Работы в области техники
На всех этапах многовековой истории человечества развитие научных знаний было теснейшим образом связано с удовлетворением потребностей материального производства. Анализируя прогресс отдельных отраслей естествознания астрономии, математики, механики в античный период, Ф. Энгельс указывал, что уже с самого начала возникновение и развитие наук обусловлено производством. И далее спустя многие столетия, когда после темной ночи средневековья вдруг вновь возрождаются с неожиданной силой науки, начинающие развиваться с чудесной быстротой, то этим чудом мы опять-таки обязаны производству1. Роль производства как важнейшего социально-экономического фактора развития науки шюдолжала возрастать и в новое время. Перед учеными XVII-XVIII вв. встала актуальная задача направить усилия науки на обеспечение технического прогресса зарождающейся промышленности. В недрах мануфактурного, по существу кустарно- ремесленного, производства сначала Англии, а потом и других европейских стран наметились предпосылки к созданию машинной техники, которая к концу XVIII в. привела к формированию капиталистического машинно-фабричного производства.
Уже в конце XVII начале XVIII в. в крупных странах Западной Европы и в России, вступивших на путь промышленного развития, возросли потребности в расширении добычи полезных ископаемых, увеличении производства металлов, совершенствовании энергетических устройств, основанных главным образом на использовании гидротехнических ресурсов, в развитии мореплавания и строительной техники. В решении этих и ряда других задач экономического развития России многое сделал М. В. Ломоносов. Ломоносов продолжил, обобщил и систематизировал достижения выдающихся горнозаводских деятелей Петровской эпохи в создании горно-металлургической промышленности в России.
Одним из таких горнозаводских деятелей первой половины XVIII в. был Василий Никитич Татищев 1686- 1750, крупный организатор промышленности, известный также как историк и географ. В молодые годы он участвовал в походах петровских войск, в том числе в знаменитой Полтавской битве со шведами 27 июля 1709 г. Три года спустя Татищева направили в длительную зарубежную поездку. Почти четыре года провел он в Берлине, Дрездене и других городах Западной Европы, изучая военное дело, инженерное искусство, геологию, математические науки, иностранные языки2. Возвратившись в Россию, Татищев принимал участие в строительстве Оружейного двора в Петербурге, выполнял другие ответственные поручения. При этом он показал себя не только инициативным и знающим инженером, но и талантливым организатором.
В 1720 г. Бергколлегия направила Татищева во главе группы горных специалистов па Урал с указанием разведать рудные месторождения и строить новые рудники и металлургические заводы. Татищев многое сделал для развития уральской промышленности. Он объединил управление всеми горнозаводскими предприятиями Урала и Сибири, осуществил большую работу по поискам новых месторождений полезных ископаемых, построил ряд государственных горных заводов. В верховьях р. Исети он заложил крупный металлургический завод, а также г. Екатеринбург ныне Свердловск, ставший в наше время крупнейшим промышленным центром Урала. Под руководством Татищева на многих уральских заводах были созданы первые начальные и специальные школы для обучения горно-металлургическому делу.
В 1724 г. Татищев находился в Швеции в качестве советника Берг-коллегии. Он изучал работу горно-металлургических предприятий, поддерживал и укреплял связи с многими видными шведскими учеными и горнозаводскими деятелями, занимался организацией обучения горному делу молодых людей, присланных из России3. Через три года Татищев снова на родине. Он оказался в гуще сложных политических событий, принимал деятельное участие в движении среднего дворянства против олигархии высшей аристократии-так называемых верховников членов Верховного тайного совета. Вместе с Ф. Прокоповичем, А. Кантемиром и другими видными деятелями петровского времени Татищев боролся за свободное развитие науки и распространение знаний Ему принадлежала идея создания широкой сети учебных заведений где должны были обучаться и дети крепостных крестьян Одновременно Татищев продолжал работать над капитальным трудом История Российская с самых древнейших времен, вышедшим В пяти книгах много лет спустя.
В 1734 г. в звании генерал- бергмейстера Татищев возвратился на Урал. Начался новый период его плодотворной деятельности по геологической разведке и строительству горнозаводских предприятий на Урале и в Сибири. Крупным событием в истории уральской металлургии явилось открытие в 1735 г. на восточном склоне Среднего Урала вблизи речек Кушвы и Туры богатейшего месторождения магнетитовых железных руд. Татищев, обследовавший новое месторождение, назвал его горой Благодать и принял решение о постройке там Кушчинского казенного завода с четырьмя доменными печами и 24 кричными молотами, а также ряда других железоделательных предприятий. Реконструированные в наше время Гороблагодатские рудники обеспечивают железной рудой и агломератом ряд уральских заводов в том числе крупнейший на Среднем Урале Нижнетагильский металлургический комбинат.
