• Приглашаем посетить наш сайт
    Фонвизин (fonvizin.lit-info.ru)
  • Павлова Г.Е., Федоров А. С.: Михаил Васильевич Ломоносов 1711-1765
    Атомно-кинетическая концепция. У истоков всеобщего закона природы

    Атомно-кинетическая концепция. У истоков всеобщего закона природы

    Развивая материалистические представления об основных закономерностях, наблюдаемых в природе, Ломоносов исходил из принципов атомистики материалистического учения о прерывистом, дискретном строении вещества. Это учение берет начало в работах античных философов. Идея атомизма была впервые высказана в трудах Левкиппа, Анаксагора, Демократа, Эпикура, Лукреция Кара и других философов-материалистов древнего мира. Это была натурфилософская атомистика. Она возникла на умозрительной, чисто философской основе, подкрепленной лишь некоторыми наблюдениями живой природы.

    В то время еще не было развитого эксперимента, необходимого при изучении явлений природы. Не было также накоплено и большого количества фактических данных для строго научного обоснования идей атомистики. Тем не менее создание атомистической теории явилось величайшим достижением античной науки, укрепившим ее материалистические основы. Краеугольным камнем этой теории было незыблемое утверждение о том, что всякое вещество слагается из мельчайших однородных плотных неделимых и вечных частиц материи которые Левкипп живший в V в до н. э назвал атомами. Атомисты древности считали существование мельчайших частиц материи объективной реальностью Их учение было направлено против идеалистических и религиозных концепций познания природы.

    Ученые XVII-XVIII вв. многое сделали, чтобы связать абстрактную теорию атомного строения вещества, разработанную мыслителями античного мира, с опытными данными нового естествознания, относящимися к свойствам видимых тел.

    Естествознание XVII-XVIII вв. по существу было механистическим. Важнейшей наукой в то время считалась механика учение о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между ними. Наряду с механикой большое развитие получили тогда связанные с ней старейшие области знания: математика и астрономия. Все явления природы рассматривались на основе законов механики. Это относилось и к видимым макротелам и к предполагаемым мельчайшим частицам материи атомам, которые также наделялись прежде всего механическими свойствами.

    Рассматривая материю как конгломерат мельчайших частиц, ученые по-разному объясняли характер их взаимодействия. Р. Бойль и многие другие представляли поверхность атомов усеянной зубцами и заостренными углами, мельчайшими петлями и крючками, посредством которых атомы сцепляются между собой. И. Ньютон и его последователи объясняли взаимосвязь атомов механическими силами притяжения и отталкивания, возникающими между ними.

    Однако с помощью одних только законов механики оказалось невозможным убедительно подкрепить философскую идею атомного строения материи выводами опытного естествознания. Для этого нужно было использовать экспериментальные данные физики и особенно химии, которая в то время еще переживала период своего становления как науки. Тем не менее механическое естествознание и механистический материализм XVII-XVIII вв. представляли собой большой шаг вперед от средневековой схоластики и псевдонаучных воззрений и теорий к прогрессивной науке нового времени, оказывавшей все большее влияние на развитие техники и производительных сил.

    В XVII в. получила распространение идеалистическая атомистика Г. Лейбница, названная им монадологией. Понятие монады как элемента бытия использовалось еще в философских системах античного мира. В идеалистической философии Лейбница монады, из которых якобы состоит мир, наделяются самостоятельными духовными сущностями. По Лейбницу, монада первичная, простая и неделимая живая единица, воспринимающая и отражающая в себе весь мир. Монад великое множество, но их духовная природа исключает гармоническое взаимодействие между ними, которое определяется лишь божественным предначертанием. В XVIII в. идеалистическая атомистика Лейбница развивалась Хр. Вольфом и его последователями. Естественно, что это идеалистическое учение ни в какой мере не могло способствовать соединению натурфилософской атомистики древности с успехами естествознания нового времени. Да оно и не ставило перед собой подобной задачи.

    Таким в общих чертах было состояние атомистики в начале XVIII в. Таким было научное наследие, которое получил Ломоносов от своих далеких и близких по времени предшественников. Это были те отправные точки, отталкиваясь от которых основоположник отечественной науки работал над дальнейшим развитием атомной концепции строения материи.

    Ломоносов хорошо знал атомистические воззрения античных философов. Ему были известны труды основоположников механического материализма. Он был знаком с идеалистической философией Лейбница и Вольфа, пытался найти рациональные начала в их учении. Наибольшее влияние на Ломоносова, по-видимому, оказали труды Р. Бойля, именно они навели русского ученого на идеи атомистики. С тех пор, как я прочитал Бойля, писал впоследствии Ломоносов, овладело страстное желание исследовать мельчайшие частицы. О них я размышлял 18 лет.1 Плодом этих размышлений явилась законченная атомно-кинетическая концепция Ломоносова, способствовавшая развитию новых форм учения о дискретном строении вещества и непрерывном движении мельчайших частиц атомов сам Ломоносов называл эти частицы элементами.

