ГЛАВА 2 Научная деятельность

Введение

Актуальность обращения к теме обусловлена тем, что Михаил Васильевич Ломоносов является одним из великих учёных, которого без сомнений можно поставить на одно из первых мест среди разносторонне одаренных людей в истории человечества.

Оптика и теплота, электричество и тяготение, метеорология и искусство, география и металлургия, история и химия, философия и литература, геология и астрономия—вот те области, в которых Ломоносов оставил свои след. А. С. Пушкин писал, что, “соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей”.

В то время, когда родился М. В. Ломоносов, в Российском государстве существовало всего лишь два высших учебных заведения - славяно-греко-латинская академия в Москве и Киевская духовная академия. Однако требования высших кругов общества не позволяли людям из низших сословий научиться более существенному, кроме как читать и писать, по традиции крестьянину заниматься науками считалось пустым и ненужным занятием.

Поэтому случай с Михаила Васильевича Ломоносова можно считать уникальным.

Цель работы: ознакомиться с творчеством, великими открытиями М. В. Ломоносова, уяснить его место и роль в науке.

В соответствии с этой целью сформулированы следующие задачи:

- изучить биографию Михаила Васильевича Ломоносова;

- ознакомиться с основными открытиями и этапами научной деятельности;

Реализация этих задач потребовала изучения соответствующей литературы.

 

Глава 1. Биография

Детские годы

О первых годах жизни Ломоносова имеются крайне скудные сведения. Он родился 8 ноября 1711 года, в деревне Мишанинской Куростровской волости Двинского уезда Архангельской губернии в довольно зажиточной семье крестьянина-помора Василия Дорофеича и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор Елены Ивановны (урождённой Сивковой) Ломоносовых. Отец, по отзыву сына, был по натуре человек добрый, но «в крайнем невежестве воспитанный». Мать Ломоносова умерла очень рано, когда Ломоносову было девять лет. В 1721 отец женился на Федоре Михайловне Усковой, дочери крестьянина соседней Ухтостровской волости. Летом 1724 года она умерла. Через несколько месяцев, возвратившись с промыслов, отец женился в третий раз на вдове Ирине Семёновне (в девичестве Корельской). Для тринадцатилетнего Ломоносова третья жена отца оказалась «злой и завистливой мачехой».

Деревня Мишанская, позже слившаяся с деревней Денисовкой, находилась на Курострове, против города Холмогоры, на одном из девяти островов дельты Северной Двины, примерно в 140 км от места её впадения в Белое море. С давних времён эти острова были густо заселены. Здесь имелись хорошие пахотные земли, богатые выгоны для скота, а главное — открытый выход в море.

Упоминание о поморской семье Ломоносовых восходит к XVI веку, ко временам Ивана Грозного. Дед будущего учёного, Дорофей Леонтьевич, его отец, Василий Дорофеевич, и многие родственники были жителями Курострова. Как и большинство куростровских крестьян-поморов, они занимались хлебопашеством, но их основным делом были рыбная ловля и зверобойный промысел.

В начале XVIII века семья Ломоносовых имела средний достаток. Она располагала сравнительно крупным земельным наделом — около 67 сажен, но главным источником благосостояния являлся морской промысел.

Плавания в суровых северных морях были нелёгким делом. Поморы объединялись в артели. Почти все Ломоносовы деревни Мишанинской до начала 20-х годов XVIII века жили одной семьёй, мужчины сообща выходили в море. Семья Ломоносовых принадлежала к опытным мореходам. Документы свидетельствуют, что ещё в 1710 Лука Ломоносов, двоюродный дед будущего учёного, был кормщиком — старшим в промысловой артели. А это значит, что он хорошо знал морские пути, умел управлять судами, то есть знал навигационное дело. В 1722 отец Ломоносова, Василий Дорофеевич, получил 34 сажени пашни, построил собственный дом и стал жить самостоятельно, по-прежнему занимаясь в основном морским промыслом. Позже, в 1753, Ломоносов писал, что отец «довольство кровавым по́том нажил».

Лучшими моментами в детстве Ломоносова были, по-видимому, его поездки с отцом в море, оставившие в его душе неизгладимый след. Ломоносов начал помогать отцу с десяти лет. Они отправлялись на промыслы ранней весной и возвращались поздней осенью. Вместе с отцом Ломоносов ходил как в дальние плавания — в Северный Ледовитый океан — к Новой Земле и Шпицбергену, так и в ближние — до Соловецких островов. Нередкие опасности плавания закаляли физические силы юноши и обогащали его ум разнообразными наблюдениями. Влияние природы русского севера легко усмотреть не только в языке Ломоносова, но и в его научных интересах: «вопросы северного сияния, холода и тепла, морских путешествий, морского льда, отражения морской жизни на суше — всё это уходит далеко вглубь, в первые впечатления молодого помора»... (Вернадский «Ломоносовский Сборник», II, 144). Его окружали предания о великих делах Петра Великого, которых и доселе немало сохранилось на севере.