В. Н. Татищеву принадлежит большая роль в расширении производства чугуна и стали в России. В 17341737 гг. под его руководством проектировались и строились Кушчинский, Северский, Мотовилихинский и другие заводы. К тому времени только на Урале число действующих горно-металлургических предприятий достигло 40, кроме того, строились или намечались к постройке еще 36 заводов.
Во время своего второго пребывания на Урале Татищев написал два важных документа: проект правил "О сбережении лесов" и "Горнозаводский устав", регламентирующий организацию горнозаводского производства и управления им. Проект устава Татищева был написан в 17341735 гг. , он широко использовался в промышленности, но впервые был опубликован уже как исторический документ в Горном журнале за 1831 г.4
М. В. Ломоносов был знаком с трудами Татищева, направлял ему издания своих работ. Между этими двумя деятелями русской науки и культуры существовала переписка. Однако сохранилось только одно письмо Ломоносова к Татищеву, относящееся в 1749 г. Это письмо явилось ответом на просьбу Татищева написать посвящение к его Истории Российской и просмотреть авторское предисловие к этому труду. Ломоносов незамедлительно выполнил просьбу Татищева и ответил ему весьма любезным письмом. Имел я издавна желание изыскать случай, писал Ломоносов, как бы вашему превосходительству показать мою услужность, для того что об охоте вашей к российскому языку слыхал довольно, к которому и я труд свой по силе прилагаю.5 В работах Ломоносова неоднократно встречаются ссылки на труды Татищева.
Другим выдающимся горнозаводским деятелем петровской России был Виллам Иванович Генин 1676- 1750. Голландец по происхождению, он в 1697 г. поступил на службу в Оружейную палату. Как инженер и артиллерист, Генин принимал участие в войне со Швецией, возводил укрепления под Новгородом, при Гангуте теперь п-ов Ханко и в районах Финляндии. В 1712 г. руководил работами по сооружению Петербургского пушечно-литейного двора и пороховых заводов. В 1713 г. Генину было поручено руководство всеми горными заводами Олонецкого края. В те годы эти заводы играли особую роль. Они находились в непосредственной близости к театру военных действий Северной войны и должны были поставлять армии и флоту пушки и другое снаряжение. Однако Олонецкие заводы были построены плохо, производительность их была низкой.
С приездом Генина положение на заводах стало быстро меняться. Строились новые доменные печи и предельные мастерские, налаживалось заводское хозяйство. На Петровском заводе, например, в 1713 г. работала лишь одна доменная печь. Год спустя Генин доложил в столицу о пуске второй печи и работе по возведению еще двух домен.
В одном из писем, относящемся к 1718 г. , Генин сообщал о работе Олонецких заводов: В ходу ныне при Петровских заводах три домны и на Повенецком заводе три домны ж, из которых непрестанно денно и ночное льем пушки, и ядра, и дробь. Сверх того, на Петровских, на Повенецких, на Устьрецких, на Кончеозерских заводах делаем непрестанно кованое перетяжное железо на окори и на оружейное дело, доски и прочие всякие припасы 6. В 1721 г. Геншшу поручили постройку Сестрорецкого оружейного завода вблизи Петербурга и проектирование водного пути между реками Москвой и Волгой, который в условиях царской России так и не был осуществлен.
В. И. Генин показал себя опытным, знающим и волевым руководителем горнозаводского производства. Естественно, когда в 1722 г. был поставлен вопрос о замене Татищева на посту начальника уральских заводов, лучшую кандидатуру трудно было подобрать. По приезде на Урал Генин занялся реконструкцией действующих и сооружением новых горнозаводских предприятий. Особое внимание он уделял строительству завода и города-крепости на р. Исети, начатому еще Татищевым. Для постройки Екатеринбурга не жалели ни людей, ни средств. Тысячи крестьян и солдат в невероятно трудных условиях возводили самый совершенный по тому времени уральский завод, сооружали новый город. В апреле 1724 г. Генин докладывал: Екатеринбургские заводы и все фабрики в действе, а именно: две домны, две молотовые, три досчатых молота, два беложестяных молота, окладная, стальная, железорезная, проволочная, пильная мельница и еще скоро две молотовые поспеют в действо7. Екатеринбург становился административным центром горнозаводской промышленности Урала и Сибири.