    Выдающийся английский ученый Роберт Бойль 1627-1691 многое сделал для становления науки нового времени, в особенности ее крупнейших областей: химии и физики. В работах Бойля нашли яркое отражение новые воззрения в науке, пришедшие на смену средневековой схоластике и пережиткам алхимического периода. В главном труде Бойля Химик- скептик, вышедшем в 1661 г. , отвергаются как несостоятельные и учение Аристотеля о четырех элементах-качествах и теория алхимиков о трех началах, из которых будто бы состоят все тела в природе.

    Бойль был первым из тех, кто начал широко применять экспериментальный метод в химии. При этом для доказательства своих логических построений он пользовался не только количественным, но и качественным анализом. Бойль отчетливо представлял роль химии в практической деятельности людей. Однако в химии он видел не утилитарную область знаний, призванную решать частные задачи практики приготовление лекарств, кислот, красителей и других веществ, а самостоятельную науку, имеющую свои закономерности, свои методы исследований. Экспериментальные работы Бройля, их теоретические обобщения, сделанные им открытия способствовали зарождению подлинно научной химии. Это позволило Ф. Энгельсу весьма емко, в одной фразе, отметить заслуги английского ученого в создании новой крупной области знания: Бойль делает из химии науку 2.

    Павлова Г.Е., Федоров А. С.: Михаил Васильевич Ломоносов 1711-1765 Атомно-кинетическая концепция. У истоков всеобщего закона природы

    Роберт Бойль

    В приложении к книге Химик-скептик английский ученый впервые вводит научно обоснованное понятие о химическом элементе, согласно которому элементом называется та минимильная по размерам частица вещества, что образуется как предел при его разложении.

    Я должен уведомить Вас, писал Бойль, что я теперь подразумеваю под элементами, как те химики, которые говорят, что они вносят полнуюясность своими началами, некоторые первоначальные и простые или совершенно несмешанные тела, которые, не будучи сделаны из каких-либо других тел или из какого-либо другого тела, являются игредиенами,из которых непосредственно о составляются все так называемые совершенно смешанные тела и на которые эти тела в конечном счете распадаются 3.

    Известный французский историк науки Лас Ланжевен, многие годы занимающаяся изучением и популяризацией научного творчества Ломоносова, в обстоятельной статье проанализировала влияние работ выдающегося английского ученого на труды в области химической атомистики основоположника русской науки4. Еще будучи студентом Марбургского университета, Ломоносов, хорошо владея латинским языком, имел возможность в подлинниках познакомиться с многочисленными статьями и монографиями Бойля.

    В своей статье Л. Ланжевен проследила влияние атомистов древности и ученых нового времени на научные разработки Бойля и Ломоносова. Особое внимание она уделила развитию корпускулярной теории за три четверти века, отделяющие эпоху, в которую жил Бойль, от времени деятельности Ломоносова. Наконец, в статье Ланжевен показано, насколько передовыми были корпускулярная теория Ломоносова и его механистическая концепция мира по сравнению с трудами Бойля и наукой XVIII в.

    Труды Ломоносова, отмечает Ланжевен, отличаются большей научной целенаправленностью в отличие от Бойля, у которого значительная часть сочинений посвящена богословию5. Великими всеобъемлющими началами всех тел Бойль и другие представители механистической философии считали материю и движение. При этом движение Бойль рассматривал как наиболее важное начало. В трактате Большие результаты даже от медленного и незаметного движения он писал, что, в то время как все тело или объемлющие его поверхности сохраняют свои форму, размеры и расстояния от других устойчивых тел, вблизи от него находящихся, корпускулы, которые его составляют, могут иметь различные быстрые движения и стремления между собой 6. Как человек глубоко верующий, Бойль полагал, что движение мельчайших частиц материи создано богом и постоянно им поддерживается.

    вопросах открыть новые пути к глубоко материалистической, а иногда даже диалектической концепции явлений природы, положив в основание теорию строения материи, сильно опередившую свое время 7. Работы Ломоносова развили и дополнили труды Бойля, посвященные объяснению строения материи и свойствам ее мельчайших исходных частиц. В своих теоретических представлениях, утверждающих материалистическую картину мира, Ломоносов, как указывает историк науки Н. А Фигуровский; сходил из следующих главных концепций которые принимал в качестве бесспорных- 1 атомно-молекулярной теории строения вещества- 2 кинетической теории материи и 3 принципа сохранения вещества и движения.8 Остановимся более подробно на этих концепциях великого русского ученого.

    Рассматривая проблему материального единства мира, М. В. Ломоносов на основе анализа наиболее общих свойств тел и явлений природы попытался дать определение самого понятия материя. В начале рассуждения о материи, писал он, надо поместить определение ее: материя есть протяженное, непроницаемое, делимое на нечувствительные части сперва, однако, сказать, что тела состоят из материи и формы, и показать, что последняя зависит от первой9. В другой работе Ломоносов дал более общее определение материи: . . . материя есть то, из чего состоит тело и от чего зависит его сущность 10.

