был убежден в ее правильности. Так, в области учения о свете он явился ярым сторонником гипотезы Гюйгенса о волнообразном движении эфира; тогда эта теория еще витала в области догадок и далеко не была принята в ученом мире, который продолжал склоняться перед авторитетом Ньютона. Ломоносов, со свойственной ему решительностью, высказал свою точку зрения в «Слове о происхождении света», при чем некоторые его аргументы являлись чрезвычайно оригинальными и новыми.
Так, невозможность распространения света от солнца «во все стороны течением эфира», Ломоносов доказывал законами механики:
«Если бы кто кинул песчинку из пращи, полетела ли бы она такою скоростью, и на только далекое расстояние, как соответствующий силам руки человеческой камень? Что ж можно представить тоне и легче единой частицы, эфир составляющая? И коль ужасно расстояние от нас до солнца? И кое течение скорее мечтать себе можно, как эфира по выше помянутому мнению? И кое сопротивление сильнее может быть тягости к солнцу, которая не токмо нашу землю, но и другие большие тела к нему понуждает, совращая с прямолинейного движения? В таковых ли неудобностях можем положить происхождение света текущим эфира движением?»
Интересен также прием сопоставления света со звуком, в целях сведения к абсурду теории истечения:
«Ежели кто скажет, что свет от солнца происходит течением эфира на подобие реки: для того, что есть между тем чувствительное расстояние времени, когда свет от солнца достигает до нашего зрения; тот должен заключить подобным следствием, что воздух от звенящих гуслей течет во все стороны такою же скоростью, какою приходит голос к уху. Однако, я представляю себе скорость сильного ветра, когда воздух в одну секунду 60 футов провевает, поднимая на водах великие волны и дерева с корнями вырывая; и рассуждаю, что если бы от струн так скоро двигался проходным течением воздух, как голос: то есть больше тысячи футов в секунду, то бы от такой музыки и горы с мест своих сринуты были».
Световые колебания эфира Ломоносов называет «зыблющимися», в отличие от тепловых «коловратных» и звуковых «продольных», по направлению распространения звука. Все это изумительно совпадает с представлениями современной нам физики.
VI.
Но едва ли не наиболее важные пророческие откровения находим в химических работах Ломоносова. Здесь он провидит будущую великую роль математики («Слово о пользе химии») и совершенно ясно устанавливает принцип сохранения энергии и вещества («О жидком и твердом состоянии тел»). Последний вопрос занимал его, впрочем, давно. Так, в письме от 5 июля 1748г. Ломоносов поверяет Эйлеру свои соображения о том, что «все перемены, происходящие в природе, подчиняются одному общему закону: сколько где чего прибудет, столько же в другом месте убудет. Сколько вещества прибавится в одном теле, столько же убавится в другом». Тот же закон он распространяет и на движение: «Тело, сообщающее толчок другому телу, само утрачивает часть своего движения, и именно в той мере, в какой оно передало движение другому телу».
Да и вообще, нет такой области естествознания, которой бы не коснулся Ломоносов и где не схватил бы ее главной сути. Он строит весьма удачную теорию образования града и смерчей путем внезапного вторжения в нижние влажные слои атмосферы верхних, уплотненных холодами, масс воздуха. Он объясняет северное сияние электрическими токами, образующимися в надоблачных, сильно разреженных, пределах атмосферы. Он устанавливает классификацию землетрясений, в главных общих чертах удержавшуюся по сей день. Он намечает кинетическую теорию газов ("Tentamem theoriae de vi aeris elastica" – Опыт теории упругости воздуха).
Даже астрономия не осталась ему чуждой. Так, наблюдая (26 мая 1761г.) прохождение Венеры через диск солнца, Ломоносов пришел к выводу, что вокруг названной планеты существует атмосфера, такая же, а, может быть, даже более высокая и плотная, нежели земная.
Лишь тридцать лет спустя, Гершель пришел к тому же заключению!
Такова всеобъемлющая деятельность непонятого русского гения, сумевшего – не только в своих научных откровениях, но даже и в неизбежных ошибках – оставить неизгладимые следы великой, неустанной мысли и работы на пользу науки, о расцвете которой в родной стране он так горячо и так бескорыстно ратовал!