1937 г. , через двести два года после ее написания. Тем не менее даже в рукописи труд русского горнозаводского деятеля пользовался известностью среди специалистов. Его от руки переписывали студенты Горного кадетского корпуса, он служил им пособием по горному делу и металлургии. Копии с работы Генина снимали ученые и использовали в своих трудах, обращались к нему и уральские заводчики. От дельные главы рукописи Генина, так же как и его переписка, были опубликованы в конце 20-х годов XIX в. в старейшем русском периодическом издании Горном журнале.
В 1734 г. В. И. Генин был отозван в Петербург. В последующие годы он занимал должности управляющего Главной артиллерийской канцелярией и директора Сестрорецкого оружейной завода. Одновременно Генин принимал участие в реконструкции Тульских оружейных заводов и постройке новых предприятий.
Усилиями горнозаводских деятелей Петровской эпохи в России за короткие сроки была создана передовая по тому времени металлургическая промышленность. В области производства чугуна и стали Россия вышла на первое место в мире и стала широко экспортировать металл. Возросшая потребность в металлах и сплавах с различными CBoiicTi амии, тенденция к повышению их качества заставили представителей пауки XVIII в. , прежде всего физиков и химиков, заняться разработкой научных основ металлургических процессов. В начале XVIII в. эту задачу начал осуществлять известный французский ученый Репе Антуан Реомюр 1683-1757. Он выполнил широкую программу экспериментальных работ в области производства ковкого чугуна, железа и стали, их последующей обработки и изучения механических свойств. Многолетние исследования по металлургии черных металлов Реомюр описал в книге Искусство обращать ковкое железо в сталь и искусство отжигать чугун, или изготовлять изделия из чугуна столь же законченные, как изделия из ковкого железа, которая была издана в Париже в 1722 г. В последующие годы Реомюр поместил несколько статей по металлургии мемуарах Парижской академии наук.
Металлургический трактат Реомюра получил распространение не только во Франции, но и за ее пределами. Был известен он и в России. Экземпляр этой книги, например, был направлен Реомюром Петру I. который очень заинтересовался трудом французского ученого. В архиве Академии наук СССР сохранилась переписка Реомюра с русским царем по поводу перевода на русский язык его книги. Интерес, проявленный Петром I к выдающемуся труду Реомюра, пишет историк науки В. П. Зубов, весьма показателен. Ведь 20-е годы XVTII в. были временем развития русской железоделательной промышленности, к этим годом относится начало деятельности на Урале В. Н. Татищева и В. И. Репнина, в эти годы был основан Екатеринбург, Татищев был командирован в Швецию, где он знакомится с постановкой горного дела на шведских заводах. Однако после смерти Петра вопрос о переводе сочинения Реомюра, видимо, заглох. По крайней мере, в печати перевод не появлялся 8.
Несмотря па большую научную значимость, труды Реомюра по металлурги в его время не получили поддержки и не привели к созданию систематизированных научных основ металлургии. Для этого тогда еще не было необходимых экономических предпосылок. Тем не менее работы Реомюра и ряда его современников и учеников--Э. Бушю, Г. де Куртизрона, Г. Жара и др. явились прелюдией к созданию науки о металлах.
Большой вклад в разработку теоретических и прикладных проблем металлургии внес М. В. Ломоносов. Ему принадлежит также немало интересных работ в области различных отраслей техники, в частности в гидростроительстве, создании ряда машин и механизмов, измерительных устройств, оптических приборов и т. д. Но металлургия и горная наука были его излюбленным делом Проблемами получения черных и цветных металлов ученый занимался в течение всей своей творческой жизни, начиная от глубокого изучения металлургических процессов на заводах Германии в конце 30-х годов XVIII в и кончая выходом в свет в 1763 г. его капитального труда. Первые основания металлургии и рудных дел, к работе над которыми он приступил вскоре после возвращения из Германии.
Первые печатные труды по металлургии и горному делу, как уже указывалось, появились еще в XVI в. Их авторы В. Бирингуччо и Г. Агриколы привели подробные описания приемов добычи и переработки руд черных и цветных металлов. В трудах этих ученых содержатся производственные рецепты, воспроизводятся схемы и рисунки многих механизмов и агрегатов, применявшихся горняками и металлургами Однако в этих работах почти отсутствуют обобщающие выводы, которые могли бы быть положены в основу науки о металлах Тем не менее книги Бирингуччо и Агриколы пользовались широкой известностью и в течение двух столетий служили пособием по технике металлургии и горного дела.