    Ломоносов различал два вида материи. Один из них он называл собственной материей, второй посторонней материей. Материя собственная, писал он, есть та, из которой состоит тело, а посторонней называется та, которая наполняет промежутки тела, не заполненные собственной материей 11. Русский ученый считал, что абсолютно пустого пространства не существует; все пространство полностью занимают два указанных вида материи. Ими определяется бесконечное разнообразие тел природы и многочисленных процессов и явлений, происходящих в ней.

    Постороннюю материю, заполняющую промежутки тела, а также пространство между телами, Ломоносов называл эфиром. По его представлению, эфир являлся текучей и весьма подвижной материальной средой, в которой могли проходить электрические, световые и в известной мере тепловые процессы. Идея существования эфира как своеобразного вида материи была весьма плодотворной и для обоснования некоторых положений материалистической философии и для дальнейшего развития естествознания. Вплоть до начала XX в. она состояла на вооружении философского материализма и естествознания. Однако исследования в области оптики и электромагнитных явлений доказали несостоятельность этой гипотезы. Современная наука утверждает, что в пространстве наряду с материальными телами существуют различные физические поля, являющиеся особыми формами материи. В них и протекают тепловые световые и электромагнитные явления. Такой материальной средой является, например, электромагнитное поле.

    Разработанная Ломоносовым атомно-кинетическая концепция строения вещества характеризует единство физической картины мира, рассматривает мир как непрерывное движение материи, прежде всего ее мельчайших частиц. Атомистика Ломоносова явилась дальнейшим развитием учения о дискретном строении материи. Его многочисленные предшественники атомисты античного мира и XVII-XVIII вв. признавали простую дискретность материи. Они полагали, что все существующее в природе непосредственно распадается на мельчайшие частицы вещества атомы, минуя какие бы то ни было ступени и звенья. Это была метафизическая и вместе с тем механистическая гипотеза, представляющая материальный мир как простой конгломерат неизменных и неделимых частиц. Она исключала идею развития материи.

    В Элементах математической химии 1741 и ряде последующих работ Ломоносов рассматривал вещество не просто как определенную комбинацию атомов, а как сочетание относительно крупных материальных частиц корпускул, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц элементов. Таким образом, из неделимых элементов атомов образуются более сложные, делимые материальные частицы корпускулы, называемые ныне молекулами.

    М. В. Ломоносов дал четкое определение мельчайших частиц материи и их сочетаний, образующих все многообразие существующих в природе тел. Элемент, писал он, есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших и отличающихся от него тел. . . Корпускула есть собрание элементов, образующее одну малую массу. . . Корпускулы однородны, если состоят из одинакового числа одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом 12. В последней фразе Ломоносов дал понятие простого тела. Далее в той же работе ученый привел признаки сложного тела. Корпускулы разнородны, указывал он, когда элементы их различны и соединены различным образом или в различном числе; от этого зависит бесконечное разнообразие тел13.

    В Элементах математической химии русский ученый дал определение понятию сложного, или, по принятому тогда выражению, смешанного, тела, называемого теперь химическим соединением. Смешанное тело, писал он, есть то, которое состоит из двух или нескольких различных начал, соединенных между собой так, что каждая отдельная его корпускула имеет такое же отношение к частям начал, из которых она состоит, как и все смешанное тело к целым отдельным началам 14. Таким образом, по Ломоносову, соотношение между целыми отдельными началами всего вещества должно быть таким же, как и соотношение между элементами внутри корпускулы т е атомами внутри молекулы Эта короткая фраза по существу содержит формулировку законов постоянных и кратных отношений открытых в начале XIX в. Ж. Прустом и Дж. Дальтоном.

    Ломоносов многое сделал для дальнейшей разработки атомистической теории. Он связал в единое целое материю и движение, заложив этим основы атомно-кинетической концепции строения материи, позволившей с материалистических позиций объяснить многие процессы и явления, наблюдаемые в природе. Считая движение одним из коренных, неотъемлемых свойств материи, Ломоносов никогда не отождествлял материю и движение. В движении он видел важнейшую форму существования материи. Движение он считал источником всех изменений, происходящих в материи. Весь материальный мир от огромных космических образований до мельчайших материальных частичек, из которых состоят тела, Ломоносов рассматривал в процессе непрерывного движения. Это в одинаковой мере относилось как к неодушевленным веществам природы, так и к живым организмам.

    Русский ученый рассматривал животный и растительный мир природы, все живые и развивающиеся организмы как конгломерат, т. е. механическое соединение, состоящее из простых неорганических тел, которые, в свою очередь, представляли собой совокупность мельчайших частиц. Ломоносов утверждал, что хотя органы животных и растений весьма тонки, однако они состоят из более мелких частиц, и именно из неорганических, т. е. из смешанных тел, потому что при химических операциях разрушается их органическое строение и из них получаются смешанные тела. Таким образом, все смешанные тела, которые производятся из животных или растительных тел природою, или искусством, так же составляют химическую материю. Отсюда явствует, как широко распространяются обязанности и сила химии во всех царствах тел15 .

