На заведование работами Географического департамента Ломоносовым также положено было немало труда. Главной задачей департамента было составление верных карт России и постоянная их проверка и пополнение по поступающим вновь сведениям; работали в департаменте под руководством профессоров и адъюнктов студенты. Ломоносов хотел поставить все дело на научную почву, чтобы составить атлас возможно верных карт России. С этою целью по указу Сената по всем городам были разосланы вопросные пункты числом 30, которые дали бы полную географическую, статистическую и промышленную картину каждого города (1760); от Синода были затребованы сведения о точном местонахождении всех церквей и монастырей, а для определения широты и долготы каждого более значительного города Ломоносов предполагал послать по России три академических экспедиции; но, несмотря на постановление конференции об этом, посылка экспедиций при Ломоносове не состоялась, что Ломоносов приписывал интригам Миллера, Румовского и других академиков.
Почти весь 1762 год Ломоносов был тяжко болен, не выходил, слушал все канцелярские дела и подписывал их дома. Только в конце января 1763 года он настолько оправился, что мог поехать в Академию, где Тауберт встретил его известием о том, что по приказанию президента (еще от 31 август прошедшего года) заведование Географическим департаментом передано Миллеру, так как за несколько лет в нем ничего не сделано. Огорченный и рассерженный, Ломоносов немедленно подал отчет о сделанном им по географической части и отказался подчиниться ордеру, который «уже полгода просрочен, к явному засвидетельствованию, что потребован хитростью для некоторых приватных намерений». Кончилось дело тем, что ордер президента не был приведен в исполнение. Из-за Географического департамента у Ломоносова было немало новых столкновений с Миллером и другими академиками, особенно по случаю составления экономических ландкарт России.
—1764 годов захватывают все новые и новые области знания, почти все представляют собою слова, произнесенные в торжественных публичных заседаниях Академии. Назовем их здесь, с тем, чтобы поговорить о некоторых из них более подробно во второй части этого очерка.
отпечатанное только в 1763 году: — Первые основания металлургии или рудных дел с двумя прибавлениями: о вольном движении воздуха в рудниках и о слоях земных, — содержащее ряд замечательных для того времени мыслей. Другая ученая речь, произнесенная 8 мая 1759 года, представляет очень обширное «Рассуждение о большей точности морского пути», состоящее из трех частей: в первой даны способы нахождения широты и долготы при ясном, во второй — при пасмурном небе; в третьей дано понятие об ученом мореплавании. Все три части богаты оригинальными мыслями; в двух первых описывается много новых приборов, часть которых была впоследствии изобретена другими; в третьей Ломоносов доказывает необходимость для успешного развития мореплавания учредить мореплавательскую академию для научной разработки морского дела, составить истинную магнитную теорию и сочинить теорию морских течений. Все мысли Ломоносова о морском деле были вскоре позабыты, и даже русские моряки ими не воспользовались. Вообще из очень многочисленных приборов, изобретенных Ломоносовым, описаны лишь очень немногие, главным образом оптические, как ночезрительная труба, катадиоптрическая труба, анемометр и т. д. В этом же сочинении затронут им и очень интересный вопрос о силе тяжести, над которым он работал почти всю свою жизнь, но особенно в 1760—1764 годах. В своем доме Ломоносов устроил большой маятник, качания которого, как он писал, сделали несомненными изменения центра тяжести земли; изменения эти периодичны, приблизительно согласуются с лунными движениями и всегда показывают одинаковые периоды. Все это он хотел изложить в подробной диссертации; если она и была написана, то не сохранилась.
Занятия морским делом, вероятно, побудили Ломоносова составить и поднести девятилетнему генерал-адмиралу великому князю Павлу Петровичу «Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию» (1763), с приложением карты околополярных стран, составленной Ломоносовым. Это произведение понравилось при Дворе, и генерал-адмирал послал его в Морскую российских флотов Комиссию с тем, что если не сыщется невозможностей, сообщить ему для доклада государыне. Комиссией были вызваны промышленники северных морей и, после опроса их, Ломоносов составил новую подробную программу экспедиции, которая по Высочайшему повелению от 14 мая 1764 года снаряжалась под непосредственным наблюдением Ломоносова, принимавшего самое горячее участие как в заготовлении припасов, так и в научной подготовке в Академии участников экспедиции. Сама экспедиция, под начальством адмирала Чичагова, отправилась уже после смерти Ломоносова в 1765 г., но из-за льдов ничего не могла сделать, так же, как и экспедиция 1766 года. Как известно, только во второй половине XIX столетия удалось пройти в Тихий океан вдоль берегов Сибири. В близкой связи с этой экспедицией находится другое произведение Ломоносова, его мысли о происхождении ледяных гор в северных морях, написанное в 1763 году по случаю избрания его почетным членом Стокгольмской академии наук. Он указывает, что в открытом море на морозе может образоваться только сало; ледяные поля, или стамухи, берут свое начало в устьях больших рек, впадающих в Ледовитый океан, а ледяные горы или падуны обязаны своим происхождением крутым морским берегам: мнения, для того времени замечательные. Как известно, ныне доказано, что ледяные горы образуются из льда ледников, спускающихся в северных странах до моря, но не из морской воды.
На публичном собрании Академии 6 сентября 1760 года Ломоносов прочитал еще одно рассуждение — «О твердости и жидкости тел», возникшее по следующему обстоятельству, обратившему на себя внимание всего ученого мира: 25 декабря 1759 года была впервые заморожена ртуть. Автором этого открытия был академик И. Браун, воспользовавшийся бывшим в тот день морозом в 199° (по термометру Делиля, по Цельсию —32?°); в смеси снега и крепкой водки ртуть термометра замерзла, и он, разбив стекло, получил шарик твердой ртути. На следующий день опыты с твердой ртутью делались вместе с Ломоносовым; мороз все крепчал и достиг в 10 час. утра 208° (—38?° Ц.), при которой заморозить ртуть было уже нетрудно; Ломоносов исследовал свойства твердой ртути и нашел, что это — мягкий металл, похожий на свинец. Эти опыты вызвали очень горячие споры между Ломоносовым и Брауном, с одной стороны, и некоторыми академиками — с другой, оспаривавшими у Брауна честь открытия твердой ртути.