В начале XVIII в появилась уже упомянутая работа Реомюра вышли в свет труды по горному делу шведского ученого Э. Сведенборга и др. Но все они излагали в основном практические все дения которые могли служить лишь входным материалом для создания теоритических основ металлургии.
Совсем иной характер носит книга Ломоносова. Она поистине энциклопедична. В отличие от издававшихся заграничных пособий по горнозаводскому делу, носивших описательный характер и включавших в себя много второстепенных деталей, труд русского ученого содержит большой научный и обобщенный практический материал. Написанная доходчивым и точным языком, первая русская книга по технике горнозаводского дела являлась не только исследованием, но и учебным пособием для отечественных горняков и металлургов. На этой классической книге русского ученого воспитывались многие поколения инженеров и техников. Она и теперь спустя более двух столетий после выхода поражает своей систематичностью глубиной научного содержания правильностью и смелостью теоретических обобщений и практических рекомендаций.
Современники М. В. Ломоносова с большим интересом встретили выход в свет этого труда. В том же 1763 г. издававшийся в Петербурге журнал Ежемесячные сочинения и известия о ученых делах сообщал своим читателям: Не надлежит сомневаться, что книга, показывающая добывать, пробовать и выплавлять металлы, с большой охотой от российской публики не была принята.
Первые основания металлургии были изданы большим по тому времени тиражом 1225 экз. Книга была разослана на крупнейшие горные заводы и рудники Урала и Алтая, а также многим ученым и промышленникам и быстро получила широкую известность. Установлено, что ее приобрели такие передовые деятели культуры XVIII в. , как А. Н. Радищев, Н. И. Новиков, Н. А. Львов, И. И. Хемницер, Д. Дидро я др. 9
В Первых основаниях металлургии Ломоносов дал подробную характеристику технических устройств, применявшихся в то время в горнозаводской промышленности; плавильных печей, водяных и воздушных насосов, подъемных-механизмов и др. Основное внимание автор уделял вопросам организации и техники добычи руды и выплавки металлов. Много места в книге занимают теоретические проблемы металлургического производства. Прежде всего определены рамки металлургии как науки в системе других областей знания.
Уже в первых строках предисловия Ломоносов четко определил задачи металлургии, отделяя их от задач последующей обработки металлов методами ковки или другими способами, применявшимися па железных заводах. Рудных дел обстоятельное знание не меньше есть, как металлов употребление, писал ученый. Но ежели еще взять и присовокупить все описания, как уже готовые металлы приуготовлять к употреблению, то бы сие учение было почти бесконечно. В сем никто не усомнится, представив разные художества, мастерства и ремесленные дела, где только одно железо надобно. Сие для того упоминаю, чтобы принять случай к различению точной металлургии от посторонних дел, как при ней могут производиться с пользою; например, при железных заводах мастерство оружейное, ремесло кузнечное, при медных котельное и сим подобные, которые, однако, к самим рудным делам не принадлежат точно, ибо металлургии должность тут кончится, когда она поставит чистые металлы или полуметаллы в дело годные10.
Первые основания металлургии разделены автором на пять частей, следующих одна за другой в строгой логической последовательности.
Первая часть книги посвящена описанию свойств металлов и различных минералов, находящихся в земле. Прежде всего дается определение самого понятия металл. Металлом, по Ломоносову, называется светлое тело, которое ковать можно. Металлы разделяются на высокие т. е. благородные золото и серебро и на простые медь, олово, железо, свинец. Первые одним огнем без помощи других материй в пепел ожечь не можно, а, напротив того, простые чрез едина оного сил в пепел обращаются.11 Ломоносов детально охарактеризовал свойства каждого из этих металлов их у тельный вес, ковкость, твердость и вязкость, цвет, окисляемость и др. , распространенность в природе и использование на практике. Особенно подробно он остановился на свойствах железа, подчеркивая, что это наиболее дешевый и весьма распространенный в природе металл хотя в отличие от других и не встречающийся в самородном виде. Ученый применил и широко пасгтостоаненное теперь понятие сталь Он писал о железе- В рассуждении упругости уступают ему все металлы которая ежели будет в нем превосходительно и с великою жестокостью совокуплена, то называется такое железо сталью 12.
Так же подробно в Первых основаниях металлургии охарактеризованы физические и химические свойства мышьяка, сурьмы, висмута, цинка и ртути, которые во времена Ломоносова считались полуметаллами. Ломоносов придавал большое значение изучению процессов горения т. е. окисления металлов и продуктов окисления. В этом состоит его гениальное предвидение значения теплит образования окислов металлов для характеристики протекания металлургических процессов13 .