Ещё от матери Ломоносов научился читать и получил охоту к чтению; позднее она, по-видимому, была поддержана в нём поморами-старообрядцами. Рано, по-видимому, зародилось в Ломоносове сознание необходимости «науки», знания. «Вратами учёности» для него делаются откуда-то добытые им книги: «Грамматика» Смотрицкого, «Арифметика» Магницкого, «Стихотворная Псалтырь» Симеона Полоцкого. В четырнадцать лет юный помор грамотно и чётко писал. Жизнь Ломоносова в родном доме делалась невыносимой, наполненной постоянными ссорами с мачехой. И чем шире становились интересы юноши, тем безысходнее казалась ему окружающая действительность. Особенно ожесточала мачеху страсть Ломоносова к книгам.

Страсть к знаниям, тяжёлая обстановка в семье заставили Ломоносова принять решение — оставить родной дом и отправиться в Москву.

Годы, проведённые Ломоносовым в Поморье, сыграли большую роль в формировании его мировоззрения, наложили свой отпечаток на интересы и стремления юноши, в значительной степени определили направление его дальнейшего творчества.

Пешком в Москву

В Москву Ломоносов ушёл с ведома отца, произошло это в конце 1730 года; один из местных крестьян поручился даже во взносе за него податей; но, по-видимому, отец отпустил его лишь на короткое время, почему он потом и числился «в бегах». Уход из дома Ломоносов тщательно продумал. Он узнал, что только в трёх городах России — в Москве, Киеве и Петербурге — можно овладеть высшими науками. Свой выбор он остановил на Москве. Ломоносова ожидала долгая и нелёгкая зимняя дорога. Преодолев весь путь за три недели, Ломоносов в начале января 1731 года прибыл в Москву.

В «Спасские школы», то есть в Московскую славяно-греко-латинскую академию, Ломоносов вступил в 1731 и пробыл там около 5 лет. Никто не ожидал в Москве юношу с далёкого Севера. Из дошедшего до нас письма Ломоносова к И. И. Шувалову видно, какие физические лишения, какую душевную борьбу пришлось выдержать Ломоносову за время пребывания его в академии. Позже Ломоносов вспоминал: «Школьники, малые ребята, кричат и перстами указывают: смотрите-де, какой болван лет в двадцать пришёл латыни учиться».

В научном отношении пребывание в академии принесло ему немалую пользу: он не только приобрёл вкус вообще к научным занятиям, но изучил латинский язык, ознакомился и вообще с тогдашней «наукой», хотя и в обычной для того времени схоластической форме разных «пиитик», «риторик» и «философий».

Удивительная целеустремлённость была присуща Ломоносову. В то время как многие его товарищи по Спасским школам свободные от занятий часы проводили беззаботно, он читал летописи, книги духовного и светского содержания в библиотеке Заиконоспасского монастыря.

Петербургская Академия

Михаил Васильевич Ломоносов прибыл в Петербургскую Российскую Императорскую Академию Наук, когда она вступила во второе десятилетие своей деятельности. Это было уже сложившееся научное учреждение, которое имело большой для того времени штат сотрудников. В Академии были представлены все ведущие научные дисциплины того времени.

Несмотря на длительную переписку по поводу приезда из Москвы новых студентов, Академия Наук не позаботилась об их устройстве. В первые дни пребывания в Петербурге Ломоносов и его товарищи поселились при самой Академии Наук, а в конце 1736 года переехали на жительство в снятое Академией каменное здание новгородской епархии на 1-й линии Васильевского острова около Невы. Здесь Ломоносов прожил почти полгода до отъезда в Германию. По отчётам о расходах за февраль-апрель 1736 года, затраченных на нужды 12 студентов, можно представить их скромный быт в Петербурге. Для них были куплены простые деревянные кровати с тюфяками, по одному маленькому столу и стулу, на всех три платяных и три книжных шкафа. Им были выданы необходимые одежда, обувь, бельё и т. д.

Первое время положение Ломоносова и его товарищей в Петербургской Академии Наук было весьма неопределённым: они не были зачислены ни в Гимназию, ни в Университет. Различный уровень знаний учеников Спасских школ не позволял создать единый класс Академического университета. Одним из существенных пробелов в их образовании было то, что они не знали немецкого языка, столь распространённого в то время в Академии. Поэтому их занятия начались с изучения немецкого языка, которому их обучал ежедневно учитель Христиан Герман.