— прохождение планеты Венеры через диск солнца, на основании которого, как показал еще в 1691 году Галлей, можно вычислить расстояние между солнцем и землею. В Сибирь Академией были отправлены две экспедиции, которые вследствие пасмурной погоды ничего не увидели, а в Петербурге это прохождение прежде всего послужило поводом к ссорам академиков, не обошедшимся без участия Ломоносова. Сам он наблюдал это явление у себя дома: для Петербурга оно началось вскоре после 4 час. утра и окончилось в одиннадцатом часу. Десятки астрономов разных стран наблюдали это прохождение; все видели одно и тоже, но только один Ломоносов сделал на основании своих наблюдений совершенно правильный вывод, что планета Венера окружена большой атмосферой, может быть большей, чем земля. Хотя он и опубликовал это наблюдение в статье «Явление Венеры на солнце, наблюденное в С. — Петербургской Академии Наук», но, подобно почти всем научным открытиям Ломоносова, оно прошло незамеченным, и до сих пор открытие атмосферы Венеры приписывается Шретеру и Гершелю, сделавшим его через 30 лет после Ломоносова... В прибавлении к «Явлению Венеры» Ломоносов показывает, что существование атмосферы Венеры и учение Коперника о движении земли вокруг солнца не противоречат священному писанию, и приводит небольшое стихотворение, тема которого заимствована из сочинений Сирано де Бержерака, об остроумном поваре, высказавшемся за систему Коперника. Это прибавление, где Ломоносов пытается доказать, что учение о множестве миров не противоречит священному писанию, и приводит в подтверждение слова Василия Великого, имеет большой интерес, как показатель его воззрений на отношения между наукой и религией. В 1757 году в докладе императрице Елисавете члены Синода просили издать указ, дабы «никто отнюдь ничего писать и печатать как о множестве миров, так и о всем другом, вере святой противном и с честными нравами несогласном, под жесточайшим за преступление наказанием, не отваживался». Это ходатайство было несомненно направлено против Ломоносова, всегда открыто признававшего возможность множества миров; как мы уже видели, суда над ним члены Синода требовали и по другому поводу. По-видимому, не сохранилось сведений о том, каким образом Ломоносов отвратил от себя обвинения духовенства, но уже сам факт опубликования в 1761 году рассуждения в защиту множества миров показывает, что он сумел доказать правоту своих убеждений.
Здесь уместно будет сказать и о результатах исторической деятельности Ломоносова, о которой я уже упоминал выше. Первое историческое произведение его, именно «Краткой Российской Летописец с родословием» увидело свет в 1760 году; в нем имеется изложение главнейших деяний великих князем и царей до Петра Великого включительно. Первая же часть самой истории под заглавием «Древняя Российская История от начала Российского народа до кончины великого князя Ярослава первого или до 1054 года» появилась уже после смерти Ломоносова, в 1766 году. По-видимому, Ломоносов предполагал украсить свою историю портретами главных действующих лиц и для этого хотел послать живописца для снятия копий со фресок и изображений царствующих лиц в древних храмах России. Для этого были налицо средства, было получено разрешение Синода, был и художник А. Греков; но дело расстроилось, потому что Греков был назначен преподавателем к великому князю Павлу Петровичу.
— главная работа мозаической мастерской, несомненно причинявшей немало забот и огорчений — картины стоили гораздо дороже, чем продполагал Ломоносов, ему приходилось делать долги (до 14000 руб.) и задерживать уплату жалованья рабочим; с другой — болезнь, почти беспрерывно мучавшая его, неприятности с поместьем (в конце 1761 года Ломоносов возбудил дело против генерал-лейтенанта В. Скворцова «в приходе людьми его к крестьянам и в причинении им немалого разорения», прекращенное в 1782 г.) и другие обстоятельства.
В день рождения И. И. Шувалова, 1 ноября 1761 года, Ломоносов написал ему замечательное письмо, показывающее удивительную разносторонность гения Ломоносова и имеющее и сейчас большое значение по глубине своих мыслей, под заглавием «О размножении и сохранении Российского народа». Основная цель, преследуемая Ломоносовым в письме — благо русского народа, желание указать пути для достижения его счастия. Главные предлагаемые мероприятия для увеличения народонаселения имеют в виду как изменения в узаконениях о браках и воспитании внебрачных детей в правительственных богадельных домах, так и уменьшение смертности малых детей. Надо прежде всего крестить их всегда в теплой воде; попы исполняют предписания требника, чтобы вода была натуральная, без примесей, и «вменяют теплоту за примешанную материю, а не думают того, что летом сами же крестят теплой водою, по их мнению смешанною, и так сами себе прекословят; а особливо по своему недомыслию не знают, что и в самой холодной воде еще теплоты очень много... Однако невеждам попам физику толковать нет нужды; довольно принудить властью, чтобы всегда крестили водою летней в рассуждении теплоты равною». Затем надо размножить докторов и аптеки; издать общедоступный лечебник; уничтожить излишества в пище и питье по праздникам; искоренять случаи насильственной смерти, драк, раскола, разбоев просвещением; возвратить беглых в Россию. Эти темы развиты Ломоносовым со всем присущим ему глубоким знанием русского народа, со всею убежденностью в правильности своих взглядов, высказанных совершенно откровенно.