В заключение первой части книги ученый дал общую характеристику железных руд и руд цветных металлов. При этом он обращал внимание на большое разнообразие руд, встречающихся в природе, почти всякая земля свои особливые руды имеет 14 и важность уметь анализировать руды через пробирное искусство.
Вторая часть книги целиком посвящена рудным месторождениям и их поискам. Ломоносов сообщил много полезных сведении для ведения геологоразведочных работ. Вместе с тем он решительно выступал против антинаучных методов поиска полезных ископаемых.
В книге Первые основания металлургии, в частности, высмеиваются так называемые рудоискательные вилки иначе говоря, ветки обычной лозы, которыми довольно широко пользовались многие геологи XVIЛ в.
ее из шахты, для откачки воды и проветривания шахт. Большое внимание уделено охране труда горняков, начиная от описания правильной организации подземных работ и мер по их безопасности и кончая характеристикой оградительных сооружений, одежды рабочих и страстным протестом против применения на горнозаводских предприятиях детского труда.
В четвертой части книги Ломоносов подчеркнул роль пробирного искусства, т. е. производства анализов исходного сырья руды и конечных продуктов металлургического производства. Ученый описал пробирные печи, лабораторную посуду, инструменты, способы приготовления химических реактивов и осуществления химических анализов, а также механических испытаний различных руд и выплавленных из них металлов. Приемы пробирного искусства, приведенные в указанном произведении, долгое время оставались в научном обиходе металлургов, а многие из них используются и сейчас. Ломоносов рассматривает также некоторые способы обогащения руд, учит, как надо отделять бедные руды от богатых.15
Заключительная, пятая часть Первых оснований металлургии посвящена основным процессам извлечения железа и цветных металлов из руд. В ней сообщено о подготовке руд к плавке их измельчении, промывке и обжиге, т. е. обо всем том. что теперь называется обогащением исходных материалов. Таким образом, в работах Ломоносова отражены основы этой важной части металлургического производства, нашедшей особенно широкое применение в наши дни.
Рисунки из книги М. В. Ломоносова "Первые основания металлургии или рудных дел"
В пятой части речь идет также и о плавильных печах и процессах, в них происходящих. Как и но всей книге, Ломоносов дал нужные практические рекомендации. При использовании новых сортов руды он, например, советовал начинать с экспериментальных плавок: Искусные плавильщики сперва сысканную руду разными образы с разными материями чрез плавление пробуют, и который способ больше металла подаст без лишней траты, тот и употребляют.16
Рассказав о различных способах отделения золота и серебра, о процессах переплавки медных, свинцовых и оловянных руд, Ломоносов подробно описал выплавку чугуна и железа. Оп привел конструкцию доменной печи и агрегатов для переработки чугуна в железо, остановился на характере происходящих в них процессов и на методах плавки. Книга Ломоносова хорошо иллюстрирована многочисленными схемами и чертежами, облегчающими изучение описанных в ней процессов и механических приспособлений.
Доменная печь. Рисунок М. В. Ломоносова
Самостоятельное научное значение имеют прибавления к книге. В Прибавлении первом рассмотрено вольное движение воздуха в рудниках. Материалами для этой работы, по свидетельству самого автора, послужили его наблюдения над движением воздуха в саксонских рудниках в те дни, когда Ломоносов еще обучался во Фрейбурге. Конечно, естественная тяга воздуха в шахтах была широко известна и до Ломоносова. Это явление еще в XVI в. описал немецкий минералог и металлург Георг Агрикола. Однако Ломоносов впервые научно объяснил это явление, применив законы гидростатики. Ученый совершенно правильно указал, что причиной движения воздуха в шахтах является разница в плотностях наружного воздуха и воздуха, находящегося в руднике. Более плотный холодный воздух выдавливает менее плотный теплый, подобно тому как это можно наблюдать в сообщающихся сосудах с двумя жидкостями различной плотности.
Гидравлическую теорию движения воздуха в рудниках Ломоносов успешно применил Для печей, работающих без принудительного дутья. Основные положения этой теории остались незыблемыми и в наше время. В первой четверти XX в. они были развиты известным русским металлургам В. Е. Грум-Гржимайло, который посвятил свой многолетний классический труд Пламенные печи, вышедший в 1925 г. , памяти М. В. Ломоносова первого русского поэта, ученого, химика, металлурга и основателя гидравлической теории пламенных печей.
Плавильная печь.