Несмотря на тяжёлые условия жизни, любознательный помор с первых дней прибытия в Академию проявил огромный интерес к наукам. Под руководством Адодурова он начал изучать математику, у профессора Г. В. Крафта знакомился с экспериментальной физикой, самостоятельно изучал стихосложение. По свидетельству ранних биографов, в течение этого довольно непродолжительного периода обучения в Петербургской академии Ломоносов «слушал начальные основания философии и математики и прилежал к тому с крайнею охотою, упражняясь между тем и в стихотворении, но из сих последних его трудов ничего в печать не вышло. Отменную оказал склонность к экспериментальной физике, химии и минералогии».

В 1735 году в Академии было создано Российское собрание для разработки основ русского языка. Ломоносов, получив в Славяно-греко-латинской академии достаточно хорошую подготовку в области грамматики и стихосложения, вероятно, интересовался занятиями Российского собрания.

Серьёзное отношение Ломоносова к научным занятиям выделяло его из общей массы воспитанников Спасских школ, прибывших в Петербург. В Академии Наук любознательный и трудолюбивый помор, приобщаясь к новой науке, ощутил современный подход к исследованиям, ничего общего не имевшим со средневековой схоластикой, процветавшей в Славяно-греко-латинской академии. В кабинетах и мастерских Академии Наук Ломоносов мог видеть новейшие приборы и инструменты для проведения исследований, в академической лавке познакомиться с только что изданными книгами и журналами.

Ломоносов за границей

Счастливым фактом ранней жизни Ломоносова был вызов со стороны Академии Наук 12 способных учеников «Спасских школ». В 1736 трое из них, в том числе Ломоносов, были отправлены Академией Наук в Германию, для обучения математике, физике, философии, химии и металлургии. За границей Ломоносов пробыл пять лет: около 3 лет в Марбурге, под руководством знаменитого Вольфа, и около года в Фрейберге, у Геннеля; около года провел он в переездах, был в Голландии. Из Германии Ломоносов вынес не только обширные познания в области математики, физики, химии, горном деле, но в значительной степени и общую формулировку всего своего мировоззрения. На лекциях Вольфа Ломоносов мог выработать свои взгляды в области тогдашнего так называемого естественного права, в вопросах, касающихся государства [2]. Еще одно обстоятельство оказалось благоприятным для Ломоносова.

В марте 1736 президент Академии Наук Корф представил правительству два списка учеников, для отправки обучаться в Германии горному делу. Ощущалась острая необходимость в специалистах горного дела. И трое наиболее подготовленных студентов были отправлены за границу для обучения горному делу и для прохождения общего курса наук [1]. «Учёный горный физик» Генкель заверял, что проучившись год или полтора, эти молодые люди «по возвращении на родину смогут сами обучать других». В первом списке Корф назвал тех, кто знал немецкий и латинский, во втором — только латинский. В последнем списке значился Ломоносов. Корф сообщал, что в Германию могут быть посланы:

1. Густав Ульрих Райзер, советника Берг-коллегии сын, имеет от роду семнадцать лет.

2. Дмитрий Виноградов, попович из Суздаля, шестнадцати лет.

3. Михайло Ломоносов, крестьянский сын из Архангелогородской губернии Двинского уезда Куростровской волости, двадцати двух лет.

Вероятно, способности Ломоносова были настолько очевидны, что правительство и руководство Академии не смутило его крестьянское происхождение.

17 марта 1736 правительство одобрило кандидатуры трёх студентов, представленных Корфом, и назначило им содержание — 1200 рублей в год. 3 ноября 1736 трое русских студентов прибыли в Марбург.

Ломоносов и его коллеги, прибыв в Марбург, явились к Вольфу — видному математику и выдающемуся педагогу — с рекомендательным письмом, в котором президент Петербургской Академии Наук представлял русских студентов, направленных в Германию, чтобы «усовершенствоваться за границей в металлургии и прочих науках». Президент писал Вольфу: «Инструкция их покажет Вам, что они обязаны делать, а в самом непродолжительном времени я сам буду иметь честь уведомить Вас обо всём остальном». Вольф с большой ответственностью отнёсся к устройству прибывших к нему из Петербурга студентов, а также принял участие в обсуждении их программы занятий.

Свои занятия Ломоносов в Марбурге начал с обучения «первоначальным основаниям арифметики и геометрии» и с изучения немецкого языка[1]. Официально Ломоносов и его товарищи были зачислены в Марбургский университет 6 ноября 1736 года, и их фамилии были внесены в университетскую книгу за подписью проректора И. К. Санторока. С помощью Вольфа они быстро приобщились к занятиям: с января 1737 года начали слушать курс теоретической химии профессора Дуйзинга, а затем лекции Вольфа по механике, гидростатике, аэрометрии, гидравлике, теоретической физике. С мая наряду с изучением немецкого языка Ломоносов стал брать уроки французского, рисования, танцев и фехтования. Прошло менее года пребывания русских студентов в Марбургском университете, а успехи их в изучении различных дисциплин были весьма значительны.