— И. И. Шувалов и граф М. Л. Воронцов — имели по-прежнему большое влияние при Дворе. Я уже упомянул, что почти весь 1762 год Ломоносов проболел (он жаловался на ломоту и раны в ногах, по всей вероятности болезнь была результатом пристрастия к спиртным напиткам); почти весь год этот он ничего не сделал в научном отношении. 30 июня должно было состояться публичное заседание Академии, на котором Ломоносов хотел сказать речь о катадиоптрической трубе; но за два дня до заседания произошел государственный переворот: на престол взошла Екатерина II, и академическое заседание было отменено. Покровители Ломоносова были в немилости и удалились за границу; немилость была проявлена и по отношению к нему, так как он не получил ни наград, ни повышения в чине. Такое отношение к себе очень обидело Ломоносова, и он подал на Высочайшее имя прошение, в котором, между прочим, говорил следующее: «1) по свидетельству разных Академий и великих людей принес я науками знатную славу отечеству во всем ученом свете... и украшал я вашу Академию перед всем светом 20 лет; 2) разного рода моими сочинениями... штиль российской в минувшие 20 лет несравненно вычистился перед прежним и много способнее стал к выражениям идей трудных; 3) присутствуя в Канцелярии Академии Наук членом полшеста года без повышения чина и без прибавки жалования — что, однако, моим товарищам учинено было — отправлял я должность мою по положенным на меня департаментам со всяким рачением; 4) помянутою моею ревностною и верною службою и многими трудами пришло мое здоровье в великую слабость... так что прошлой зимы и весны лежал я 12 недель в смертной постеле и ныне тяжко болен; 5) невзирая на мои вышепомянутые труды и ревностную и беспорочную службу для приращения наук в отечестве, близ 12 лет в одном чину оставлен я, нижайший, произвождением и обойден многими меня молодшими в статских чинах, которым при сем реестр сообщается, и тем приведен в великое уныние, которое болезнь мою сильно умножает»... В конце прошения Ломоносов просил о возведении его в чин действительного статского советника с ежегодной пенсией в 1800 рублей и об отставке от службы. Прошение не имело действия, лишь через год, в мае 1763 года, был дан именной указ Сенату о пожаловании Ломоносова статским советником и об отставке от службы с половинным по смерть содержанием. Узнав об этом, Ломоносов немедленно уехал в свое имение; но по записке государыни указ был ей возвращен, и Ломоносов вскоре опять вернулся в Академию. После этой отставки и неожиданного восстановления в своих правах Ломоносов пожалован был, 23 декабря 1763 года, статским советником с жалованьем в 1875 рублей. В последние годы жизни он был избран почетным членом Стокгольмской академии наук, затем, по представлению графа М. Воронцова — почетным членом Болонской академии (1764) и Академии Художеств в Петербурге, на торжественном заседании которой 10 октября 1763 г. Ломоносов произнес благодарственную речь. 7 июня 1764 г. дом Ломоносова посетила Екатерина II, подробно осмотрела все производство мозаичных работ и приближавшуюся к окончанию «Полтавскую баталию», а также некоторые физико-химические опыты и инструменты; через два часа по приезде она возвратилась во дворец, причем Ломоносов поднес ей при отъезде стихотворение. К этому же году относится любопытная незаконченная рукопись Ломоносова — конспект важнейших теорем, которыми он постарался обогатить естественные науки; конспект, вероятно, предназначался для отсылки в Париж, И. И. Шувалову, через которого Ломоносов думал сделаться членом французской академии.
Вероятно вследствие быстрого развития болезни, Ломоносов в 1764 и 1765 годах особенно предается ожесточенным схваткам со своими неприятелями, схваткам, где проявляется вся страстность человека, не боящегося препятствий и не терпящего противоречий. Дела Академической канцелярии и конференции изобилуют документами, показывающими это. Особенно резкой была борьба Ломоносова с Шлецером. Последнего выписал в Россию Миллер для воспитания своих детей, потом с ним не ужился, Шлецер стал сторонником Тауберта, который произвел его в адъюнкты и доставил место наставника детей гр. Разумовского. Столкновения с Ломоносовым начались с записки, поданной Шлецером при просьбе об отпуске, весною 1764 года, в которой он сообщал план работ по истории и древнюю русскую историю, разработанную по греческим источникам; Ломоносов находил непростительным, что Шлецер не руководствуется работами по истории его самого и имеет еще дерзость требовать себе исторические труды Ломоносова. Кроме того, Ломоносов представил в Сенат о невозможности дать Шлецеру отпуск, так как последний сделал выписки из не подлежащих опубликованию исторических русских известий и ныне может напечатать их за границей. Сенатом была назначена следственная комиссия, к большому неудовольствию гр. Разумовского; в результате в 1764 году Шлецер отпуска не получил. Ломоносов же написал по этому случаю «Краткую историю о поведении Академической Канцелярии», где собраны главные пункты обвинений против недругов Ломоносова — главным образом Шумахера и Тауберта — вместе с многими автобиографическими данными. К этому же времени относится и проект Ломоносова нового академического устава, где, между прочим, проводилась та мысль, что Российская Академия должна быть учреждением чисто русским, все академики должны быть природными россиянами и в обязанностях их должно стоять на первом плане изучение нужд и потребностей России. Многое из этого обширного проекта Ломоносова было впоследствии осуществлено, но ему не суждено было дожить до этого. Дело со Шлецером кончилось неожиданно тем, что он был Высочайшим указом 4 января 1765 года принят на службу академиком, профессором истории, с жалованьем в 800 рублей, со всеми правами старых академиков и возможностью печатать свои исследования помимо конференции. Ломоносов сейчас же написал «Следствия от принятия Шлецера ординарным профессором», с критикою пунктов контракта в указе, оставшиеся без всякого результата. После этого события Ломоносов стал относиться довольно равнодушно к делам Академии: ему нисколько не улыбалась мысль трудиться над получением привилегий для Шлецера. В январе и феврале этого года, сколько позволяла болезнь, он был несколько раз в заседаниях конференции, причем очень ссорился с Миллером, получившим тогда новое назначение и собиравшимся ехать в Москву. Под влиянием болезни раздражительность Ломоносова еще увеличилась, и он отзывался еще с большей горячностью, чем прежде, на всякие, хоть отдаленно причастные к нему, обстоятельства.
