Вы здесь

3. Первые научные исследования Ломоносова

 

Уже за границей, а затем в первое время после возвращения на родину у Ломоносова начинает складываться собственная картина мира, в основу которой он положил атомистику и отрицательное отношение к дальнодействующим силам. Свои первые представления об этой картине он набросал уже за границей, в своих ранних работах, оставшихся ненапечатанными в его время. Этими работами были «Физическая диссертация о различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул», «Элементы математической химии», «Опыт теории о нечувствительных частицах тел и вообще о причинах частных качеств», «Заметки о тяжести тел», «О сцеплении и расположении физических монад» и др. В этих работах содержатся первые представления Ломоносова о строении вещества, об атомах и молекулах, их соединениях и т. п. Эти представления касались главным образом физических, а также и химических свойств вещества. В дальнейшем они должны были совершенствоваться, развиваться вместе с их применением для объяснения соответствующих физических и химических явлений. Таким образом должна была строиться физическая картина мира.

Вот как образно говорит Ломоносов об экспериментальном познании «нечувствительных» частиц, как называл он атомы и молекулы: «Когда от любви беспокоящийся жених желает познать прямо склонность своей к себе невесты, тогда разговаривая с нею, примечает в лице перемены цвету, очей обращение и речей порядок, наблюдает ее дружества, обходительства и увеселения, выспрашивает рабынь, которые ей при возбуждении, при нарядах, при выездах и при домашних упражнениях служат, и так по всему тому точно уверяется о подлинном сердце ее состояния. Равным образом прекрасные натуры рачительный любитель, желая испытать толь глубоко сокровенное состояние первоначальных частиц, тела составляющих, должен высматривать все оных свойств и перемены, а особливо те, которые показывает ближайшая ее служительница и наперсница и в самые внутренние чертоги вход имеющая химия, и когда она разделенные и рассеянные частицы из растворов в твердые части соединяет и показывает разные в них фигуры, выспрашивать у осторожной и догадливой геометрии, когда твердые тела на жидкие, жидкие на твердые переменяет и разных родов материи разделяет и соединяет, советовать с точною и замысловатою механикою, и когда чрез слитие жидких материй разные цветы производит, выведывать через проницательную оптику. Таким образом, когда химия пребогатыя госпожи своея потаенные сокровища разбирает, любопытный и неусыпный натуры рачитель, оные чрез геометрию вымеривать, чрез механику развешивать и через оптику высматривать станет, то весьма вероятно, что он желаемых тайностей достигнет». Этой, так образно сформулированной методологии и придерживался Ломоносов в своих исследованиях.

Через некоторое время после возвращения на родину в 1741 г. Ломоносов был зачислен адъюнктом Академии по физическому классу, а затем в 1745 г. стал профессором, т. е. действительным членом Российской Академии наук.

Первыми опубликованными работами Ломоносова были работы по теории теплоты и газов, в которых он опирался на атомную модель, которая начала складываться у него за границей. Но прежде чем говорить об этих работах, скажем коротко о взглядах Ломоносова на химические явления и о достижениях его в области химии.

В отличие от физики химия в первой половине XVIII в. еще не сформировалась как одна из естественных наук. Большую роль в становлении химической науки сыграли работы английского ученого XVII в. Бойля. В частности, в работах Бойля начинает формироваться понятие химического элемента. Это понятие дальше развил Ломоносов, и что особенно важно, он связал его с атомистической гипотезой. Развивая атомистическую гипотезу в химии, Ломоносов сделал новый принципиальный шаг в науке.

Он высказал соображение, что частицы, из которых состоит вещество, должны быть двух видов, родов. Во-первых, это «элементы» — частицы, неразложимые при химических превращениях. Элементы эти и есть атомы, из которых построены все вещества. Во-вторых, имеются корпускулы, частицы сложные, состоящие из элементов. При этом одинаковые корпускулы одного и того же вещества состоят из одних и тех же элементов, соединенных одинаковым образом. Если при изменениях, происходящих с веществом, изменяется состав корпускул, значит, происходят химические реакции.

