Е. Ширшов - Ломоносововедение

Идеи контакта наук, их тесная взаимосвязь явились основными в XX веке. На стыках двух и более наук появились новые отрасли знаний биохимия, биофизика, геохимия и другие.

Теоретической основой научных работ Ломоносова является принцип сохранения материи. Впервые ученый сформулировал его как «всеобщий закон природы». Сама мысль о том, что вещество не может возникать из неоткуда и исчезать в никуда была не нова. Учеными и философами XVII и XVIII века она принималась как аксиома, но именно Ломоносов придал этому положению форму закона, который лежит в основе всех наук. Этот закон был сформулирован им так: «Все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается от чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется какому-либо телу, столько же теряется у другого, сколько часов я затрачиваю на сон столько же отнимаю от бодрствования, и т.д. Так как это всеобщий закон природы, то он распространяется и на правила движения: тело, которое своим толчком возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому 9 9 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 10. С. 455. ».

Проведя анализ свойств тел и явлений, Ломоносов определяет понятие «материя». Он писал: «материя есть протяженное несопроницаемое, делимое на нечувствительные части… Материя есть то, из чего состоит тело и от чего зависит его сущность 10 10 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 1. С. 107, 173. ».

Ломоносов понимал, что раскрыть научную картину мира можно, только начав с изучения материи, из которой состоит мир. Он неустанно подчеркивал неразрывную связь материи и движения, стремился объяснить различные процессы и явления природы как результат особого рода движения частиц, составляющих материю 11 11 Г.Е. Павлова. Ломоносов – энциклопедист. – М.: «Современник», 1989. – С. 126. .

Дальнейшим развитием учения о материи Ломоносова стала атомистика. Вкладом Ломоносова в атомистическую теорию строения вещества, созданную его предшественниками, было признание объективного существования в природе двух реальных и качественно различных форм частиц материи: первоначальные частицы – атомы (в терминологии Ломоносова – элементы) и собрания атомов – молекулы (в его терминологии – корпускулы).

Для Ломоносова химия и физика составляли неразрывное целое. Он шел к химическим исследованиям от физики, правильно полагая, что легче распознать скрытую природу тел, если соединить физические данные с химическими. В своих сочинениях он писал: «Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут 12 12 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 10. С. 140. ». Ломоносов был убежден, что изучение физических свойств раскроет природу вещества, а изучение его состава и происходящих внутренних процессов определит его физические свойства.

«Вольность и союз необходимо требуют взаимного сообщения и беззавистного позволения в том, что кто знает упражняться. Слеп физик без математики, сухорук без химии 13 13 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 10. С. 57. ».

С именем Ломоносова связано развитие ряда новых направлений физики в России в первой половине XVIII века. Основываясь на атомно-молекулярной теории строения вещества, Ломоносов объяснил многие физические явления, которые до него трактовались не верно.

Широта физических исследований Ломоносова впечатляет: изучение молекулярно-кинетической теории теплоты и газов, исследования электричества, разработки в теории света и цветообразования, изучение массы и веса тела, опыты с замораживанием ртути и многое другое. Он писал: «Я хочу строить объяснение природы на известном, мною самим положенном основании, чтобы знать, насколько я могу ему доверять 14 14 М.В. Ломоносов. 276 заметок по физике и корпускулярной философии. Темы будущих работ // Полн. собр. соч. Т. 1. С. 125. ».

Развитие физики в первой половине XVIII века проходило в соперничестве двух направлений: Рене Декарта и Исаака Ньютона. Р. Декарт и его последователи, наибольшее внимание в своих исследованиях уделяли механическим представлениям о природе, наделяя материю такими простыми свойствами как протяженность, непроницаемость и инерция.

Ньютон и его ученики строили свои теории на основе практики и спланированных экспериментов. Главным в теории Ньютона стало понятие силы, вызывающей перемещение тел в пространстве. Закон всемирного тяготения, открытый этим выдающимся ученым оказал существенное влияние на физику как науку того времени.

Ломоносов оба учения подвергал сомнению: «В наше время причина теплоты приписывается особой материи, которую большинство называют теплотворной, другие – эфиром, а некоторые – элементарным огнем… Это мнение в умах многих пустило такие глубокие корни и настолько укрепилось, что повсюду приходится читать в физических сочинениях о внедрении в поры тел названной выше теплотворной материи, как бы привлекаемой каким-то приворотным «зельем»; или, наоборот, – о бурном выходе из пор, как бы объятой ужасом. Поэтому мы считаем нашей обязанностью подвергнуть эту гипотезу проверке 15 15 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 2. С. 41. ».

Ломоносов разрабатывает собственную молекулярно-кинетическую теорию теплоты: «теплота состоит во внутреннем вращательном движении связанной материи 16 16 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 2. С. 21. ». Наиболее полно свою теорию теплового движения частиц Ломоносов раскрыл в работе «Размышления о причине теплоты и холода», которая была напечатана в 1750 г. на латинском языке в научном журнале Петербургской академии наук – «Новые комментарии» 17 17 Г.Е. Павлова. Ломоносов – энциклопедист. – М.: «Современник», 1989. – С. 129. . В этом исследовании Ломоносов раскрывает вопрос о границах скоростей теплового движения частиц материи, высказывает мысль о существовании абсолютного нуля, и отмечает, что высшей степени холода на Земле не существует. «Действительно, все, что нам кажется холодным, лишь менее тепло, чем наши органы чувств. Так, самая холодная вода еще теплее чем, так как лед, в который вода замерзает на более сильном морозе, холоднее ее, т.е. менее тепел 18 18 М.В. Ломоносов. Полн. собр. соч. Т. 2. С. 39. ».

Одновременно с разработкой молекулярно-кинетической теории теплоты Ломоносов создал основы молекулярно-кинетической теории газов, прежде всего воздуха 19 19 Г.Е. Павлова. Ломоносов – энциклопедист. – М.: «Современник», 1989. – С. 130. . Он ввел понятие «беспорядочного чередования» в «нечувствительные промежутки времени» атомов воздуха, как мгновенное взаимодействие соприкасающихся между собой атомов, что составило основную идею кинетической теории газов. Теория газов, разработанная Ломоносовым, во многом предопределила дальнейшие изыскания в этой области физиков следующих столетий.