В средине марта 1765 года Ломоносов простудился и слег; ему становилось все хуже и хуже, и 4 апреля его не стало. Последние дни с ним почти неразлучно был его приятель — академик Штелин, сохранивший нам следующие слова, сказанные Ломоносовым за несколько дней до смерти: «Друг, я вижу, что должен умереть, и спокойно и равнодушно смотрю на смерть; жалею только о том, что не мог я совершить все то, что предпринял я для пользы отечества, для приращения наук и для славы Академии, и теперь, при конце жизни моей, должен я видеть, что все мои полезные намерения исчезнут вместе со мною». На могиле Ломоносова на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры в Петербурге его почитателем, графом М. Л. Воронцовым, поставлен памятник белого мрамора с надписью и рисунком, сочиненными Штелиным; другой почитатель, гр. А. П. Шувалов, написал на французском языке оду, где воздал должное заслугам Ломоносова.
очерке. Прежде всего я считаю необходимым дать оценку сделанного Ломоносовым в области своей профессии, т. е. в области физики и химии, где заслуги его являются не менее выдающимися, чем по отношению к русскому языку и литературе, но получили достодолжную оценку только в течение последних десяти лет.
в разработке целого ряда научных теорий, имеющих целью дать простое объяснение важнейших физических явлений; все эти теории являются следствиями, вытекающими из атомистической гипотезы Ломоносова, и имеют поэтому тесную взаимную связь. Гипотезу эту и физические теории Ломоносова можно рассматривать в связи с учениями о материи великих философов ХVII и начала XVIII веков, или в их отношениях к химии и физике. Философские воззрения Ломоносова, несомненно, развились после знакомства со взглядами на сущность материи Декарта, Лейбница и главным образом его учителя в Марбурге, проф. Хр. Вольфа, математическая философия которого, как мы знаем по свидетельству самого Ломоносова, особенно ему понравилась. Поэтому вообще можно рассматривать воззрения Ломоносова, как дальнейшее развитие рационалистической философии Вольфа, выражающееся в весьма удачном механическом объяснении физических явлений природы. Выяснение во всех подробностях зависимости философских представлений Ломоносова от таковых упомянутых философов ждет еще разработки со стороны специалистов, и я не могу останавливаться здесь на этой стороне дела. Если же рассматривать Ломоносовские теории с исторической точки зрения в их отношениях к теориям его времени и нынешним, то прежде всего бросается в глаза полное отрицание Ломоносовым таинственных субтильных материй (материй огня, света, теплоты, тяжести и т. д.), столь характерных для начала ХVIII века, которые признавались и Хр. Вольфом, как это видно из его теоретической физики, и некоторые из которых — как тепловая материя или теплород, теплотвор — просуществовали даже до средины XIX столетия. Отрицание этих материй; атомистическая гипотеза, лежащая в основании всех Ломоносовских теорий; механическая точка зрения, с которой рассматриваются все явления — все это позволяет Ломоносову выработать стройную систему, проникнутую одним общим началом и составляющую, как сказано в одном из писем его к Л. Эйлеру — целую корпускулярную философию. Атомистическая гипотеза Ломоносова высказана наиболее полно в незаконченной диссертации о составляющих тела природы нечувствительных частичках, в которых лежит достаточное основание частичных свойств (она дошла до нас в двух редакциях и написана в самом начале сороковых годов, вероятнее всего в 1742 или 1743 г.). Атомистическая теория эта принимает, что все тела состоят из нечувствительных физических (в отличие от математических) частичек, имеющих конечное протяжение и обладающих определенной фигурой или массой. Каждая частичка имеет протяжение, ничтожно малое, но конечное, а потому обладает определенной фигурой и имеет определенное количество вещества; она представляет собою таким образом тело, и к ней приложимо поэтому все, составляющее сущность тела — т. е. частички непроницаемы одна для другой, обладают инерцией, подчиняются всем законам движения, принципу действия и противодействия; их природа — деятельная сила и движения, подчиненные законам механики. От них зависят качества тел и такие физические явления, как тепло и холод, упругая сила, электричество и т. п.; изменения частичек могут совершаться только движением, поэтому достаточная причина частичных качеств тел находится в размерах, силе инерции, движении частичек; законами механики, приложенными к движению их, могут быть объяснены все частичные качества. Фигурою частички шарообразны, с очень незначительными шероховатостями; частички очень тверды, не подвержены какому-либо физическому изменению и упруги. Из теорий того времени с этой гипотезой Ломоносова имеет сходство атомистическая гипотеза Р. Босковича, опубликованная лет через 20 после того, как Ломоносов составил свою теорию, в 1764 году, в большом сочинении «Philosophiae naturalis theoria reducta ad unicam legem virium in natura existentium». Главное отличие системы Босковича от таковой Ломоносова заключается в том, что Боскович считал атомы математическими точками, наделенными свойствами массы, между тем как Ломоносов придавал атомам телесную форму и считал возможным приложить к частичкам все основные аксиомы движения, высказанные Ньютоном. Замечательно, что через 140 лет другой великий русский химик, Д. И. Менделеев, снова сделал попытку объяснить основные законы химии, исходя из аксиомы: действие всегда сопровождается противодействием и с ним равно, приложенной к частицам (Два лондонских чтения, 2 издание, стр. 16—38, 1895).
