Александр Морозов - Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765

Ломоносов, подозрительно относившийся ко всему туманному и неопределенному, ко всему, что отдавало метафизикой или отражало ненаучные представления о природе, не мог включить это понятие в свою физическую химию и потому ни разу не пользуется выражением «химическое сродство». Способность к соединению тел он стремится объяснить их атомно-молекулярной структурой, а не таинственным и непостижимым избирательным «сродством», значившим в его глазах не более, чем одно из «скрытых качеств», к которым любили прибегать схоласты для объяснения всего, не поддававшегося объяснению.

Разумеется, Ломоносов не может принять и основанную на этих представлениях химическую теорию растворов, предложенную Бургаве и Шталем. Не удовлетворяют его и физико-механические теории растворов, развивавшиеся Гассенди и Робертом Бойлем. Ломоносов понимает раствор как особое химическое соединение. «Растворение имеет место, когда жидкое тело действует на другое — твердое или тоже жидкое — так, что последовательно отрывает его частицы от сцепления и связи с другими, присоединяет их к себе и с разрушенным и присоединенным телом образует смешанное тело».

Ломоносов предлагает разделить все растворы на две большие группы — растворы, образующиеся с выделением тепла (экзотермические), и растворы с поглощением тепла (эндотермические). К первым он относит растворение металлов в кислотах, т. е. явно химические превращения, ко вторым — растворы солей.

Это разделение растворов и указание на принципиальное отличие происходящих процессов по энергетическому признаку имело значение исторического события. Только в 1789 году Антуан Лавуазье, несомненно знакомый с первым томом «Новых комментариев» Петербургской Академии наук, где было напечатано исследование Ломоносова о растворах, впервые после него начинает различать растворение металлов в кислотах и растворение солей в воде. При этом, как и Ломоносов, Лавуазье указывал на «вскипание» жидкостей при растворении металлов и на поглощение тепла при растворении солей.

Для объяснения механизма растворения Ломоносов предложил довольно стройную теорию, перекликающуюся с современной молекулярно-кинетической теорией растворов. Многого он не знал, да и не мог знать по состоянию науки своего времени. Приписывая огромное значение газам («воздуху»), образующимся при «вскипании» жидкостей во время «растворения» металлов в кислотах, он не знал о химическом происхождении этих газов в результате взаимодействия кислоты и металла. Но его гениальное физическое предчувствие подсказало ему по существу правильную идею о способности металлов поглощать и удерживать в своих порах большие объемы газов, что было доказано научными исследованиями первой половины XIX века. Исходя из своей теории «упругой силы воздуха», Ломоносов предложил верное, в основных чертах, толкование явлений сорбции и десорбции газов на твердых телах.

Не только в его время, но и спустя целое столетие западноевропейские физики и химики пренебрегали изучением растворов. Великий русский химик Д. И. Менделеев, в течение всей своей жизни проявлявший глубокий интерес к этим вопросам, пишет о себе: «Область неопределенных химических соединений, особенно растворов и сплавов, и тесная связь их с определенными соединениями глубоко занимали меня с самого начала моей научной деятельности (в 50-х и 60-х годах XIX века. — А. М.), когда на этот предмет мало устремлялось внимания и работ в химии». [210] Д. И. Менделеев. Основы химии. Изд. 13 (пятое посмертное), М.— Л., 1947, т. I, стр. 363.

«Ломоносов, — писал в 1919 году известный русский химик Л. А. Чугаев, — из далекого прошлого каким-то изумительным чутьем провидел не только возникновение этого важного отдела химии, но даже те слабые и теневые стороны, которые могли обнаружиться при неправильном и одностороннем развитии этой новой научной дисциплины». [211] Л. А. Чугаев. Открытие кислорода и теория горения, П., 1919.

Однако дело было не столько в изумительном «чутье» Ломоносова, сколько в том, что он приложил к химии всю совокупность своих физических представлений, основанных на материалистическом понимании природы, что и позволило ему уйти на целое столетие вперед от своих современников. В своем «Курсе истинной физической химии» Ломоносов прямо указывает на недостаточность средств и порочность методов современной ему западноевропейской химии, которая скользила по поверхности явлений: «Большая часть химиков обыкновенно считает, что после ознакомления со смешанными телами при помощи химических операций, если они вполне познали составные части тел, поскольку это дается этим способом, и не ищут других путей во внутренности их». А для того чтобы проникнуть во «внутренность тел», узнать строение вещества, нужно знание «первоначальных частиц», т. е. атомов. «Видя у часов одну только поверхность, можно ли знать, какою они силою Движутся и каким образом, разделяя на равные и на разные части, показывают время. Во тьме должны обращаться физики, а особливо химики, не зная внутреннего нечувствительных частиц строения», — писал Ломоносов в «Рассуждении о твердости и жидкости тел» (1760).

Ломоносов хорошо сознавал, что упорядочить наши представления о мире можно, только начав с изучения материи, из которой состоит этот мир. Он не только указывал на неразрывную связь материи и движения, но и постоянно стремился истолковать различные явления и процессы, совершающиеся в природе, как результат особого рода движения частиц, составляющих материю. Поэтому его особенно привлекают вопросы атомно-молекулярной физики, от решения которых, по его глубочайшему убеждению, зависели все дальнейшие успехи естествознания. «Множество физических явлений до сих пор осталось недостаточно объясненным и особливо в той части естественных наук, которая изучает качества тел, происходящие от самых незначительных частичек, вполне недоступных всякому чувству зрения», — пишет он в своей диссертации «Об отношении количества материи и веса».

Для познания этих явлений необходимо было прибегнуть к теоретическим соображениям.

«Корпускулы совершенно недоступны для зрения, поэтому свойства их и способ взаимного расположения должно исследовать при помощи рассуждения», — указывал Ломоносов уже в своей работе «О различии смешанных тел», законченной им в марте 1739 года.

Невозможность при тогдашнем состоянии науки исследовать непосредственно эти первоначальные частицы заставляла Ломоносова искать решения другим путем. «Хотя в нынешние веки изобретенные микроскопы силу зрения увеличили… однако тех частиц, из которых состоят смешанные материи, особливо зрению представить не могут. Например, через Химию известно, что в киновари есть ртуть, и в квасцах земля белая: однако ни в киновари ртути, ни в квасцах земли белой ни сквозь самые лучшие микроскопы видеть нельзя, но всегда в них тот же вид кажется. И посему познания оных только через Химию доходить можно», — говорит он в своем гениальном «Слове о пользе Химии».