В период обучения в Марбургском университете Ломоносов начал собирать свою первую библиотеку, потратив весьма значительную часть выдававшихся ему денег на приобретение книг.

1737—1738 годы Ломоносов посвятил занятиям различными науками. Доказательством успехов русского студента в изучении естествознания служит его первая студенческая работа по физике «О превращении твёрдого тела в жидкое, в зависимости от движения предшествующей жидкости». Ломоносов проявил в ней большую самостоятельность — стремился опереться на данные опытов.

Весной 1739 года Ломоносов представил ещё одну работу — «Физическую диссертацию о различии смешанных тел, состоящих в сцеплении корпускул», в которой впервые рассматривались вопросы о строении материи и намечались контуры новой корпускулярной физики и химии.

Изучение естественных наук Ломоносов успешно сочетал с литературными занятиями. В Марбурге он познакомился с новейшей немецкой литературой. Ломоносов занимался с увлечением не только теоретическим изучением западноевропейской литературы, но практической работой над стихотворными переводами.

Жизнь Ломоносова и его товарищей за границей осложнялась из-за неурядиц с пересылкой денег на их содержание и обучение. Средства от Академии Наук поступали нерегулярно, и русским студентам приходилось жить в долг.

К началу 1739 года Ломоносов и его товарищи завершили своё обучение в Марбурге. Вскоре из Петербурга пришло предписание готовиться к отъезду во Фрейберг к Генкелю для изучения металлургии и горного дела.

Пять дней потребовалось русским студентам на дорогу до Фрейберга. 14 июля 1739 года они прибыли в этот старейший горнозаводской центр Саксонии.

После относительно независимой и свободной университетской жизни в Марбурге русские студенты попали в полное подчинение к строгому и педантичному Генкелю. Обучение Генкель начал с занятий минералогией и металлургией. Преподавание строилось в основном на практических занятиях: посещение рудников и металлургических заводов сопровождалось объяснениями производственных процессов. Здесь Ломоносов познакомился с устройством рудников, способами укрепления шахт, подъёмными машинами. Позднее, в своей книге «Первые основания металлургии, или рудных дел», Ломоносов широко использовал знания и опыт, приобретённый во Фрейберге.

Гордостью Генкеля была его химическая лаборатория. В то время даже многие высшие учебные заведения не имели собственных лабораторий. Эта лаборатория служила учебной, производственной и экспериментальной базой. Вероятно, Ломоносов оценил значение экспериментальной базы для исследовательской работы. Вот почему по возвращении в Россию он упорно добивался постройки химической лаборатории при Академии Наук.

Недостатком Генкеля было то, что он, сосредотачивая основное внимание на практических занятиях, не давал возможности своим ученикам размышлять над теоретическими проблемами. Он не поддерживал в учениках энтузиазма исследователей.

Первые четыре месяца жизни русских студентов во Фрейберге прошли без особых инцидентов; их взаимоотношения с Генкелем были вполне нормальными. Но в конце 1739 года между студентами и Генкелем начались трения, которые затем переросли в острый конфликт. Основной причиной столкновений являлась нерегулярная отправка из Петербурга средств на содержание студентов. Тяжёлые условия жизни, мелочная опека, постоянная слежка даже за его перепиской — всё это тяготило молодого помора, которыё уже имел собственное сложившееся мировоззрение. Исподволь накапливалась неприязнь учителя и ученика друг к другу.

Первая серьёзная ссора разразилась в конце декабря 1739 года. Поводом послужил отказ Ломоносова выполнить черновую работу, которую ему поручил Генкель. Горячая натура русского помора восстала против педантизма немецкого учёного. Весной, когда Ломоносов и его коллеги после очередного скандала пришли просить денег на своё содержание, Генкель им отказал. Отношения оказались окончательно испорчены. Кроме того, Ломоносов считал, что ему уже нечему учиться во Фрейберге.

В начале мая 1740 года Ломоносов, оставив некоторые свои книги товарищам и захватив с собой небольшие пробирные весы с гирьками, навсегда покинул Фрейберг. Ломоносов рассчитывал с помощью барона Кейзерлинга, русского посланника, уехать в Россию. Но прибыв в Лейпциг, где, по его расчётам, должен был находиться посланник, Ломоносов не застал его там. С этого момента для Ломоносова началась полная скитаний жизнь, которая продолжалась больше года. Вернувшись на некоторое время в Марбург, он женился на Елизавете Цильх, дочери хозяйки дома, в котором он проживал.