Перейдем теперь к сущности частичной механики Ломоносова и начнем с явлений теплоты, объяснявшихся, как уже упомянуто, в его время и даже гораздо позже существованием особой гипотетической тепловой материи; лишь единичные личности, сумевшие проникнуть в сущность вещей глубже современников, держались иных теорий теплоты. Взгляды Ломоносова на этот предмет высказаны им главным образом в «Размышлениях о причине теплоты и холода», но несомненно зародились гораздо раньше (эта диссертация сообщена конференции в 1744 году, но напечатана лишь в 1747) и могут быть по всей справедливости названы механической теорией теплоты. Она заключается в основанном на рассмотрении тепловых явлений допущении, что причиною теплоты тела является движение его нечувствительных частичек. Последние могут двигаться трояко: поступательно, колебательно и вращательно. Из этих трех родов движения в твердом теле может несомненно существовать только вращательное: если бы частички его двигались поступательно или колебательно, то твердое тело перестало бы быть таковым. Поэтому Ломоносов считает, что теплота тел есть внутреннее вращательное движение их частичек, невидимое для наших органов чувств. Он далее показывает, что эта теория прекрасно объясняет все явления, сопровождающие теплоту: так, например, чем быстрее вращаются частички, тем большие отталкивательные силы возбуждаются между ними от постоянных столкновений вследствие присутствия шероховатостей на поверхности их, поэтому твердость тела уменьшается и оно, наконец плавится, так что жидкое тело всегда имеет тепловое вращательное движение своих частичек, как бы холодно оно ни казалось; переход же в газообразное состояние происходит потому, что отталкивательные силы при быстром вращении становятся настолько значительными, что частички не могут более оставаться во взаимной связи и разлетаются во все стороны. Самый большой возможный холод будет наблюдаться при полном прекращении движения частичек; наоборот, нельзя себе представить предел тепла, так как для всякого движения частичек, как бы быстро оно ни было, можно допустить существование более скорого движения. Эти воззрения Ломоносова на теплоту в значительной степени приближаются к современным, и в них Ломоносов опередил свое время не меньше, чем на 120—130 лет. Современникам его механические взгляды на сущность теплоты казались дикими и совершенно необоснованными; в 1754 году в Эрлангенском университете магистр И. Х. Арнольд блестяще защитил диссертацию «О невозможности объяснить теплоту вращательным движением частичек тел», где подверг резкой критике работу Ломоносова. Последний в 1755 году написал антикритику под заглавием «О должности журналистов в изложении ими сочинений, предназначенных для поддержания свободы рассуждения», содержащую ответы также и на критические статьи по поводу его механической теории тепла, появлявшиеся в немецких журналах и писанные зачастую лицами, совершенно не понимавшими сущности того, что говорил Ломоносов. С его правилами для журналистов было бы полезно познакомиться и критикам нашего времени. Добавим, что механическая теория теплоты стала общепризнанной лишь в конце шестидесятых годов прошлого столетия.
Механическая теория газового состояния, предложенная Ломоносовым, очень близка к современной теории газов, известной под названием кинетической, и подробно развита им в диссертации: «Попытка теории упругой силы воздуха» (прочитана Ломоносовым в конференции 30 сентября 1748 года, одобрена академиками и напечатана в Комментариях Академии за 1747 и 1748 годы). Она возникла, как указывает сам Ломоносов, из мысли, высказанной членом Российской Академии Наук Д. Бернулли в большом своем труде «Гидродинамика» (1738) при обсуждении свойств и законов движения упругих жидкостей, т. е. газов. Подобно механической теории тепла, эта теория Ломоносова имеет очень большое значение: теперешняя кинетическая теория была после него снова высказана ровно через 100 лет англичанином Уотерстоном, представившим свою статью в Лондонское Королевское Общество. По ознакомлении с работой Уотерстона Общество постановило не печатать ее, как противоречащую здравому смыслу, и она была найдена в архиве общества лишь в конце XIX столетия лордом Рэлеем. Очевидно, таким образом, что физики даже через столетие после Ломоносовской работы совершенно не были подготовлены для принятия механической теории газов, и она начала распространяться только после работ Кренига и Клаузиуса, опубликованных в 1856—1857 годах.
мыслимо только при их соприкосновении: примирить эти два противоречивых положения можно лишь допущением, что в каждый данный момент не все атомы воздуха находятся в одинаковом состоянии и что каждое состояние продолжается очень короткое время, а именно, что атомы сталкиваются с соседними, отпрыгивают от них и стремятся рассеяться во все стороны от частых взаимных столкновений. Причину взаимного отталкивания Ломоносов видит в том тепловом движении, которое имеет каждый атом воздуха; чем скорее они вращаются, тем сильнее вследствие своих шероховатостей и отталкиваются, а потому при повышении температуры растет и упругость воздуха. Такое строение воздуха подтверждается и распространением звука, который есть ни что иное, как колебательное движение атомов упругого воздуха. Далее Ломоносов рисует в своей диссертации картину воздушных атомов, несущихся по всем направлениям, беспрерывно сталкивающихся между собою и отпрыгивающих во все стороны — картину, которая ныне имеется во всяком учебнике физики, но даже русские физики при этом не считают нужным указывать первого автора ее — Ломоносова. Наконец Ломоносов сделал в особом дополнении к размышлениям об упругой силе воздуха вывод из своей теории, объясняющий закон Бойля: а именно, что при небольших давлениях давление обратно пропорционально объему воздуха. Но при больших давлениях, вследствие некоторой конечной величины самих атомов, столкновения последних будут происходить относительно чаще, чем при обыкновенном давлении, поэтому сопротивление воздуха будет больше, чем следует по занимаемому им объему — и отношение упругостей будет отличаться от отношения объемов (или плотностей). Эта поправка была затем разработана в исследованиях ван дер Ваальса лишь в 1873 году — через 126 лет после Ломоносова. Движениями эфира (строение которого Ломоносов представлял себе аналогичным строению газов, но частички коего должны были быть гораздо меньше воздушных) объяснялись явления света и электричества: свет распространяется волнообразно, при помощи колебательных движений частичек эфира; так как распространение света весьма быстро, то предполагалось, что частички эфира находятся во взаимном соприкосновении, иначе скорость распространения света была бы так же незначительна, как звука в воздухе (Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее, 1756). Что же касается электричества, то причину его Ломоносов видел в весьма быстром вращательном движении частичек эфира (незаконченная «Теория электричества, разработанная математическим путем», 1756).
