Николай Качалов - Стекло

В этот начальный период работы в лаборатории Ломоносов действительно был совершенно одинок; он никак не мог добиться от академических чиновников себе помощника, или, как тогда называли, «лаборатора», для ведения обжигов в экспериментальных печах. Наконец, Шумахер «смилостивился» и на последнюю просьбу Ломоносова, где тот ссылался на большую академическую загрузку словесными науками, отвечает согласием со следующим язвительным примечанием: «...хотя бы г. профессор Ломоносов и никаких других дел, кроме химических, не имел, однако необходимо надобен ему лаборатор или такой человек, который с огнем обходиться умеет, понеже профессор сам того еще не знает, да и упражняясь в теории столь скоро тому не научится. Ежели ему такой человек придан не будет, то он больше сосудов испортит и больше материалов потратит, нежели сколько жалованья приданный ему человек получит, а ничего особливого не сделает».

Чтобы осознать в полной мере громадное значение заслуги Ломоносова по созданию науки о стекле, нужно отчетливо себе представить, что в этом деле он был первым. До него в Европе искусство стекловарения основывалось исключительно на опытных данных и направлялось руками малообразованных практиков, или, как их тогда называли, «арканистов», т. е. знатоков тайн.

Эти люди — последние представители вымирающей школы алхимиков, — нередко совершенно невежественные, но наделенные значительным запасом авантюризма, слонялись по дворам властителей Европы и предлагали свои услуги по части организации того или иного модного производства, например фарфора, хрусталя и т. п. Печальным примером доверчивого отношения к таким псевдоспециалистам может служить эпизод приглашения на русскую службу впоследствии разоблаченного Виноградовым немца Христофора Гунгера, который за большие деньги должен был поставить в Петербурге фарфоровое производство, но оказался круглым невеждой.

На таком низком уровне находился до Ломоносова вопрос об ученых специалистах по технологии стекла. Не лучше обстояло дело и с литературой. Пожалуй, единственным более или менее солидным руководством являлась книга трех иностранных авторов XVII в. — Нери, Меррета и Кункеля, — носившая название «Ars vilraria experimenialis» («Опытное искусство стеклоделия»). Авторы этой книги. последовательно, один за другим ее составлявшие, хотя и были неплохими практиками-стеклоделами, располагавшими значительным рецептурным фондом, но они понятия не имели о подлинно научных методах мышления, не умели ставить систематического эксперимента, не придавали значения количественному учету влияния различных факторов, не изучали зависимостей и не могли делать широких обобщений. Поэтому и их печатный труд не мог служить Ломоносову существенной опорой при осуществлении задуманных им широких научных планов. Таким образом, создавая науку о стекле, Ломоносов работал в одиночестве.

Фундаментальное научное исследование по химии стекла, проводившееся Ломоносовым в рассматриваемый четырехлетний период и потребовавшее, как выше сказано, около четырех тысяч опытов, разбивается на три крупных этапа.

Первый — расширение ассортимента исходных материалов.

В доломоносовские времена при варке стекол применялось всего лишь около полутора десятков компонентов шихты.

Стеклообразующие материалы (главные составные части шихты): песок, щелочи (зола растений), селитра, известь, свинцовый сурик, бура.

Красители: «магнезия пьемонтская» (содержащая марганец), медная окалина, железная окалина (крокус, железная руда), сера (сульфиды), уголь, «сафра» (кобальтовая руда), хлорное золото.

Глушители: окись олова, костяная мука.

Первой заботой Ломоносова было расширение этого ассортимента в той мере, в какой позволяло это сделать современное ему состояние химической промышленности и горного дела.

Всеми возможными путями, иногда преодолевая очень большие трудности, он приобретал разнообразные искусственные и природные вещества и подготовлял их к предстоящим экспериментам, подвергая необходимой переработке и очистке. Таким образом ему удалось запасти около 60 различных материалов.

Второй этап работы Ломоносова в области стекла — получение в более или менее очищенном виде различных минеральных красителей путем той или иной химической обработки природных или искусственных соединений, содержавших эти красители. Это была очень трудоемкая работа, если учесть, что каждый краситель получался в результате многих разнообразных реакций.

И, наконец, последняя, заключительная стадия работы — изучение действия красителей на стекло.

Этот этап, к которому можно было приступить лишь по окончании двух предыдущих, несомненно являлся центральной задачей во всем задуманном Ломоносовым исследовании. К его исполнению ученый приступает с неслыханной для того времени широтой плана. Он изучает явление окрашивания стекла со стороны влияния на него каждого из следующих факторов: природы красителя, способа его приготовления, состояния, в котором он вводится, концентрации красителя и, наконец, каждого из компонентов, входящих в состав стекла.

Для каждого из этих факторов проводится своя большая самостоятельная серия опытов, где количественное участие каждого фактора систематически изменяется в достаточно широких пределах.

Вся экспериментальная часть работы проводится на небывало высоком методическом уровне, о чем можно судить по следующим признакам.

Во-первых, совершенно правильно организованы опытные плавки. Размер тиглей (емкостью около 15-20 миллилитров, т. е. кубических сантиметров) подобран верно. Тигли достаточно велики, чтобы по полученному в них расплаву можно было делать достоверные выводы, и достаточно малы, чтобы наивыгоднейшим образом использовать емкость лабораторной печи и проводить значительные серии опытных варок при точно одинаковом температурном и газовом режиме. Сейчас применяются для подобных работ тигли примерно такого же размера.

Во-вторых, строго соблюдалось постоянство условий опытов, т. е. при изучении количественного влияния какого-нибудь одного фактора применялись все меры, чтобы действие остальных факторов оставалось постоянным.

В-третьих, соблюдалась строгая количественная дозировка компонентов, что для того времени было новостью.

В-четвертых, навешивание производилось с вполне достаточной точностью, до 1 грана (0,0625 г).

В-пятых, применялось систематизированное хранение образцов в специальных ящиках за соответствующими номерами. Если принять во внимание, что образцы получались тысячами, становится ясным, что это условие требовало большой заботы и аккуратности.