Гравюра из книги М. В. Ломоносова "Первые основания металлургии или рудных дел", 1763 г.
Не меньшее значение для развития науки имело и Прибавление второе трактат О слоях земных. Выдающийся советский ученый академик В. И. Вернадский совершенно справедливо считал эту работу Ломоносова первым блестящим очерком геологической науки. Многие научные положения, высказанные в этом труде Ломоносова, впоследствии были подтверждены и полностью согласуются с достижениями современной геологии. К их числу относятся вопросы происхождения руд, угля, торфа и нефти, связи горообразования с землетрясениями и вулканической деятельностью, геологической роли движения земной коры, работы дождей, ветра, морского прибоя при рудообразовании и др.
М. В. Ломоносов был одним из тех ученых, кто заложил основы науки о металле. Идеи, высказанные в его классических трудах, в течение многих десятилетий развивались отечественными учеными и инженерами. В последние десятилетия XVIII в. техника металлопроизводства в России не уступала западноевропейской, а во многом превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т. е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр печи в распаре составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200-300 т чугуна По свидетельству видного немецкого историка металлургии Л. Бека такой высокой производительности не могли тогда достичь даже самые большие английские домны работавшие на коксе.17
металлов. Имена Г. Махотина, К. Д. Фролова, И. И. Ползунова и многих других талантливых представителей отечественной техники пользовались заслуженной известностью. Они не были учеными-теоретиками, не устанавливали закономерностей металлургических процессов, но их практический вклад в развитие горнозаводского дела способствовал его прогрессу.
Среди организаторов и руководителей горно-металлургического производства последней четверти XVIII в. широкую известность получила деятельность И. А. Флаттера, М. Ф. Соймонова, А. С. Ярцева и других, много сделавших для развития теории и практики металлургической промышленности. Они успешно применяли достижения современной им науки и техники для разведки руд, совершенствования их переработки, сооружения новых заводов, развития пробирного искусства, тесно связанного с задачами получения металлов высокого качества.
Развитие научных основ металлургии в России на рубеже XVIII-XIX вв. не проходило изолированно от прогресса этой области знания в других странах. Отечественные ученые высоко ценили английский опыт создания крупной промышленности и успехи французских металлургов периода революции 1789-1794 гг. Всемирно-историческое значение развития французского горно-металлургического производства второй половины XVIII в. , пишет историк науки В. С. Виргинский, проявилось прежде всего в области теории и тех усовершенствований в области металлургического производства, которые были выдвинуты и блестяще описаны передовыми французскими учеными-металлургами 18.
Написанное А. Вандермондом, Г. Монжем и К. Бертолле Наставление работникам железоделательного производства о выделке стали, вышедшее в Париже в конце 1793 г. , уже в 1804 г. появилось на русском языке в Технологическом журнале. В 1794 г. во Франции была опубликована монография видного инженера и государственного деятеля Распара Монжа Описание искусства лить пушки, посвященная основам чугунолитейного дела. Через несколько лет эта работа была издана и в русском переводе. Эти работы изучались специалистами отечественных заводов. С большим вниманием русские ученые отнеслись к революционным открытиям в химии конца XVIII в. Они были при- ноты на вооружение в отечественной науке о металлах и способствовали ее прогрессу в XIX в.
Труды М. В. Ломоносова в области техники, в частности его работы по горно-металлургической науке, были вызваны к жизни потребностями быстро развивающейся русской промышленности и хорошо послужили нашему отечеству и мировой науке. Развивая фундаментальные области естествознания, Ломоносов большое внимание уделял прогрессу различных отраслей техники. Он являлся автором многих механизмов и приборов, получивших большое распространение в горнозаводском производствеВсе они были направлены на облегчение труда людей и повышение его производительности. Как известно, в эпоху, когда жил Ломоносов, еще не существовало паровой машины и различные заводские механизмы приводились в действие мускульной силой людей и животных или энергией водяных потоков.
станки, воздуходувные меха и жернова мельниц. Ломоносов хорошо знал их устройство и старался внести возможные усовершенствования в их конструкцию. Он стремился расширить область применения водяных двигателей, создать предприятия комплексного типа, на которых основные производственные операции осуществлялись бы с помощью энергии водяного колеса. Образцом такого гидротехнического комплекса являлась построенная им Усть-Рудицкая фабрика цветного стекла.