как мы видим, стремился к той цели, которую ставит себе и современная физика — к выработке единообразных представлений о всех явлениях. Связующим звеном, позволявшим ему выработать из хаоса атомов стройные представления, является у него, как и у новейших физиков, представление об энергии: поразительна эта общность характера, эта удивительная близость Ломоносовских механических теорий к теперешним. Ломоносов признавал также и возможность перехода одной формы энергии в другую; так, напрель, в диссертации о химическом действии растворителей вообще (1745—1747) охлаждение воды при растворении солей объясняется так: когда какое-либо тело ускоряет движение другого и сообщает ему часть своего движения, то происходит это только так, что само оно теряет такую же часть движения. Поэтому частички воды, когда ускоряют движение частичек соли (при распространении последней по всей массе воды), сами теряют часть своего движения, а так как движение — причина тепла, то не удивительно, что вода при этом охлаждается. Это объяснение является приложением к данному случаю того принципа, который сам Ломоносов назвал всеобщим законом природы и который можно назвать его законом сохранения веса вещества и энергии (1748); о нем речь будет далее. Таким образом Ломоносов по своим физическим воззрениям был лет на 100—120 впереди своих современников, и мы с удивлением знакомимся с его теориями, предложенными затем снова и принятыми наукой лишь во второй половине XIX века. При этом необходимо отметить, что Ломоносов не был только философом, мыслителем, высказывавшим свои теоретические взгляды, но в подтверждение своих теорий он приводит большое количество фактов и опытов. Правда, некоторые из этих последних, как, напрель, опыты разрыва стеклянных шаров при замерзании в них воды, послужившие ему для установления замечательной по своей проницательности поправки на конечную величину атомов при сжатии воздуха, не имеют никакого отношения к сделанным из них выводам.
Перейдем теперь к трудам Ломоносова в химии и прежде всего напомним, что вторая половина и пятидесятые годы ХV²²² столетия, когда произведены были главные работы Ломоносова по химии, были периодом пышного расцвета так называемой флогистической эпохи химии, характеризующейся тем, что химики того времени занимались главным образом описанием новых веществ, собиранием новых наблюдений над свойствами соединений. Поэтому период этот отличается качественным приемов; в то же время, как необходимое следствие такого метода исследования, не было понятия о чистоте химического соединения и даже индивидуализация соединений находилась в зачаточном состоянии. В химии не было определенной цели, к которой она стремилась, и только теория флогистона, введенная в науку немецким химиком Сталем, пыталась объединить наблюдаемые явления. Согласно этой теории, предложенной первоначально для объяснения явлений горения, флогистон является общей составной частью всех тел, способных поддаваться действию огня, и все процессы, производимые при его участии, заключаются в том, что флогистон удаляется из данного вещества. А затем с течением времени химики стали постепенно объяснять все большее и большее количество явлений и процессов при помощи флогистона, так что последний стал тем лозунгом, около которого группировались тогдашние представители химии.
Первый химический труд Ломоносова, который должен был быть весьма обширным, относится к 1741 году. От него остались только введение да подробная программа; это — «Элементы математической химии». Но уже здесь мы находим совершенно новые для того времени взгляды, стоящие гораздо ближе к теперешним воззрениям на химию, чем к тогдашним. Ломоносов определяет прежде всего химию, как изменений, происходящих в составном теле. Чтобы было ясно, насколько отличается это определение от употребимых в ХV²²² веке, приведу определение химии, данное Сталем: химия есть (не наука!) разлагать сложные тела на их составные части и снова создавать их из составных частей. А вот определение химии, данное Д. И. Менделеевым: химия изучает однородные вещества, их превращения друг в друга и явления, сопровождающие такие превращения. В тех же «Элементах» Ломоносов делает впервые попытку приложить к химии учение об атомах, распространяет на нее свою атомистическую гипотезу и вводит научное понятие о химическом элементе (по Ломоносовской номенклатуре начало). Последний им определяется как такая часть сложного тела, которая не состоит из каких-либо других тел, меньших и отличных от нее: собрание элементов в одну крайне незначительную массу даст корпускулу (это слово заимствовано Ломоносовым у Бойля, предложившего объяснять химические явления при помощи корпускул). Корпускулы могут быть однородными, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, и разнородными, когда элементы различны и соединены разным образом или в различном числе. Тело, состоящее только из однородных корпускул, называется началом, тело же составное состоит из двух или нескольких различных начал, так соединенных между собою, что начала в каждой отдельной корпускуле составного тела находятся в таком же взаимном отношении, как и во всем составном теле. Корпускулы, состоящие только из элементов, можно назвать первичными, а сложенные из нескольких первичных — производными; поэтому начала заключают лишь первичные корпускулы, а тела составные — только производные. — Если в этом приложении атомистической гипотезы к химии заменить выражение элемент словом атом, корпускулу — словом частица или молекула, начало назвать простым телом, химическим элементом — то мы получим ту атомистическую систему, которая ныне принята в химии: мы имеем частицы, состоящие из атомов; частицы простых тел состоят из одинаковых атомов, частицы сложных тел — из атомов различных элементов. Наконец, различие огромного числа разнообразных соединений органической химии происходит, как мы это теперь знаем, исключительно от различного расположения атомов в частице. Заключения, к которым Ломоносов пришел теоретически, тем более интересны, что атомистические представления были введены в химию Дальтоном в начале XIX столетия только после накопления большого опытного материала, после того, как были найдены законы постоянства состава и кратных отношений. Затем потребовалось еще более полустолетия, чтобы среди химиков распространилось сознание необходимости различать понятия о частице и атоме, столь ясно разграниченные Ломоносовым за 130 лет до этого времени...
