Александр Морозов - Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765

Теперь уже Ломоносов ищет и собирает доводы против общепризнанной теории «теплотвора». Он находит их прежде всего в наблюдениях над состоянием тел под воздействием теплоты. В физических и особенно химических явлениях, происходящих при нагревании тел, таится много загадок «Некоторые тела в нагретом виде ковки, в охлажденном — хрупки, в расплавленном — прозрачны, в застывшем — непрозрачны», — записывает он (Заметка № 118). Как согласовать это разнообразие в изменении тел при нагревании с теорией извне притекающей однородной «теплотворной материи»? Неужто одна и та же посторонняя тепловая материя способна произвести столь различные превращения тел?

Отчего снег, смешанный с солью, становится холоднее, и при этом всё же тает, а вода в окружающем его сосуде превращается в лед? И тут что-то неладно с «теплотворной материей»! И Ломоносов записывает: «Снег, тая от соли, делается холоднее; поэтому, если бы теплота представляла собой концентрированную теплотворную материю, то, несомненно, теплотворная материя скорее изгонялась бы в противоположное тело, т. е. в воду, и оно делалось бы теплее, а не превращалось бы в лед» (Заметка № 122).

Если вес металла увеличивается при обжигании оттого, что в него входит «теплотворная материя», как думают сторонники этой теории, то почему же когда обожженный металл или окалина остывают, то вес остается прежним, увеличенным? Или застрявшая в металле «теплотворная материя» «забыла о своей природе», тогда как ей надлежало бы оставлять тело все время теплым, пока она в нем находится или пока тело остается более тяжелым, чем прежде. Вдобавок само восстановление окалин до металлов, когда они снова теряют приобретенный вес, производится тем же огнем, что и окаливание. Почему же, спрашивает Ломоносов, «один и тот же огонь то внедряет в тела свою теплотворную материю, то изгоняет ее оттуда?»

7 декабря 1744 года Ломоносов закончил и представил в академическую Конференцию свою диссертацию: «Физические размышления о причинах теплоты и холода». 21 и 25 января 1745 года он докладывал ее профессорскому собранию. Взгляды его к тому времени окончательно установились. Он решительно отвергал теорию «теплорода»!

Горячность, с какой адъюнкт Ломоносов защищал выставленные им положения, озадачивала академиков-иностранцев, ценивших прежде всего свое собственное мнение и совершенно не приученных к тому, чтобы молодой ученый, да еще русский, так смело выступал по важнейшим вопросам науки.

Особенно сильное впечатление произвело на них то, что Ломоносов не посчитался даже с авторитетом Роберта Бойля и позволил себе заметить, что тот во время своих опытов «не всё достаточно учел», да и сами эти опыты «не свободны от подозрения», так как «автор при них не присутствовал, а часто поручал их выполнение какому-то работнику». Ломоносов оспаривает выводы Бойля и указывает на их противоречивость.

В протоколе заседания Конференции от 25 января 1745 года по поводу диссертации Ломоносова было записано, что хотя, по мнению академиков, «похвально прилежание и желание господина адъюнкта заняться теорией теплоты и холода, но им кажется, что он слишком рано взялся за дело, которое, по видимому, пока еще превышает его силы». Приведенные им «доказательства», с помощью которых он пытается частью установить, частью опровергнуть различные внутренние движения тел, отнюдь недостаточны, а главное, на что наставительно указывалось адъюнкту, «чтобы он не старался порицать Бойля, весьма знаменитого в ученом мире». «Г-н адъюнкт уверял, что он это сделал без умысла», — отмечает протокол.

Ломоносов и не собирался нападать на Бойля. «На людей, имеющих заслуги перед республикой науки, я не буду нападать за их ошибки, а постараюсь применить к делу их добрые мысли», — записал он в своих подготовительных заметках к диссертации. Но, разумеется, он не мог не подвергнуть критике его положения, если пришел к другим выводам.

Ломоносов остался при своем убеждении и только постарался развернуть свои доказательства с еще большим блеском и неотразимой силой. [179] См. гл. «Естествоиспытатель», разд. «Невесомые материи».

Столь же важно было для Ломоносова решить вопрос о природе света. Передается ли свет путем колебательных волнообразных движений тончайшего эфира, наполняющего собой всю вселенную, как учили в свое время еще Декарт и Гюйгенс, или представляет собой некую особенную материю, испускаемую светящимся телом, как уверяют Ньютон и его последователи?

Ломоносов считает своим долгом самостоятельно исследовать этот вопрос. В существовании некоей еще одной особенной материи он сомневается и склоняется к теории «зыблющегося движения», возбуждаемого светящимся телом в эфире. [180] О взглядах Ломоносова на природу света см. гл. «Естествоиспытатель».

При решении этой проблемы он стремится найти в ней такие стороны, которые связывали бы ее со всеми остальными его представлениями в единую стройную физическую картину мира.

В особенности его интересует вопрос о взаимной связи явлений света и тепла. Накаленные тела начинают испускать свет, что-то отдают в пространство. В то же время свет, собранный зажигательным стеклом, способен нагревать и даже воспламенять некоторые предметы. Но связь между теплом и светом не так проста.

«Теплота и свет различны, — записывает он, — так как лучи, отраженные от зеркала, больше светят, но меньше греют, чем прямые» (Заметка № 208). Более того, «фокус зажигательного зеркала, полученный от луны, не производит никакого изменения температуры», — делает он выписку из «Химии» Бургаве (Заметка № 20). Ломоносов обращает внимание на то, что «тела зажигаются при помощи ледяных чечевиц». И он приходит к выводу, что «теплота образуется не из материи, выходящей из солнца, но путем сгущения и собирания центрального движения в одну точку» (Заметка № 262). Таким образом Ломоносов искал объяснений связи тепла и света в передаче теплового движения через эфир.

Ломоносов изучает явления преломления и отражения явления света. Он начинает все больше и больше уделять внимания инструментальной оптике, которая должна обеспечить его необходимыми средствами для исследования.

Его привлекает мысль о создании мощного зажигательного прибора, который позволил бы ему поставить целую серию новых и оригинальных опытов и, кроме того, мог бы представить и непосредственный практический интерес.

С 8 июня до середины августа 1741 года Ломоносов был занят конструированием особого «катоптрико-диоптрического зажигательного инструмента», состоящего из большого числа собирательных линз в сочетании с плоскими зеркалами. До Ломоносова подобные инструменты никем из мастеров-оптиков не строились, и его конструкция была совершенно оригинальной. Свое рассуждение об устройстве этого инструмента Ломоносов представил Конференции как особую диссертацию в октябре 1741 года.