Страница 84 из 138
Суть всей ученой работы Ломоносова в 1741–1744 годах, особенно интенсивной в те месяцы, когда он находился под арестом, — в попытке создать совершенно новую, физическую, или «математическую», химию. Вслед за Робертом Бойлем и своим учителем Христианом Вольфом Ломоносов пытается выстроить науку о веществе на основе корпускулярной теории, при этом введя в нее те законы и принципы, которые уже были в то время известны математикам и механикам. Работа эта носила по необходимости чисто теоретический характер.
В «Элементах математической химии» (1741) и нескольких работах, созданных два года спустя, незаконченных и оставшихся в рукописи («Опыт теории о нечувствительных частицах тел», «О составляющих физические тела нечувствительных частицах» и др.), Ломоносов пытается систематически описать сложившуюся у него «картину мира» — мира физических явлений. Картина эта довольно проста: все тела состоят из «собственной» и «посторонней» материи. Собственная материя — это несметное множество «мельчайших нечувствительных частиц», которые тоже суть тела: они имеют протяженность, непроницаемы, обладают силой инерции и вообще действуют по законам механики. Между этими нечувствительными частицами находится «посторонняя материя», которая частью связана силой инерции частиц, частью свободно «струится через промежутки в теле». Все свойства тел и их изменение объясняются соединением, разделением, перемещением и т. д. нечувствительных частиц. Тела бывают «однородные» (состоящие из частиц одного вида) и «разнородные».
Все это вполне соответствует характерным для XVIII века, «столетья безумна и мудра», как позднее назвал его Радищев, представлениям о мире как об отлично слаженной, раз и навсегда заведенной машинке. Ключом к мирозданию тогдашним мыслителям казалась механика, как мыслителям XX века — языкознание и психология.
Как мы уже отмечали, атомистика сама по себе — не изобретение XVIII столетия: она восходит к Демокриту и Лукрецию. Уже современник и соперник Декарта Пьер Гассенди ввел в своем посмертно опубликованном сочинении «Syntagma philosophicum» (1658) термин «молекула». Таким образом французский философ называл соединения атомов, складывающиеся из них, «как слова из букв». Бойль и вслед за ним Ломоносов предпочитали говорить о простых и сложных корпускулах, но в целом у них было вполне отчетливое представление об атомно-молекулярном строении вещества. Оставалось два дискуссионных вопроса. Во-первых, являются ли атомы математической абстракцией, содержащими в себе весь мир лейбницевскими монадами — или просто мельчайшими частицами материи, обладающими весом и заполняющими пространство (Ломоносов, как мы видим, твердо стоял на последней точке зрения). Во-вторых, существует ли между атомами ничем не заполненная пустота. Вслед Декарту Ломоносов считал, что «природа не терпит пустот», но, в отличие от него, не верил в бесконечную делимость корпускул. Поэтому его концепция нуждалась в идее межатомной «посторонней жидкости», чья структура оставалась непроясненной.
Первые работы Ломоносова были написаны вольфовским «математическим методом». Это устраивало молодого ученого, поскольку эти труды писались, вероятно, в первую очередь для себя, с целью систематизации своих фундаментальных представлений. Впоследствии он возвращался к мысли о создании цельной «системы корпускулярной философии», но боялся, что коллеги увидят в ней лишь «незрелый плод скороспелого ума» (письмо Эйлеру от 5 июля 1748 года).
Когда Ломоносов приступил к работам более частного характера, которые предназначались для публикации, сухой «математический метод», вероятно, вступил в конфликт с риторической выучкой поэта-естествоиспытателя, и Ломоносов отказался от него ради более живой и развернутой манеры изложения.