Вот как описывал Ломоносов гидротехническую часть этой фабрики: Плотина длиною на 30 сажен, вышиною в1 1/2 сажени, которая состоит из крепких тарасов (бревенчатых срубов. - Авт.) , набитых глиною и каменьям, шириною в 2 сажени, да осьпп, каменная с дерном на 4 сажени со слезами и воротами, утверждена на крепких шпунтовых сваях. На оной плотине поставлена мельница мерою против лаборатории, в ней движутся 3 колеса: перепое для двух рам пильных, чтобы пилить доски к фабричному строению и впредь до построек, починок и ящиков под материалы; второе колесо для машин, которыми молоть, толочь и мешать материалы, в стекло потребные, и шлифовать мозаику, для которых кругов в мельнице два покоя особливые; третьим колесом ходят жернова для молоться хлеба, па котором содержат фабричных людей, 19
Солнечная печь конструкции М. В. Ломоносова. Рисунок М. В. Ломоносова, 1741 г.
молотов, металлорежущих станков и других устройств. Ломоносов многое сделал и для лучшего технического оснащения горнозаводского производства. Им разработаны не только методы, но и механизмы для изготовления стекла и фарфора, станков и насосов, красок и пороха, навигационных, маркшейдерских и метеорологических приборов.
Выше неоднократно подчеркивалось то огромное значение, которое Ломоносов придавал взаимосвязи теории и практики, науки и эксперимента. Он всегда считал, что потребности практики стимулируют развитие науки и, наоборот, научный nps-rpecc определяет развитие производства. Русский ученый рассматривал науку как непрерывно развивающуюся систему. Никто не должен думать, писал он, что какая-либо наука или какое-либо искусство достигли такой степени совершенства, чтобы нельзя было надеяться на еще большие успехи в будущем 20.
Прогресс науки Ломоносов тесно связывал с искусством эксперимента. Он был не только выдающимся ученым-теоретиком, но и мастером тонкого эксперимента, замечательным конструктором и изобретателем многочисленных приборов и инструментов для физико-химических исследований, а также экспериментальных работ и измерений в области оптики, электричества, метеорологии, гравиметрии и других отраслей знания. Многие из них не потеряли своего значения и в наши дни.
Среди десятков образцов экспериментальной техники, разработанной или усовершенствованной Ломоносовым за четверть века его научной деятельности, большое место занимают приборы для физико-химических исследований. Одним из первых им был создан оригинальный катоптрико-диоптрический зажигательный инструмент для проведения химических экспериментов. За ним последовали остроумные конструкции вискозиметров приборов для определения вязкости жидкости разных составов, устройства для определения твердости и механической прочности материалов, новые конструкции рефрактометров, которые не только позволяли установить характер преломления световых лучей при их переходе из одной среды в другую, но и открывали возможность выявления химического состава прозрачных жидкостей по показателям преломления света. Таким образом, Ломоносов явился основоположником широко применяемых сейчас рефрактометрических методов исследования прозрачных тел.
Утверждая безусловную познаваемость всего материального мира, Ломоносов ясно представлял себе, что органы чувств человека далеко не всегда могут непосредственно воспринимать и оценивать бесконечное многообразие тел и явлений в природе. Поэтому ученый неустанно работал над созданием самых разнообразных измерительных приборов и аппаратов, которые могли бы помочь человеку в его познании мира. Положение Ломоносова о неограниченных возможностях для изобретения, совершенствования, развития самых различных инструментов, зрительных приборов и т. д. , которые дают все более широкие возможности для усиления и удлинения естественных органов чувств, всем ходом последующего развития науки и техники полностью подав сердились 21.
их применения, или впервые использовав их в практической работе. Ломоносов изучал физические и химические процессы не только в условиях вакуума, но и при повышенных давлениях и температурах. Для производства таких опытов он усовершенствовал так называемый Папанов котел, изобретенный французским физиком Д. Папаном в 1681 г. Модифицированная Ломоносовым папинианская махина не только позволяла получать значительно большие давления и температуры, чем в обычном Папиновом котле. Она явилась прообразом современного автоклава промышленного аппарата дающего возможность вести технологические процессы в условиях высоких давлений и температур обеспечивающих ускорение химических реакций и увеличение выхода продукции.