В конце 1741 года Ломоносов смог вернуться в Петербург [2].

Труды в Академии наук

За время отсутствия Ломоносова в Академии сменилось два президента, и к середине 1741 года Академия так и не имела руководителя. Число профессоров заметно сократилось, многие кафедры пустовали, росли денежные долги Академии.

10 июня 1741 году Ломоносов был направлен к профессору ботаники и естественной истории И. Амману для изучения естествознания. Этот профессор был всего на четыре года старше Ломоносова. Ломоносов под руководством Аммана приступил к составлению Каталога собраний минералов и окаменелостей Минерального кабинета Кунсткамеры. Ломоносов быстро справился с этой задачей. Это явилось важной работой Ломоносова, одним из первых его научных трудов [2]. В 1745 году Ломоносов был избран в число академиков, стал первым русским профессором химии в университете.

В 1745 году он хлопочет о разрешении читать публичные лекции на русском языке; в 1746 году — о наборе студентов из семинарий, об умножении переводных книг, о практическом приложении естественных наук. В то же время Ломоносов усиленно ведет свои занятия в области минералогии, физики и химии, печатает на латинском языке длинный ряд научных трактатов.

В 1748 году он создаёт первую русскую химическую лабораторию, помогает Ломоносову в этом его близкий друг Г. Рихман - русский физик, занимавшийся работами по электричеству. В 1748 году при Академии возникают Исторический Департамент и Историческое Собрание, в заседаниях которого Ломоносов вскоре начинает вести борьбу с Миллером, обвиняя его в умышленном принижении в научных исследованиях русского народа. Он представляет ряд записок и проектов с целью «приведения Академии Наук в доброе состояние», усиленно проводя мысль о «недоброхотстве ученых иноземцев к русскому юношеству», к его обучению. В 1749 году, в торжественном собрании Академии Наук, Ломоносов произносит «Слово похвальное императрице Елизавете Петровне», имевшее большой успех; с этого времени Ломоносов начинает пользоваться большим вниманием при дворе. Он сближается с любимцем Елизаветы И. И. Шуваловым, что создает ему массу завистников, во главе которых стоит Шумахер.

При близких отношениях к Шувалову козни Шумахера делаются для Ломоносова не страшными; он приобретает и в Академии большое влияние. Под влиянием Ломоносова совершается в 1755 году открытие Московского университета, для которого он составляет первоначальный проект, основываясь на «учреждениях, узаконениях, обрядах и обыкновениях» иностранных университетов. Ещё раньше, в 1753 году, Ломоносову, при помощи Шувалова, удается устроить фабрику мозаики. В том же году Ломоносов хлопочет об устройстве опытов над электричеством, о пенсии семье несчастного профессора Рихмана, которого убило молнией; особенно озабочен Ломоносов тем, чтобы «сей случай (смерть Рихмана во время физических опытов) не был протолкован противу приращения наук».

В 1756 году Ломоносов отстаивает против Миллера права низшего русского сословия на образование в гимназии и университете. В 1759 году он занят устройством гимназии и составлением устава для неё и университета при Академии, при чём опять всеми силами отстаивает права низших сословий на образование, возражая на раздававшиеся вокруг него голоса: «куда с учеными людьми?». Ученые люди — доказывает Ломоносов, — нужны «для Сибири, для горных дел, фабрик, сохранения народа, архитектуры, правосудия, исправления нравов, купечества, единства чистые веры, земледельства и предзнания погод, военного дела, хода севером и сообщения с ориентом». В то же время идут занятия Ломоносова по Географическому Департаменту; под влиянием его сочинения «О северном ходу в Ост-Индию Сибирским океаном» в 1764 году снаряжается экспедиция в Сибирь.

Место захоронения Ломоносова в Александро-Невской лавре

Среди этих неустанных трудов Ломоносов умирает, 4 апреля 1765 года. Незадолго до смерти Ломоносова посетила императрица Екатерина II, «чем подать благоволила новое Высочайшее уверение о истинном люблении и попечении своем о науках и художествах в отечестве» («Санкт-Петербургские Ведомости», 1764). В конце жизни Ломоносов был избран почетным членом Стокгольмской и Болонской академий наук. Ломоносов похоронен в Александро-Невской лавре. Надгробие М. В. Ломоносова — мраморная стела с латинской и русской эпитафией и аллегорическим рельефом. Мастер Ф. Медико (Каррара) по эскизу Я. Штелина, 1760-е годы. Семейная жизнь Ломоносова была, по-видимому, довольно спокойной. Из детей после Ломоносова осталась лишь дочь Елена, вышедшая замуж за Константинова, сына брянского священника. Её потомки, как и потомство сестры Ломоносова, в Архангельской губернии, живут и в наше время.