    Атомно- кинетическая концепция Ломоносова, основанная на материалистических принципах строения всех видов материи, прочно вошла во все области естественных наук, явилась основой материалистической философии. Одним из наиболее устойчивых законов природы ученый считал причинную связь между материальными объектами, выражаемую их многочисленными свойствами и особенностями. Однородные явления, писал он, происходят от одних и тех же причин, как, например, дыхание человека и животного, падение камней в Европе и в Америке, свет от кухонного огня и от солнца, отражение света на земле и на планетах 16.

    Особенную роль причинных связей Ломоносов видел в живой природе, в мире органических веществ. Именно здесь, утверждал ученый, частицы тел оказываются устроенными и связанными друг с другом так, что причина одной части заключена в другой, с ней связанной. В неорганических телах частицы, кроме взаимного сцепления и расположения, не имеют причинной связи.17 Таким образом, принцип материального единства мира ученый распространял и на живые организмы.

    Все изменения, происходящие в живом и мертвом веществе, Ломоносов связывал с процессами движения. Однако в эпоху механистического материализма, когда все процессы природы рассматривались в соответствии с законами механики, Ломоносов не смог отойти от общепринятых традиций. И для него процесс ; движения представлялся прежде всего как перемещение тел в пространстве. Он различал три формы движения. Для каждого тела, считал ученый, можно представить себе и могут существовать лишь три движения, к которым сводятся все остальные виды движения: 1 поступательное, когда все тело непрерывно меняет свое положение; 2 вращательное, когда тело, оставаясь , в том же положении, вращается вокруг постоянной или переменой оси; 3 колебательное, когда тело на ничтожном пространствие движется взад и вперед частыми чередованиями 18.

    Ломоносов утверждал, что движение материи существует вечно. В своих работах он безоговорочно отвергал идеалистические измышления о первотолчке, т. е. о действии потусторонних, божественных сил, в наличии которых был уверен великий предшественник Ломоносова И. Ньютон. В труде О тяжести тел и об извечности первичного движения Ломоносов различает первичное и производное движение. Первичным движением он сечтал такое движение, которое не порождается другим движением, существует вечно. Под производным движением ученый понимал то движение, которое зависит от другого движения, от действия различных сил, например силы тяжести в случае ускоренного движения падающего тела. Утверждая вечность первичного дивжения материи, не имеющего начала и конца, Ломоносов писал: Предположим, что первичное движение не существует извечно; отсюда следует, что было время, когда этого движения не было и что движущееся тело покоилось, но было, наконец, возбуждено к движению Отсюда можно заключить, что было нечто внешнее, что его двигало, и, следовательно, первичное движение не было первичным что однако содержит противоречие. Поэтому необходимо принять противоположное утверждение и признать что первичное движение никогда не может иметь начала но должно длиться извечно19 .

    У Ломоносова, как и у его предшественников, философов- материалистов XVII-XVIII вв. , в основе учения о движении лежат законы механики. На основе этих законов Ломоносов стремился объяснить и протекающие в живом организме сложные физиологические и биологические процессы. Однако русский ученый пытался преодолеть узкие рамки современного ему механистического материализма. Он рассматривал явления нагревания и охлаждения как результат теплового движения частиц самой материи. В электрических и световых явлениях он также видел своеобразные формы движения частиц, из которых состоит окружающая среда-эфир. Ломоносов решительно отвергал мифическую невесомую жидкость теплород, равно как электрическую жидкость и световое вещество. Явления теплопередачи, электричества и света, несмотря на их огромное качественное различие, Ломоносов объяснял разными видами движения матереальных частиц. "Ограниченный уровень естествознания XVIII в. , - писал Г. С Валецкий, - один из исследователей философского наследия М. В. Ломоносова, не позволил Ломоносову конкретно показать качественное своеобразие электрической и световой форм движения, отличных от механического перемещения 20.

    доказывается, что источник движения заключен в самой материя. Единая картина мира, разработанная Ломоносовым, основана на констатации непрерывной связи и единства материи и движения, на признании их вечного существования.

    Выдающимся научным достижением Ломоносова является открытый им закон сохранения материи и движения. Первая формулировка этого всеобщего закона природы содержалась в письме Ломоносова к Л. Эйлеру, датированном 5 июля 1748 г.

    Все встречающиеся в природе изменения происходят так, писал ученый, что если к чему-либо нечто прибавилось, то это отнимается у 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 распорстраняется и на правила движения: тело, которое своим толчком. возбуждает другое к движению, столько же теряет от своего движения, сколько сообщает другому, им двинутому21 .

    Знаменитое письмо Ломоносова к Эйлеру было письмом только по форме изложения содержащихся в нем материалов большой научной значимости. По существу оно являлось обстоятельным научным трактатом, в котором на основании более ранних исследований молодого русского ученого был сформулирован в общем , виде один из важнейших законов природы. К числу таких работ Ломоносова, посвященных атомно-кинетической концепции строения вещества и основным закономерностям природы, относятся его труды первой половины 40-х годов: Опыт теории о нечувствитальных частицах тел, О составляющих природные тела нечувствительных Физических частицах, Заметки о тяжести тел и др.

