Нина Уткина - Ломоносов: к 275-летию со дня рождения

Корпускулярные воззрения создают единую теоретическую основу для химии и физики. Так возникает одно из звеньев их интеграции. Но контакты химии с физикой этим не исчерпываются. Ломоносов предполагает, что сближение химии с физикой является непременным условием развития химии. Соединить «физические истины с химическими» (3, 2 , 223), «ввести в области химии приборы [9] Он был в числе первых экспериментаторов, применивших микроскоп в химических исследованиях. физиков, а также истины, ими открытые, чтобы до известной степени устранить или облегчить трудности, встречающиеся в этой науке, и осветить области темные и скрытые глубоким неведением...» — такую программу намечает Ломоносов, говоря о необходимости создать «физическую химию» (3, 1 , 89).

Помимо атомизма важнейшей чертой, роднящей физику с химией, должны стать количественные методы. Мысль, что «стремящийся к ближайшему изучению химии должен быть сведущ и в математике» (3, 1, 75), многократно повторяется в его работах. Имелось в виду не столько введение математического аппарата, формул и уравнений, сколько количественные исследования и некоторая доля аксиоматизации. Показателем зрелости химии будет такое ее состояние, «когда все химические истины будут объединены более строгим методом и будет ясно, насколько одна истина может быть объяснена или выведена из другой...» (3, 2 , 221). Начатая Ломоносовым работа была замечена Л. Эйлером. Как мы уже отмечали ранее (гл. 1), он придавал ей большое значение.

Одним из первых Ломоносов ввел в химию меру, вес, число. Все, что касалось веса вещества в химических реакциях, он проделывал с тщательностью и полнотой, которые долгое время оставались непревзойденными. Проведенные им эксперименты, связанные с процессом горения, способствовали доказательству сохранения массы при химических превращениях. Он сумел дать и теоретическую интерпретацию этому процессу, более совершенную с точки зрения фактора веса, чем это сделал Лавуазье. В трактовке горения, данной Лавуазье, участвовал не только открытый им кислород, но и невесомая «материя теплоты» и «материя света». Включение в механизм горения новых факторов наряду с сохранением традиционного теплотвора для многих современников Лавуазье, в том числе Пристли, выглядело ненужным усложнением и не прибавляло доверия к новой, дефлогистонной химии (см. 117, 288—289). У Ломоносова некоторые сложности возникали из-за гипотезы об отсутствии пропорциональности между весом и массой, которая была связана с его теорией тяготения, но и эта гипотеза не умаляла роли веса.

Начиная с середины XVIII в. в сознании большинства естествоиспытателей утвердилось неверие относительно возможности создать кинетическую теорию тепла. Все ранее предпринимавшиеся попытки рассматривать теплоту как результат движения частиц вещества были подавлены идеей специфического теплорода. Ф. Энгельс по этому поводу писал: «Первое, наивное воззрение обыкновенно правильнее, чем позднейшее, метафизическое. Так, уже Бэкон говорил (а после него Бойль, Ньютон и почти все англичане), что теплота есть движение (Бойль уже, что — молекулярное движение). Лишь в XVIII веке во Франции выступил на сцену calorique [10] Теплород. , и его приняли на континенте более или менее повсеместно» (1, 20 , 594).

Тому, что стало почти общим мнением, Ломоносов противопоставляет, основываясь на своих общих корпускулярных воззрениях, многих экспериментах и рассуждениях, кинетическую теорию тепла. Впервые он подробно изложил ее в диссертации «Размышления о причине теплоты и холода», написанной в 1747 г.: «На основании всего изложенного выше мы утверждаем, что нельзя приписывать теплоту тел сгущению какой-то тонкой, специально для того предназначенной материи, но что теплота состоит во внутреннем вращательном движении связанной материи нагретого тела» (3, 2 , 53). Здесь же, руководимый своей теорией, он выдвигает представление о температуре абсолютного нуля (см. 3, 2 , 37—39). Согласно механической теории теплоты, распространение которой произошло столетием позже, в представления Ломоносова следовало внести одно уточнение — заменить вращательное движение частиц беспорядочно-поступательным их движением. О диссертации с большой похвалой отозвался Л. Эйлер.

Через несколько лет диссертацию о природе теплоты Ломоносов публикует в переработанном виде на латинском языке в первом томе «Новых комментариев» Петербургской Академии наук, изданном в 1750 г. Помимо диссертации в томе были другие работы Ломоносова, пронизанные идеями атомизма,— «Опыт теории упругости воздуха», «Прибавление к размышлениям об упругости воздуха», «Диссертация о действии химических растворителей вообще». Здесь же помещалась его работа «О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном». Около десяти зарубежных журналов, помещая отзывы о первом томе «Комментариев», остановились на содержании ломоносовских работ (58, 151). Некоторые из них, например «Nouvelle bibliotheque germanique», издававшийся в Амстердаме, поместили благожелательную информацию и анализ его диссертаций. Более острой была реакция в Германии. В последующие три-четыре года в немецких журналах появились критические статьи и рецензии, в которых отвергались положения ломоносовских диссертаций: в 1752 г. они были опубликованы в лейпцигском журнале «Commentarii de rebus in scientia naturali et medicina gestis», в 1753 г.— в журналах: «R. A. Vogels... Medicinische Bibliothek», т. II, № 14, и в «Hamburgisches Magasin», т. II, № 3 и 4. В 1754 г. в Эрлангенском университете прошла защита диссертации И. X. Арнольда «О невозможности объяснить теплоту движением частиц тел и особенно вращательным их движением вокруг осей», посвятившего свою работу опровержению идей Ломоносова.

Отличие концепции теплоты, разработанной Ломоносовым, от теплородных воззрений, полемика относительно его концепции произвели, вероятно, глубокое впечатление на немецких естествоиспытателей. Видимо, поэтому почти сто лет спустя составители Немецкого физического словаря 1841 г., касаясь истории учения о теплоте, противостоящими теориями называли вольфианскую и ломоносовскую: «Христиан Вольф явственно высказывает, что существует особенное, повсюду распространенное в телах вещество, выказывающее явление теплоты. Напротив того, Ломоносов общие феномены теплоты выводил из вращательного движения частиц в телах, причем он тщетно старался при помощи искусственных гипотез согласовать с этой теорией существование стужи от охлаждающихся смешений» (цит. по: 76, II , 447).

В общих принципах своих воззрений Ломоносов разрабатывал физику эфира, который в его теории выступал носителем электрических и оптических явлений. Электричество — эффект вращения тонких частиц эфира. Свет — волнообразное движение эфира: частицы его движутся таким образом, что весь эфир уподобляется колеблющимся волнам. Ломоносов, как и Эйлер, не принимал ньютоновской теории истечения частиц света. Неприемлемым считал он и ньютоновское учение о спектре. Белый свет, по Ломоносову, является сочетанием трех основных цветов — красного, желтого и голубого. Воспринимаемые глазом цвета — это результат различных комбинаций, «совмещения» и «несовмещения» трех типов корпускул эфира (самые крупные дают ощущение красного цвета, помельче — желтого, наиболее мелкие — голубого) с корпускулами, выстилающими поверхность тел, причем свойства последних строго зависят от химического состава тел. Для его теории света, как считает Б. Г. Кузнецов, наиболее характерно «стремление разъяснить оптические явления, ссылаясь на структуру вещества, на различия в форме атомов, объясняющие качественные химические различия между телами» (49, 200).