«Элементах математической химии», затем подверглись существенному и очень интересному развитию. В этих «Элементах» Ломоносов из своего определения сущности химии, приведенного выше, выводит такие требования, которым должен удовлетворять химик: он должен иметь историческое и философское познание изменений, происходящих в составном теле, должен на опыте доказывать все утверждаемое, — словом, химик должен быть философом; подобно физическим, и химические изменения происходят от движения частичек тел: поэтому химик должен знать математику и механику, чтобы быть в состоянии вывести законы химии из законов, управляющих движением частичек. Через несколько лет эти требования уже являются более определенными и расширенными: в предисловии к своей диссертации о селитре, посланной в Берлин, Ломоносов говорит следующее: «мы считаем возможным научно изложить большую часть химии в связи с положениями, едва только принятыми в физике, и не сомневаемся, что, соединив физические истины с химическими, успешнее можно познать скрытую природу тел. Если затем все химические истины поставить в более строгую зависимость так, чтобы было видно, насколько одна истина вытекает из другой или объясняется ею, то такая наука будет сама по себе химия; в то же время можно будет ясно видеть, что дали химии другие естественные науки и насколько сама она будет оказывать им взаимные услуги. После чего превосходная эта наука будет достойна занять подобающее место среди физических наук» (1749 г.). Эти же мысли в популярной форме высказаны и в прекрасном «Слове о пользе химии» (1751), из которого можно сделать такую выдержку, показывающую, что, по мнению Ломоносова, для познания свойств нечувствительных физических частичек химик должен быть и математиком и физиком: «К сему требуется весьма искусной химик и глубокой математик в одном человеке. Химик требуется не такой, которой только из одного чтения книг понял сию науку, но которой собственным искусством в ней прилежно упражнялся; и не такой, напротив того, которой хотя великое множество опытов делал, однако больше желанием великого и скоро приобретаемого богатства поощряясь, спешил к одному только исполнению своего желания и ради того, последуя своим мечтаниям, презирал случавшиеся в трудах своих явления и перемены, служащие к истолкованию естественных тайн. Не такой требуется математик, которой только в трудных выкладках искусен, но которой в изобретениях и в доказательствах привыкнув к математической строгости, в натуре сокровенную правду точным и непоползновенным порядком вывесть умеет... Химия руками, математика очами физическими по справедливости назваться может. Но как обе в использовании внутренних свойств телесных одна от другой необходимо помощи требуют, — так, напротив того, умы человеческие нередко в разные пути отвлекают. Химик, видя при всяком опыте разные и часто нечаянные явления и произведения и приманиваясь к снисканию скорой пользы, математику, как бы только в некоторых тщетных размышлениях о точках и линеях упражняющемуся, смеется. Математик, напротив того, уверен о своих положениях ясными доказательствами, и через неоспоримые и бесперерывные следствия выводя неизвестных количеств свойства, химика, как бы одною только практикою отягощенного и между многими беспорядочными опытами заблуждающего, презирает, и, приобыкнув к чистой бумаге и к светлым геометрическим инструментам, химическим дымом и пепелом гнушается. И для того по сие время сии две общею пользою так соединенные сестры толь разномысленных сынов по большей части рождали. Сие есть причиною, что совершенное учение химии с глубоким познанием математики еще соединено не бывало».
великое множество опытов, получают массу препаратов (по современной статистике каждый год одних только органических веществ изготовляется не менее 10000 новых), загромождающих собою справочные книги, и лишь меньшинство исследует собственно химические явления, приближающие нас к познанию истины... Наиболее же характерной чертой всех этих мыслей Ломоносова о химии является введенное им понятие о физической химии, точной, математически разработанной химии. Наибольшее развитие этой отрасли химии мы находим в тех лекциях, которые он читал студентам в своей химической лаборатории и которые сам он назвал лекциями физической химии. Эти лекции читались в 1751—1753 годах и были первыми лекциями по этой науке: следующий курс физической химии читался лет через 120 после Ломоносова. Эти лекции он думал изложить в большом труде «Истинная физическая химия», начатом в 1752 году, и до нас дошли как полные планы курса и программы лекции, так и все то, что, по-видимому, вообще было написано. В этом курсе задачи и цели физической химии определяются так: «Физическая химия — наука, объясняющая на основании положений и опытов физических причину того, что происходит через химические операции в сложных телах. Она может быть названа химической философией, но в совершенно ином смысле, чем та мистическая философия, где не только не дают объяснений, но даже сами операции производят тайным образом».
последние десятилетия начинают считать необходимым, чтобы образованный химик знал математику и физическую химию; только каких-нибудь 30 лет тому назад начинает преподаваться в университетах физическая химия. С каждым днем физическая химия захватывает все новые и новые области, и несомненно недалеко то время, когда все преподавание общей химии будет вестись в тесной связи с положениями химии физической. Все это показывает нам, как правильны были изгляды Ломоносова на химию и как удивительно точны были его предвидения, осуществившиеся через полтора столетия.