Старинные приборы для отсчета времени часы также не прошли мимо внимания Ломоносова. Русский ученый широко применял часовые механизмы в своей экспериментальной практике. Он многое сделал для усовершенствования их конструкции и технологии изготовления. Одним из первых он обратил внимание на возможность применения хрусталя и стекла для избежание фрикции, т. е. с целью уменыпенния трения в механизме часов. Большое внимание уделял Ломоносов созданию наиболее точных часов для мореплавателей. Сохранились схема и описание изобретенного им хронометра. Ученый учитывал, что часы с отвесами и гирями отнюдь не терпят стремления волнующегося моря. Пружинами движимые предпочитаются прочим по справедливости22 Ломоносов успешно работал над наиболее точными часами, которые в долгое расстояние времени едва малым числом секунд от истинного времени разнились.23
Как известно, упругость пружины по мере ее раскручивания уменьшается, часы начинают отставать. Этот недостаток пружинных часов Ломоносов в значительной степени устранил, применив четыре пружины, которые заводились в разное время. Таким образом, как бы уравновешивалась упругость всех четырех пружин, разделяя погрешности, которые одна другую уничтожая, к истинному времени больше приближится24. Кроме того, Ломоносов усовершенствовал и обычные песочные часы, широко применяемые мореплавателями его эпохи. Он предложил металлические высыпные часы, отличающиеся более высокой точностью.
указатель позволял определять степень наэлектризованное тел. Другие измерительные приборы предназначались для безопасного измерения электрической силы в воздухе во время грозы.
Ломоносову принадлежит большая заслуга в создании основ отечественной научно-технической терминологии.
В XVII-начале XVIII в. на русский язык стали переводить все больше иностранных научных книг. В петровское время и в первые десятилетия деятельности Петербургской академии наук в России работало немало зарубежных ученых. Этим объясняется обилие западноевропейских терминов: английских, французских, немецких, голландских, которые буквально наводнили русскую научную литературу. Понадобились литературный талант Ломоносова и его широкий научный кругозор, чтобы проделать весьма сложную работу по созданию отечественной научно-технической терминологии. Многие впервые введенные им термины получили широкое распространение в науке и технике. К их числу относятся такие понятия, как упругость, удельный вес, влажность воздуха воздушный насос, трение тел и многие другие Ломоносов блестяще осуществлял перевод иностранных терминов используя русские синонимы и транскрибируя иностранные слова лишь в случаях крайней затрудненности отыскания синонимов или в случаях широкого распространения иностранных слов вошедших в состав русского языка Одна из громаднейших заслуг Ломоносова и состоит в том что он помог русской науке и технике заговорить ясным и точным языком 25
Работы Ломоносова в области горного дела, металлургии, научного приборостроения и во многих других отраслях техники явились подлинно новаторскими. Все они были направлены к одной цели-лучше вооружить людей в их извечной борьбе со стихийными силами природы, полнее поставить ее богатства на службу обществу, облегчить и сделать более производительным труд человека.
Примечания
2. Голендухин Л. Д. Новые материалы к биографии В. Н. Татищева. В кн.: Материалы к биографии В. Н. Татищева. Свердловск, 1964, с. 11-38.
3. Иванов А. И. Василий Никитич Татищев. В кн.: Люди русской науки: Геология, География. М., 1962, с. 308-309.
4. Горнозаводской устав В. Н. Татищева. Горн, журн. , 1831, ч. 1, кн. 13; ч. 2, кн. 56; ч. 3, кн. 79; ч. 4, кн. 10.
7. Там же, кн. 5, с. 108.
8. Зубов В. П. Неопубликованное письмо Реомюра. Тр. Инта истории естествознания и техники АН СССР, 1957, т. 9, с. 347.
9. Соловьев Ю. И. , Ушакова Н. Н. Отражение естественнонаучных трудов М. В. Ломоносова в- русской литературе XVIII и XIX вв. М. , 1961, с. 13.
10. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. М. ; Л. , 1954, т. 5, с. 393.
12. Там же, с. 409.
13. Плаксин И. И. М. В. Ломоносов основоположник металлургии как науки. В кн.: Русские ученые в цветной металлургии. М. . 1948, с. 24.
14. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. , т. 5, с. 429.
15. Техника в ее историческом развитии. М. , 1979, с. 141.
17. Beck L. Die Geschichte des Eisens. Braunschweig, 1897, Bd. 3, S. 741.
18. Виргинский В. С. Горно- металлургическое производство во Франции во 2-й половине XVIII века. Тр. Ин-та истории естествознания и техники АН СССР, 1959, т. 20, с. 156.
19. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. М. ; Л. , 1955, т. 9, с. 114115.
20. Там же. М. ; Л. , 1953, т. 4, с. 473 - 475
22. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. ,т. 4, с. 128.
23. Там же.
24. Там же, с. 141.
25. Чеканов А. А. М. В. Ломоносов и техника. Тр. Ин-та истории естествознания и техники АН СССР, 1962, т. 45, с. 16.