 

ГЛАВА 2 Научная деятельность

М. В. Ломоносов занимался самыми различными науками и отраслями знаний: горной металлургией, физикой и химией, историей и географией, риторикой и геологией, демографией, декоративно-прикладным искусством и астрономией.

В 40-е-60-е годы XVIII века М. В. Ломоносов пишет работы по горной металлургии - «Первые основания металлургии или рудных дел», «О вольном движении воздуха в рудниках примеченном», по физике и химии - «Элементы математической химии», «Размышления о философских началах физико-химического соответствия серебра и ртути», «Рассуждение о катоприно-диолтрическом зажигательном инструменте», «276 заметок по физике и корпускулярной философии», «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств», «Заметки о тяжести тел», «О сцеплении и расположении физических монад», «О действии химических растворителей вообще», «Размышления о причине теплоты и холода», «О металлическом блеске», «Об отношении количества материи и веса», «О тяжести тел и об известности первичного движения», «О составляющих природные тела нечувствительных физических частицах», «Диссертация о селитре», «Опыт теории упругости тела», «Рассуждения о твердости и жидкости тел», «Введение в истинную физическую химию», «Слово о происхождении света», «Слово о явлениях воздушных», «Об отношении массы и веса», «Теория электричества, изложенная математически», по истории и географии - «Древняя российская история от начала российского народа до кончины великого князя Ярослава Первого, до 1054 года», «Рассуждения о большей точности морского пути», «Краткое описание путешествий разных по северным морям и возможного проходу из Сибирского океана в Восточную Индию», «О морозе, случившемся после теплой погоды», «Рассуждение о происхождении ледяных гор в северных морях», по риторике и геологии - «Риторика», «Краткое руководство к красноречию», «Слово о рождении металлов от трясения земли», «О слоях земных», по демографии - «О размножении и сохранении российского народа», по декоративно-прикладному искусству и астрономии - мозаический портрет «Петр Великий», мозаика «Полтавская баталия», «Явление Венеры на солнце». Кроме этого М. В. Ломоносов переводил книги с иностранных языков, читал лекции, проводил бесчисленные эксперименты.

Свыше 46-ти работ - таков творческий итог его деятельности. Российская наука получила благодаря этому великому ученому поистине термоядерный импульс.

Молекулярно-кинетическая теория тепла

Первыми научными трудами Ломоносова были сочинения, посылаемые им из Германии в Академию Наук в качестве отчета о своих научных занятиях. “Работу по физике о превращении твёрдого тела в жидкое, зависящем от движения имеющейся налицо жидкости”(1738г.), “О различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул”(1739г.). В Марбурге же Ломоносов начал большое сочинение “Элементы математической химии”(1741г.), которое осталось незаконченным, как и многие другие работы по физике и химии.

В этих работах Ломоносов разработал корпускулярную теорию строения вещества, проник в тайны его строения. Ломоносов впервые разграничил понятие атома “элемента” и молекулы “корпускулы”, но лишь в XIX веке это его предвидение нашло окончательное признание - английский учёный Джон Дальтон продолжил его учение, что привело к созданию химической атомистики. Эти первые работы Ломоносова предопределяют дальнейший ход развития его научных воззрений.

Концепция атома возникла впервые в Древней Греции в 5-3 в.в. до н.э. - древнегреческие философы Демокрит, Эпикур высказывали мысль, что все тела в окружающем нас мире состоят из мельчайших неделимых частиц, “кирпичиков”, вещества (“атом”- по-гречески “неделимый”). “Корпускула (по Ломоносову) - есть собрание элементов в одну небольшую массу”.

Химия XVII в. ещё не освободилась от алхимических представлений; алхимики преследовали мистические цели - искали средства превращения обычных веществ в благородные металлы, создания удивительного вещества - “философского камня”, но им принадлежат и практические цели: изготовление различных лекарств для лечения людей. Ломоносов начинал свой научный путь в эпоху становления химии как науки, хотя с различными химическими превращениями человек имел дело ещё в древние времена.

В середине XVIII века в европейской науке господствовала теория теплорода, впервые выдвинутая Робертом Бойлем. В основе этой теории лежало представление о некой огненной (или, как вариант, холодообразующей) материи, посредством которой распространяется и передается тепло, а также огонь.

Ломоносов обращает внимание ученого сообщества, что ни расширение тел по мере нагрева, ни увеличение веса при обжиге, ни фокусировка солнечных лучей линзой не могут быть качественно объяснены теорией теплорода. Связь тепловых явлений с изменениями массы отчасти и породили представление, что масса увеличивается вследствие того, что материальный теплород проникает в поры тел и остается там. Но, спрашивает Ломоносов, почему при охлаждении тела теплород остаётся, а сила тепла теряется?