    В дальнейших своих исследованиях Ломоносов неоднократно ссылался на закон сохранения, экспериментально подтверждал его истинность. В 1760 г. русский ученый впервые опубликовал этот закон и работе Рассуждение о твердости и жидкости тел, изданной на русском и латинском языках, а также в виде реферата в парижских Типографских анналах.

    Идея вечности и неуничтожимости материи выдвигалась еще философами-материалистами античного мира: Демократом, Эпикуром и др. Тит Лукреций Кар (I в. до н. э.) в философской поэме О природе вещей также доказывает вечность материи, утверждая, что ничто создаваться не может из ничего, и все то, что родилось, в ничто обращаться не может 22. В более поздние времена, в XVI-XVII вв. , идеи вечности материи и постоянства вещества обосновывали Дж. Бруно, Г. Галилей, Р. Декарт, П. Гассен ди и, наконец, И Ньютон. Однако никто из предшественников Ломоносова не пытался исследовать материю и движение в их единстве, в их неразрывной связи. Творцы механистического материализма не смогли обобщить частные примеры вечного и неизменного существования материи во всеобщий закон природы, рассматривающий одновременно сохранение и материи и движения в их постоянном единстве. Философы-механисты или прямо отрицали единство материи и движения, или связывали признание сохранения материи и движения с их божественным происхождением, с так называемым первотолчком.

    В отличие от своих предшественников, писал С. И. Вавилов, Ломоносов говорит о любых переменах, в Натуре случающихся, об их общем сохранении, и только в качестве примеров он перечисляет отдельно взятые сохранение материи, сохранение времени, сохранение силы. Можно предполагать, что перед умственным взором Ломоносова, когда он наносил на бумагу приведенные строки, вырисовывалось несравнимо более широкое и глубокое понятие материи, чем тот ограниченный, специализированный образ, характеризуемый только массой и непроницаемостью, который имели в виду физики XVIII в. , говоря о материи. Об этой материи как о частном примере своего общего начала упоминает и Ломоносов. Другая материя в общем смысле, охватывающая все перемены, в Натуре случающиеся и сохраняющаяся в целом, о которой думал Ломоносов близка к пониманию материи в ленинском диалектико-материалистическом философском значении Закон сохранения отмечал далее С. И. Вавилов есть закон всеобщий объемлющий всю объективную реальность с пространством временем веществом и прочими ее свойствами и проявлениями.23

    В многочисленных исследованиях и высказываниях, характеризующих существо процессов движения в их взаимосвязи с материей, Ломоносов значительно опережал выводы современного ему естествознания. В его работах были сделаны первые шаги в раскрытии диалектики природы, которую он пытался рассматривать не как застывшую, окостенелую систему, а в процессе непрерывного развития. Тела, писал он, не могут ни действовать, ни противодействовать взаимно без движения. . . Природа тел состоит в действии и противодействии. . . а так как они не могут происходить без движения. . . то природа тел состоит в движении, и, следовательно тела определяются движением24 Однако Ломоносов как уже говорилось, жил в век механистического материализма Он понимал движение как простое механическое перемещение тел В этих условиях не представлялось возможным полностью раскрыть подлинную физическую картину диалектического единства, глубокой неразрывной связи материи и движения.

    Ломоносову принадлежит не только формулировка всеобщего закона природы, но и осуществление экспериментального под- j отверждения этого универсального закона. Опытную проверку принципа сохранения вещества наиболее убедительно можно было , произвести путем исследования химических процессов. Именно , при химических превращениях вещество одного тела частично или полностью переходит в другое тело. Ломоносов решил про- j верить классические эксперименты английского химика Р. Бойля, исследовавшего химические превращения металлов в результате их обжигания в стеклянных сосудах.

    при этом переходила в окалину светло-серого цвета. По окончании опыта реторта вскрывалась, ее содержимое снова взвешивалось. Вес продукта обжига во всех случаях превышал вес исходного материала. Отсюда английский ученый сделал вывод, что корпускулы огня проходят через стекло реторты и поглощаются металлом, увеличивая его вес за 1 счет прибавления какой-то весомой огненной материи.

    Вопросами кальцинации т. е. прокаливания или обжига металлов Ломоносов занимался еще в ранний период своей научной деятельности. Уже в упомянутом письме к Эйлеру от 5 июля 1748 г. русский ученый отмечал: Нет никакого сомнения, что частицы из воздуха, непрерывно текущего на кальцинируемое тело, смешиваются с последним и увеличивают его вес25. Эта фраза позволяет думать, что Ломоносов имел в виду процесс прокаливания металла на открытом воздухе. В последующие годы Ломоносов, по-видимому, уделял много внимания опытам по исследованию процессов прокаливания металлов.