В конце 1744-го — первой половине 1745 года адъюнкт Ломоносов представил академии три диссертации. Первая называлась «Размышления о причинах теплоты и холода». Восторга у коллег она не вызвала. Как свидетельствуют академические протоколы, по завершении чтения работы 21 января «некоторые из академиков вынесли о ней такое суждение: нужно похвалить охоту и прилежание господина адъюнкта, занявшегося изучением теории теплоты и холода; но им кажется, что он еще слишком преждевременно взялся за дело, которое по-видимому пока еще находится выше его сил. Во-первых, доводы, которыми он попытался частью утвердить, частью опровергнуть различные внутренние движения тел, совершенно недостаточны. <…> Затем господину адъюнкту поставили на вид, что он поносит в своем произведении Бойля, столь известного своими трудами: он извлек из писаний Бойля те места, в которых этот последний как будто говорит вздор, но обошел молчанием очень многие другие, в которых Бойль дал образчики глубокой учености. Г-н адъюнкт отрицал преднамеренность своего поступка».
Ломоносова часто обвиняли в неуважении к предшественникам. В данном случае обвинение едва ли справедливо. Коллег Ломоносова по академии интересовало скорее соблюдение научных условностей. Впрочем, Ломоносов переделал работу с учетом их замечаний, и в таком, переделанном, виде она появилась в первом томе «Новых комментариев» среди работ, одобренных к печати в 1747 и 1748 годах.
Взгляды ученых XVIII века на природу теплоты были характерны для их мировосприятия. Столкнувшись с тем или иным свойством тел, будь то упругость или способность к горению, естествоиспытатель той поры предпочитал объяснять его наличием в составе тела особого рода субстанции, объясняющей именно это свойство. Считалось, что наряду с вещественными химическими элементами существуют и «невещественные», невесомые (например, свет). Одним из таких воображаемых веществ был теплород, или теплотвор. Не все физики верили в его существование, но большинство верило. Некоторые считали, что есть и особое «вещество холода», содержащееся в солях (так как при их растворении происходит охлаждение жидкости). Ломоносов был в числе очень немногих сторонников кинетической теории теплоты, считавших, что ее источник — в движении частиц. На сходной точке зрения стояли Даниил Бернулли и Рихман. Однако именно Ломоносов создал наиболее развернутую в XVIII веке механическую теорию теплоты.
Разумеется, теория Ломоносова, в основе которой лежала идея вращательного (коловратного) движения частиц, отличается от представлений современной науки, и все же по существу мысли ученого были верны. Но чтобы это стало очевидным, должно было пройти столетие. Еще в 1850-е годы в учебниках писалось, что теплота — это «особенная жидкость, которая располагается между атомами весомых тел». Н. А. Любимов, автор работы «Ломоносов как физик» (1855), считал, что кинетическая теория теплоты без сомнения «имеет только историческое значение». Между тем к тому времени эксперименты Г. Дэви, Д. Джоуля и других подтвердили эту теорию и всего через десять лет она стала общепринятой.
Помимо прочего, историки науки обращают внимание на 25-й параграф ломоносовской работы, где сказано, что при полном прекращении движения частиц достигается крайняя степень холода. Считается, что русский ученый «предсказал» понятие абсолютного нуля, введенного в науку Кельвином лишь в 1870 году.
Другая работа, чтение которой также завершилось 21 января, — «О вольном движении воздуха, в рудниках примечаемом», не содержала никаких сенсационных или спорных гипотез и не вызвала возражения академиков. Здесь Ломоносов впервые коснулся темы, которая впоследствии будет занимать немало места в его исследованиях: зависимость перемещения воздушных масс от их температуры.
«Рассуждение о действии химических растворителей вообще» было первой собственно химической работой петербургского периода. Читалась она 22 марта —12 апреля 1745 года, причем чтение сопровождалось демонстрацией опытов.
Заслуживает внимания вступительный пассаж, с которого начинается эта работа: «Хотя уже с древних времен люди, искусные в химии, положили на нее много труда и забот, а особенно за последние сто лет поборники ее, как бы сговорившись, более совершенно выведывали состав природных тел, тем не менее очень большая часть естественной науки все еще покрыта глубоким мраком и подавлена своей собственною громадою. От нас сокрыты подлинные причины удивительных явлений, которые производит природа своими химическими приемами… Нельзя также не отметить, что хотя имеется немалое количество химических опытов, в достоверности которых мы не сомневаемся, однако мы по справедливости жалуемся на малое число положений, с которыми можно было бы согласовать выводы, основанные на геометрических доказательствах».