Опровергая одну теорию, Ломоносов предлагает другую, в которой с помощью бритвы Оккама он отсекает лишнее понятие теплорода. Вот логические выводы Ломоносова, по которым, «достаточное основание теплоты заключается»:

«в движении какой-то материи» — так как «при прекращении движения уменьшается и теплота», а «движение не может произойти без материи»;

«во внутреннем движении материи», так как недоступно чувствам;

«во внутреннем движении собственной материи» тел, то есть «не посторонней»;

«во вращательном движении частиц собственной материи тел», так как «существуют весьма горячие тела без» двух других видов движения «внутреннего поступательного и колебательного», напр. раскаленный камень покоится (нет поступательного движения) и не плавится (нет колебательного движения частиц).

«Таким образом, мы доказали a priori и подтвердили a posteriori, что причиною теплоты является внутреннее вращательное движение связанной материи» [3].

Эти рассуждения имели огромный резонанс в европейской науке. Теория, как и полагается, более критиковалась, нежели принималась учеными. В основном критика была направлена на следующие стороны теории:

- частицы Ломоносова обязательно шарообразны, что не доказано (по мнению Рене Декарта прежде все частицы были кубические, но после стерлись до шаров);

- утверждение, что колебательное движение влечет распад тела и потому не может служить источником тепла, тем не менее, общеизвестно, что частицы колоколов колеблются веками и колокола не рассыпаются;

Если бы тепло путем вращения частиц передавалось лишь передачей действия, имеющегося у тела, другому телу, то «б и куча пороху не загоралась» от искры;

И так как, вследствие затухания вращательного движения при передаче его от одной частицы к другой «теплота Ломоносова купно с тем движением пропала; но сие печально б было, наипаче в России» [2].

Замечательный русский ученый научно доказал, что тепло возникает в результате движения молекул и зависит от скорости их хаотического движения [3].

Первоначальные сведения о химических явлениях и процессах накапливались в результате практической деятельности людей - в ходе выплавки металлов, изготовления стекла и керамики и т.д. В этом смысле металлургическая практика стимулировала особый интерес к металлам и их окислам. Но нужно было и теоретическое обоснование процессам.

В 1703 году врач прусского короля, занимавшийся химией Георг Эрнест Шталь предложил так называемую теорию флогистона (“флогистос” по-гречески воспламеняющийся). Шталь считал, что различные вещества и металлы содержат в своём составе особое “начало горючести” - флогистон - невесомое вещество с отрицательным весом. У этой теории было много сторонников, принимал её и Ломоносов (сочинения “О металлическом блеске”(1745г.), “О рождении и природе селитры”(1749г.), даже в его физико-химических заметках в “курсе истинной физической химии”(1752- 1754г.г.) “Слове о рождении металлов от трясения земли”(1757г.), “Слове о происхождении света…(1756г.) и других сочинениях. Ведь во времена Ломоносова были известные только два газа: воздух и углекислый газ. Водород, кислород и азот были открыты после его смерти.

В этих условиях создать правильную теорию горения было просто невозможно. Поразительно, что молодой Ломоносов увидел недостатки в современной ему науке и наметил правильные теоретические основы химии. В основе химических явлений, по Ломоносову, лежит движение частиц - “корпускул”. Ещё Галилей считал, что корпускулы находятся в движении. А движение - создаёт тепло - считал Ломоносов. В работах Ломоносов на эту тему - о теплоте и холоде: “О нечувствительных физических частицах, составляющих тела природы…”(1744г.) и классической “Размышления о причине теплоты и стужи”(1747г.) важную роль играет атомистика. Отдельные положения его классической работы о теплоте и холоде предвосхитили представления атомно-молекулярной теории более чем на 50 лет. В этих работах Ломоносов показывает, что теплота это результат движения “нечувствительных частиц” и зависит от скорости их хаотического движения, которое прекращается при достижении “низщего градуса холода”, т.е. говорит Ломоносов: “Величайший холод в теле - абсолютный покой; если есть хоть где-либо малейшее движение, то имеется и теплота” Ломоносов впервые искусственным путём получил холод, при котором замёрзла ртуть, и назвал температурой абсолютного нуля [4].

Закон постоянства массы.

В научной системе Ломоносова важное место занимает один из фундаментальных законов природы - закон сохранения материи (или массы вещества) и движения, ведь материя без движения столь же немыслима, как и движение без материи.

Физические представления о материи и движении - философских понятиях, были развиты учёными древности Демокритом, Платоном, Аристотелем, которые не утратили своего значения и по сей день.