    Повторяя опыты Р. Бойля, Ломоносов производил обжиг свинца в закрытых сосудах. Однако он не вскрывал реторту после прокаливания в ней металла. Он взвешивал ее вместе содержимым до и после опыта. В результате было установлено, что вес сосуда с находящимся в нем металлом в процессе прокаливаяния не изменился. В отчетном рапорте президенту Петербургской академии наук о работах, осуществленных в 1756 г. , Ломоносов писал: Между разными химическими опытами, которых, журнал на 13 листах, деланы опыты в заправленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Робберта Обила мнение ложно, ибо без попущения внешнего воз- духа вес сожженного металла остается в одной мере 26 .

    Одновременно с опытами по прокаливанию свинца в запаянных сосудах, содержащих воздух, Ломоносов предпринял серию экспериментов по кальцинации металлов в условиях частичного вакуума. В рукописях Ломоносова, относящихся также к 1756 г. , сохранилась программа намеченных им физико-химических исследований. На одной из страниц под заголовком Химические операции, которые нужно сделать в пустоте намечено плавить: 1. Олово. 2. Свинец. 3. Смесь из обоих. 4. Золото. 5. Серебро. 6. Медь. Свинец и олово нагревать до каления. Цинк, висмут, королек (по-видимому, королек сурьмы. - Авт.) , кобальт.27

    Павлова Г.Е., Федоров А. С.: Михаил Васильевич Ломоносов 1711-1765 Атомно-кинетическая концепция. У истоков всеобщего закона природы

    Эта обширная программа плавления и кальцинации металлов в сосудах, из которых откачивался воздух, начала осуществляться уже в 1756 г. В упомянутом рапорте-отчете президенту Академии Ломоносов писал: Учинены опыты химические со вспоможением воздушного насоса, где в сосудах химических, из которых был воздух вытянут, показывали на огне минералы такие феномены, какие химикам еще не известны 28.

    К сожалению, лабораторный журнал Ломоносова и записи; о результатах его опытов по прокаливанию металлов в условиях: вакуума, по-видимому, пропали; во всяком случае, до сих пор они не обнаружены. Однако нетрудно представить себе, что и в этих опытах вес кальцинируемого свинца, олова и других металлов также увеличивался. Это объясняется тем, что поршневые воздушные насосы, применявшиеся Ломоносовым и его современниками, не могли обвеспечить создания в закрытой реторте необходимого вакуума.

    В лучшем случае они позволяли понизить давление воздуха до 1520 мм РТ. ст. , т. е. до 0, 2 атм.,

    И хотя это, пишет историк физики Я. Г. Дорфман, назывались в XVIII в. пустотой, для современного экспериментатора не подлежит никакому сомнению, что нагревание в такой пустоте столь легко окисляемых металлов, как свинец или цинк, до каления неизбежно должно было привести к окислению этих металлов и, следовательно, к увеличению их веса29

    Павлова Г.Е., Федоров А. С.: Михаил Васильевич Ломоносов 1711-1765 Атомно-кинетическая концепция. У истоков всеобщего закона природы

    Через три десятилетия выдающийся французский химик А. Лавуазье, поставив аналогичные опыты с использованием гораздо более совершенного воздушного насоса, обеспечивавшего остаточное давление в 3 мм РТ. ст. , правильно истолковал явления горения и прокаливания как процессы соединения металлов с кислородом.

    В той же статье Я. Г. Дорфман указал, что гениально намеченные Ломоносовым химические опыты могли бы привести его почти за 30 лет до Лавуазье к открытию кислорода и его роли в окислении и горении. . Низкий уровень тогдашней вакуумной техники помешал ему обнаружить отсутствие окисления металлов в вакууме.30 Действительно еще задолго до Лавуазье основываясь на незыблемом принципе Хранения материи, Ломоносов правильно установил химизм горения и окисления металлов и других веществ, подвергаемых действию высоких температур в воздушной среде.

    экспериментами, сходными с экспериментами русского ученого. В трудах знаменитого французского химика нет прямых ссылок на работы его коллеги из России. Однако Лавуазье, несомненно, знал об открытии Ломоносова. Такой вывод позволяет сделать общеизвестный факт относительно широкого распространения многих научных трудов Ломоносова в ряде стран Западной Европы еще при жизни ученого. Были знакомы с его трудами и ведущие ученые Франции.

    Французский историк науки Л. Ланжевен в статье Ломоносов и французская культура XVIII в. 31 отметила, что творчество Ломоносова не осталось неизвестным просвещенным людям Франции XVIII в. и что оно оказало известное влияние на развитие их философской и научной мысли 32.

    Во Франции интерес к русской науке и культуре, так же как и симпатии к русскому народу, значительно возросли после посещения Петром I Парижа в 1717 г. Русский царь осмотрел важнейшие научные и учебные учреждения французской столицы, познакомился с крупными учеными: механиком П. Вариньоном, химиком Э. Жоффруа, астрономом Ж. Кассии, географом Г. Децилем. На созванном в честь русского гостя чрезвычайном собрании Парижской академии наук знаменитый физик и металлург Р. Реомюр продемонстрировал новые машины, а химик Н. Лемеши показал паяю свои экспериментальные работы. В конце 1717 г. , уже после отъезда Петра I из Франции, он был избран членом Парижской академии наук.