Таким образом, предвосхищая последующие открытия, Ломоносов, по существу, говорил о существовании наряду с атомами и молекул. Установление факта существования двух видов частиц, атомов и молекул было очень важным открытием в химии. После Ломоносова вторично оно было сделано значительно позже.

Второе достижение Ломоносова в области химии — открытие неизменности общего веса при химических реакциях. Химики во времена Ломоносова верили в существование материи огня, или флогистона. С точки зрения теории флогистона объясняли обжиг металла. По одной гипотезе при обжиге металла с ним соединялся флогистон, который способен проникать через стенки сосуда, если металл при обжиге помещали внутри его. По другой гипотезе металл является соединением окалины с флогистоном. При нагревании металла из него уходит флогистон и остается окалина.

Последней гипотезы придерживался шведский химик Шталь, живший в XVII — XVIII вв., и большое число химиков. По этой гипотезе, между прочим, флогистон обладает отрицательным весом. Второй гипотезы придерживался Бойль. Он даже, как думал, подтвердил ее на опыте, который заключался в следующем. Он взял кусок свинца, поместил его в стеклянный сосуд и закрыл его. Затем он нагрел сосуд со свинцом, в результате чего свинец превратился в окалину. При этом Бойль взвесил свинец до и после нагревания и нашел, что вес его увеличился. Он объяснил это тем, что во время обжига через стенки сосуда внутрь его проник флогистон, который, соединившись с металлом, образовал окалину. При этом общий вес увеличился.

Ломоносов был противником теории флогистона. Он предположил, что вес окалины больше веса металла, потому что при обжиге с металлом соединился воздух, находящийся в сосуде.

В 1745 г. в своем сочинении «Размышление о причине теплоты и холода», прочитанном в собрании Академии наук, он высказал мнение об ошибке Бойля, указав, что увеличение веса окалины по сравнению с металлом следует объяснить соединением воздуха с последним. Он писал, что опыт Бойля «над увеличением веса при действии огня сводится к тому, что весом обладают части воздуха, во время обжигания проходящего над прокаливаемым телом». За критические замечания в адрес Бойля Ломоносов получил «выговор»: «Г-ну адъюнкту было также указано, чтобы он не старался поносить Бойля, весьма знаменитого в ученом мире».

В последующее время, в 1756 г., Ломоносов проделал подобный опыт. Он также прокалил в закрытом стеклянном сосуде металл. Но в отличие от Бойля он взвесил весь сосуд с металлом до обжига и после. Как показало взвешивание, вес сосуда с металлом не изменился. Следовательно, никакого флогистона через стенки сосуда в него не проникало, В отчете о работе за 1756 г. Ломоносов сделал запись: «...между разными химическими опытами, которых журнал на 13 листах, деланы опыты в заплавленных накрепко стеклянных сосудах, чтобы исследовать, прибывает ли вес металлов от чистого жару; оными опытами нашлось, что славного Роберта Бойля мнение ложно; ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере».

Результат этого опыта показал, что общий вес веществ, которые вступают в химическую реакцию, до и после начала реакции сохраняется неизменным. Этим самым был сделан решающий шаг в установлении закона сохранения веществ при химических реакциях, а затем и к общему закону сохранения вещества.

Однако по неизвестной причине Ломоносов не опубликовал полученного им результата. О возможной причине этого мы скажем ниже, а сейчас ограничимся указанием на то, что в 1774 г. известный французский химик Лавуазье опубликовал работу, в которой описал проделанный им аналогичный опыт. Он так же как и Ломоносов показал, что вес сосуда с металлом до нагрева и после не меняется. Но он также измерил, насколько увеличился вес металла при нагреве, и сравнил его с уменьшением веса воздуха в сосуде.

Перейдем теперь к рассмотрению работ Ломоносова по физике.

 

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.