В дальнейшем достижения Г.Галилея и его современников в области физического учения о материи и движении, подготовили почву для работ И.Ньютона. Мерой количества материи была масса, а термин “материя” закрепился в конце XIX века только за “весовой материей” -веществом.

Впервые Ломоносов формулирует “всеобщий закон” сохранения в письме к Леонарду Эйлеру (великолепному математику, физику и астроному) в 1748 году: “Но все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось,то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон, столько же отнимаю у бодрствования, и т.д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому…”- мысли, которых до Ломоносова не высказывал.

Это знаменовало переворот в науке, начало этой эры; теперь наука могла объяснить изменения веществ - один из основных вопросов, занимавших в то время умы учёных. Печатная публикация закона последовала через 12 лет, в 1760 году, в диссертации “Рассуждение о твёрдости и жидкости тел.”

Рядом блестящих опытов Ломоносов, на конкретном примере применения всеобщего закона сохранения, доказал неизменность общей массы вещества при химических превращениях - поистене великого открытия, благодаря которому удалось сформулировать и основной закон химической науки - закон постоянства массы.

Так, Ломоносов в России, а позднее Лавуазье во Франции завершил процесс превращения химии в строгую количественную науку. Век алхимии кончился, начался путь к химическим производствам. В науке, по мнению Ломоносова, теория и практика неразрывно связаны. Уже в одной из своих первых работ - “Элементы математической химии” Ломоносов утверждает: “Истинный химик должен быть теоретaиком и практиком, а также и философом.”

Так, при самом зарождении химической науки, Ломоносов, сам только начинавший свой научный путь, ясно понял, что химическая теория должна строиться на законах механики и математики.

В своём знаменитом “Слове о пользе химии” (1751 год), произнесённом на публичном собрании Академии Наук, Ломоносов ещё раз подчеркнул, что для успеха химической науки “требуется весьма искусный химик и глубокий математик в одном человеке, “химия руками, математика очами физическими по справедливости называться может”. Ломоносов был автором первого в мире “Курса истинной физической химии” (1752-54г.г.) “Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положении и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях.” Он верно понял, насколько важно использовать физические знания и методы при изучении химии. В 1752-1753 годах он читал для студентов курс “Введение в истинную физическую химию”.

В области физики Ломоносов также оставил ряд важных работ по кинетической теории газов и теории теплоты, по оптике, электричеству, гравитации и физике атмосферы. В 1750-е года работая в Петербурге, в химической лаборатории Академии Наук, Ломоносов изучал действие кислот на металлы, проводил анализы состава солей и минералов, разрабатывал способы получения минеральных красок и цветных стёкол из отечественного сырья, сам выполнил тысячи плавок и создал несколько замечательных мозаик, в том числе знаменитую “Полтавскую баталию” - Пётр I верхом на белом коне, русские и шведские войска.

Ломоносовым было написано много книг: “Элементы математической химии” (1741 год), “О слоях земных” (1742 год), “Рассуждение о причинах теплоты и холода” (1744 год), “Слово о пользе химии” (1751 год), “Слово о пользе стекла” (1752 год), “Слово о явлениях воздушных, от электричекой силы происходящих” (1753 год) - задуманную после трагической смерти его друга Рихмана, “Российская грамматика” (1754 год) и другие. Ломоносов был пионером во многих областях науки [4].

Опто-механика

Большое место в его научных трудах и экспериментальной работе занимала оптика. Он сам изготовлял оптические приборы, инструменты, оригинальные зеркальные телескопы. 26 мая 1761 года, наблюдая прохождение Венеры перед солнечным диском, открыл у этой планеты атмосферу, открыл у этой планеты атмосферу и нарисовал яркую картину огненных валов и вихрей на Солнце; лишь в XIX в. смогли повторить этот его опыт. Исследуя небо с помощью своих приборов, Ломоносов отстаивал идею бесконечности Вселенной, множества миров в ее глубинах.

Академик С.И.Вавилов, изучавшие труды Ломоносова многие годы сделал вывод, что «...по объёму и оригинальности своей оптико-строительной деятельности Ломоносов был одним из самых передовых оптиков своего времени и безусловно первым русским творческим опто-механиком».[2] Ломоносовым было построено более десятка принципиально новых оптических приборов. В мае 1762 года он создал телескоп с отражателем. Более 25 лет спустя такая же идея будет использована Гершелем в его телескопе-рефракторе. Ломоносов высказал правильную догадку о вертикальных течениях в атмосфере, правильно указал на электрическую природу молний, полярных (северных) сияний и оценил их высоту. Это было совершенно новое объяснение природных явлений - первый шаг к разгадке их реальной сущности [5]. Он попытался разработать эфирную теорию электрических явлений и думал о связи электричества и света, которую хотел обнаружить экспериментально.