    Во французской научной литературе XVIII в. , особенно в периодических изданиях, все чаще печатались материалы, посвященные развитию науки и культуры в России. Научные труды, опубликованные в Петербурге, довольно быстро появлялись в французских журналах либо целиком, либо в виде более или менее подробных рефератов. Так, в 1751 г. в журнале Невель библиотек жерманик, хорошо известном во французских научных кругах, был напечатан обзор первого тома Новых комментариев Петербургской академии наук, посвященного работам этой Академии в 1747-1748 гг. Наряду с другими материалами этот обзор содержал рефераты пяти диссертаций Ломоносова помещенных в первом томе Комментариев Среди них знаменитая работа Размышления о причине теплоты и холода, диссертация Опыт теории упругости воздуха и Прибавление к ней, Диссертация о действии химических растворителей вообще, диссертация О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном. Перечисленные работы Ломоносова хорошо представили основные направления его творчества в период 40-х годов.

    Петербургской академии наук, регулярно печатались в различных французских изданиях. В 1761 г. ноябрьский номер научного журнала Типографские анналы отметил появление на русском и латинском языках нового труда Ломоносова Рассуждение о твердости и жидкости тел. Известный французский ученый-энциклопедист О. Ур, друг Д. Дидро и А. Лавуазье, поместил в этом журнале аннотацию на работу Ломоносова, в которой указал, что основательностью своих умозаключений автор показал, какой успех в области физики был достигнут в России со времени славного царствования Петра Великого33. Работа, отмеченная этой краткой аннотацией, писала Л. Ланжевен, написанная на латинском языке и сданная на хранение в Королевскую библиотеку, одержала последнюю формулировку данную Ломоносовым его знаменитому всеобщему закону природы т. е. закону сохранения материи и движения.34

    В работах А. Лавуазье имеются неоднократные письменные ссылки на материалы, помещенные в Новых комментариях Петербургской академии. При этом французский ученый читал эти материалы в подлинниках, написанных на латинском языке. Его ссылки относятся к работам Г. В. Крафта, Г. В. Рахмана и других ученых, помещенным в одних и тех же выпусках, что и труды Ломоносова. Естественно, что последние также не могли пройти мимо внимания Лавуазье.

    Еще в 1911 г. , когда отмечалось 200-летие со дня рождения М. В. Ломоносова, видный американский историк науки Г. Сартон поместил в парижском журнале Ревю женераль де сьянс статью, посвященную этой дате. В этой статье Сартон дал обзор известных к тому времени трудов Ломоносова, относящихся к строению материи, теплоте, кинетической теории газов, физиеской химии и металлургии, и отметил, что его экспериментальные работы не менее важны, чем теоретические. Сартон писал далее, что Ломоносов раньше Лавуазье ввел в химию количественные измерения, что он действительно является предшественником Лавуазье со всех точек зрения, потому что он не только раньше него создал количественную химию, но, больше того, поставив в 1756 г. своей задачей заново проделать опыты Роберта Бойля по горению, он на 16 лет раньше пришел к тем же самым результатам, к которым пришел Лавуазье. Наконец, на основании разных сочинений 1745-1748 гг. можно заключить, что Ломано сов предугадывал закон сохранения материи и движения.35

    Всеобщий закон природы, открытый Ломоносовым, получил дальнейшее развитие в области химии на рубеже XVIII-XIX вв. Сделанное Ломоносовым открытие, писал академик Б. М. Кедров, было не только вполне оригинальным и самобытным, но и неповторимым.

    роль в трудах Ломоносова, совершенно отсутствует у Лавуазье. Для Лавуазье положение о сохранении вещества есть лишь некоторое эмпирическое правило, лежащее в основе весового способа количественного химического анализа вещества. Никакой философской трактовки этого закона мы также не находим у Лавуазье, тогда как у Ломоносова все открытие этого закона освещено общими идеями материалистической философии 36.

    В только что процитированной работе Б. М. Кедров отметил три стороны всеобщего закона природы, установленного Ломоносовым, получившие блестящее подтверждение в развитии науки XIXXX вв. Это идея сохранения количества вещества, идея сохранения количества движения и идея связи между сохранением вещества и сохранением движения.

    Формулировка закона сохранения вещества дана Ломоносовым в самом общем виде и предусматривает как принцип сохранения отдельных мельчайших частиц, так и сохранения суммарного веса в результате химической реакции.