Сказанным однако еще далеко не исчерпывается все то, что сделал Ломоносов в химии. Прежде всего нам надо остановиться на его физико-химических опытах, которые должны были сперва служить в виде практических занятий для слушавших его студентов, а затем продолжались и после окончания курса. О том, как велись эти опыты, хорошее представление дает выдержка из проекта Ломоносова химической лаборатории, написанного в 1745 году. «В химических действиях намерен я поступать таким порядком: 1. Нужные и в химических трудах употребительные натуральные материи сперва со всяким старанием вычистить, чтобы в них никакого постороннего примесу не было, от которого в других действиях обман быть может... Я не токмо в разных авторах усмотрел, но и собственным искусством удостоверен, что химические эксперименты, будучи соединены с физическими, особливые действия показывают... При всех помянутых опытах буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй или сосудов но и все окрестности…"
Здесь прежде всего нам бросается в глаза, что Ломоносов при своих лекциях физической химии употреблял тот метод преподавания, который стал применяться только в XIX веке, а именно параллельно с лекциями вел и практические занятия, на которых не только сам показывал опыты, но и студентам давал делать их. Таким образом студент постепенно усваивал себе знания профессора и под конец мог делать сам самостоятельные работы; одна из них, студента В. Клементьева, дошла до нас. Это — та схема, на которой построено ныне преподавание химии во всех высших учебных заведениях... Во времена же Ломоносова химия всегда преподавалась только теоретически, и сам Ломоносов изучал ее в Марбурге именно таким путем. Второе обстоятельство, которое надо отметить в этих опытах, это количественный метод исследования, который в то время флогистона, можно сказать, вовсе но применялся химиками (в этом, собственно говоря, и лежит причина того, что теория флогистона могла просуществовать так долго). Ломоносов употребляет всюду меру и вес: необходимость того и другого в химических опытах была сознана только после исследований Лавуазье, в самом конце ХVIII столетия, но количественный метод распространился среди химиков значительно позже.
химии. Исходной точкой обеих является изучение частиц, далее следует исследование физических свойств однородных тел, потом изучение явлений растворения и полное исследование свойств растворов, составляющее основной пункт программы, подобно тому как и ныне центр тяжести физической химии лежит во всестороннем изучении растворов. Этими последними Ломоносов и занялся наиболее подробно, причем сперва он пытался выработать теорию растворения в своей диссертации «о действии химических растворителей вообще» (1745). Если сама теория растворимости ныне не представляет интереса (Ломоносов полагал, что процесс растворения заключается в отрывании частичек растворимого воздухом, находящимся в порах его), то несомненно он первый различил два случая растворения: аб) происходящего при поглощении тепла, как солей в воде: такое разделение растворов было сделано лишь Лавуазье в 1789 году, через 40 с лишним лет после Ломоносова.
в растворах других солей, температуру замерзания растворов, удельную теплоту, сцепление солей и растворов, светопреломление, высоту поднятия в капиллярных трубках сравнительно с чистой водой, микроскопическое изучение растворов, действие на них электричества, растворимость солей на воздухе и в пустоте, кристаллизацию солей из растворов и всестороннее изучение кристаллов, а также и самих солей в твердом виде. Мы видим, значит, в этой программе даже такие вопросы, которые служили предметом изучения в течение всего XIX столетия и которые и теперь еще постоянно служат темами для многочисленных работ, авторы которых, конечно, и не подозревают, что они выполняют программу, намеченную за полтора столетия Ломоносовым. Приступая к этим опытам, Ломоносов, как мы видели, прежде всего стал готовить возможно чистые вещества, что доказывает, что он вполне ясно представлял себе химический индивидуум, однородное вещество, характеризующееся суммой известных, ему одному свойственных, признаков. Понятие о таком химическом индивидууме было затем введено в химию лишь в начале XIX века. К сожалению, до сих пор не отысканы подлинные лабораторные журналы Ломоносова, и мы поэтому лишены возможности сказать вполне точно, что именно было осуществлено из этой громадной программы; сохранились лишь некоторые черновые записи, из которых видно, что Ломоносов главным образом занимался растворами. Прежде всего, по-видимому, был сделан ряд определений растворимости солей при разных температурах, от 0° до температуры кипения воды (добавим, что Ломоносов при этих опытах употреблял всегда свой термометр, шкала которого была разделена так: 0° соответствовал 0° шкалы Цельсия [А. Цельсий, опубликовавший описание своего термометра в 1742 году (Труды Шведской Академии Наук, 4, 197—205), отмечает темп. кипения воды через 0°, а темп. замерзания — через 100°. Ныне всеми принятая в науке температурная шкала (точка замерзания воды 0°, точка кипения 100°) совершенно неправильно приписывается Цельсию и была независимо от последнего предложена в 1743 году французским физиком Кристэном (Christin).], а затем каждый градус Ломоносова отвечал 2/3 градусам шкалы Цельсия, так что темп. кип. воды лежала при 150° Ломоносова). Затем другой ряд опытов содержит наблюдения над температурами замерзания водных растворов, причем Ломоносов установил, что растворы замерзают тем ниже, чем больше соли растворено в данном количестве воды — заключение, к которому пришел в 1788 году Благден, открывший закон понижения температуры замерзания раствора одной и той же соли, а именно пропорционально растворенному количеству соли. Если прибавить сюда еще несколько разрозненных заметок по разным вопросам программ исследования, то мы и будем иметь все, сохранившееся от этих опытов. По отчетам о занятиях, представлявшихся Ломоносовым в Академию, видно, что работы физико-химического характера продолжались в общей сложности не более трех-четырех лет. За это время, при крайне примитивной экспериментальной технике того времени, конечно, нельзя было сделать много опытов, особенно если еще иметь в виду обременение Ломоносова другими занятиями; гигантскую программу его оказалось возможным исчерпать лишь к началу XX века, да и теперь еще некоторые ее пункты не разработаны окончательно. Как бы то ни было, мы имеем перед собой в лице Ломоносова первого физикохимика, и ему принадлежит по справедливости титул отца физической химии.