    Первое после Ломоносова поколение исследователей закона сохранения вещества, наиболее яркими представителями которого были Лавуазье и Дальтон, придерживалось идеи материального носителя тепловых явлений теплорода, категорически отвергаемой русским ученым. Эта идея играла важную роль и в кислородном учении Лавуазье и в атомистической теории Дальтона. Лишь теперь стало ясно, отмечал Б. М. Кедров, что закон Ломоносова дает несравненно более прочную опору для идей сохранения вещества, нежели ньютоновская механика, ограниченная рамками метафизических представлений о материи и движении, на которую опирались Лавуазье и Дальтон.37

    Более сложным было доказательство всеобщего закона природы в отношении сохранения движения. Во времена Ломоносова еще не было установившегося понятия об единицах, которыми можно измерить количество движения, а понятия об энергии и вовсе не существовало. Предшественники Ломоносова-Декарт и его последователи считали мерой движения импульс, т. е. произведение массы тела на его скорость. С точки зрения Лейбница, мерой движения являлась живая сила произведение массы на квадрат скорости тела. В основу обоих этих определений была положена механическая форма движения, считавшаяся тогда единственно возможной. Вопрос об иных формах движения и переходе одних форм движения материи в другие до конца XVIII в. наукой не рассматривался.

    и выражать движение в соответствующих количественных единицах. Так, почти через столетие после открытия всеобщего закона природы была найдена мера движения, закон сохранения движения трансформировался в более конкретную форму закона сохранения энергии. Можно утверждать, считает Б. М. Кедров, что общая основа открытого в XIX в. закона сохранения и превращения энергии и выросших из него новых физических теорий была прочно заложена Ломоносовым, а само открытие этого закона, равно как и создание новых теорий, в XIX в. явилось блестящим полтвео-ждением и развитием основной мысли Ломоносова о сохранении движения 38

    В обобщенной формулировке всеобщего закона природы Ломоносова заключена глубочайшая мысль о наличии внутренней закономерной связи между сохранением материи и сохранением движения. В своих работах великий русский ученый неизменно подчеркивал неуничтожимость и несотворимость как материи, так и движения. Через 130 лет после Ломоносова эту мысль с полной определенностью выразил Ф. Энгельс: Движение есть способ существования материи. Нигде и никогда не бывало и не может быть материи без движения. . . Материя без движения так же немыслима, как и движение без материи. Движение поэтому так же несотворимо и неразрушимо, как и сама материя. . . .39

    Основоположник отечественной науки М. В. Ломоносов стоял у истоков всеобщего закона природы. Открытие этого закона яви лось величайшим научным подвигом русского ученого. Оно в полной мере соответствовало творческому методу Ломоносова сначала выдвигалась гипотеза, намечавшая основные направления научного поиска, затем следовали опытная проверка и экспериментальное подтверждение выдвинутой гипотезы и, наконец, гипотеза превращалась в теорию точно сформулированный закон природы.

    построения приняли конкретную форму естественнонаучного закона.

    В свете развития физики и химии за последние 150200 лет, подчеркивал Б. М. Кедров, Ломоносов выступает как ученый, заложивший своими идеями фундамент общей картины естествознания XIX в. , сделавший такие открытия и высказавший такие мысли и гипотезы, которые получили подтверждение и конкретизацию в позднейших физических и химических открытиях, каждое из которых, взятое в отдельности, уже составляло целую эпоху в науке 40.

    1. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. М. ; Л. , 1952, т. 3, с. 241.

    2. Маркс К. , Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. , т. 20, с. 501.

    3. Цат. по: Ланжевен Л. М. В. Ломоносов и Р. Бойль: Корпускулярная теория материи и механистическая картина мира. В кн.: Ломоносов: Сб. ст. и материалов. М- Л, 1977, т. 7, с. 39.

    4. Там же, с. 30-57.

    6. Там же, с. 37.

    7. Там же, с. 51.

    8. Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. М. , 1969, с. 262.

    9. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч.

     

    11. Там же, с. 191.

    12. Там же, с. 79.

    13. Там же, с 81.

    14. Там же.

    16. Там же, с. 71.

    17. Там же, с. 553.

    18. Там же, т. 3, с. 289.

    19. Там же, т. 2, с. 201- 203.

    21. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. , т. 2, с. 183-185.

    22. Лукреций. О природе вещей. М. , 1945, с. 39.

    23. Вавилов С. И. Собр. соч. М. , 1956,

    24. Ломоносов М. В. Полн. собр. соч. , т. 1, с. 183.

    26. Там же, М. ; Л. , 1957. т. 10, с. 392.

    27. Там же, т. 2, с. 643.

    28. Там же, т. 10, с. 392-393.

    29. Дорфман Я. Г. Закон сохранения массы проц. химических реакциях и физические воззрения Ломоносова. В кн.: Ломоносов. М. ; Л. , 1961, т. 5, с. 186.

    31. Ланжевен Л. Ломоносов и французская культура XVIII в. В кн.: Ломоносов. М. ; Л. , 1965, т. 6, с. 2762.

    32. Там же, с. 31.

    33. Цит. по: Ланжевен Л. Ломоносов и французская культура XVIII в. , с. 45.

    34. Там же.

    36. Кедров Б. И. Три аспекта атомистики. М 1966, т. 2, с. 189.

    37. Там же, с. 191.

    38. Там же, с. 193.

    39. Маркс К. . Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. , т. 20, с. 59.

    Разделы сайта: