ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ М. В. ЛОМОНОСОВА. ЕГО ВЗГЛЯДЫ НА ЗАДАЧИ ХИМИИ. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ М. В. ЛОМОНОСОВА. ЕГО ВЗГЛЯДЫ НА ЗАДАЧИ ХИМИИ. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Наряду с теоретическими исследованиями Ломоносов довольно много занимался и экспериментальной работой. В первый период своей деятельности, до открытия Химической лаборатории Академии наук (начало 1749 г.), Ломоносов провел исследование, посвященное механизму растворения металлов в кислотах и солей в воде. В этот же период он выполнил несколько химических анализов, в частности аналитическое исследование качества различных образцов солей (48).

Результаты исследования механизма растворения металлов в кислотах и солей в воде Ломоносов изложил в диссертации «О действии химических растворителей вообще» (1744 г.) (49). Пользуясь простыми средствами, Ломоносов наблюдал растворение железа и меди в азотной кислоте при помощи микроскопа, изучал свойства выделяющегося при растворении газа (окиси азота), собранного им в бычий пузырь (обычное в то время средство для собирания газов), и открыл явление пассивации металлов при действии крепкой азотной кислоты. По-видимому, тогда же он проводил опыты растворения металлов и в других «кислотных спиртах» и, в частности, в соляной кислоте (о чем он сообщает в упоминавшейся выше диссертации «О металлическом блеске»). Главным выводом работы было установление различия в механизме растворения металлов в кислотах и солей в воде.

Занимаясь теоретическими исследованиями, Ломоносов считал необходимым экспериментально проверить некоторые из полученных им выводов. Для этого он в течение ряда лет настоятельно добивался учреждения при Академии наук химической лаборатории и предварительно разработал план будущих экспериментальных исследований (50). В частности, Ломоносов намеревался работать «по мере и весу». «При всех упомянутых опытах, — писал он, — буду я примечать и записывать не токмо самые действия, вес или меру употребляемых к тому материй и сосудов, но и все окрестности, которые надобны быть покажутся» (51). Постройка Химической лаборатории Академии наук была закончена поздней осенью 1748 г., лаборатория была оборудована необходимой аппаратурой и нагревательными приборами (печами) и обеспечена посудой и реактивами. С начала 1749 г. Ломоносов начал в ней исследования. Ломоносовская лаборатория была первым научно-экспериментальным учреждением в России (52).

Однако Ломоносову с самого начала пришлось отказаться от осуществления им ранее намеченных исследований. Он отдавал себе отчет в том, что теоретические исследования в лаборатории не будут поняты ни его коллегами по Академии наук, ни влиятельными правительственными чиновниками, так же как не были поняты и поддержаны его теоретические диссертации. К тому же в Европе еще не существовало государственных лабораторий. Вот почему, намечая темы исследований, Ломоносов принужден был основное внимание направить на решение химико-технических вопросов. Он развернул исследования по изысканиям рецептур цветных стекол и разработке способов изготовления нескольких минеральных красок, дефицитных в то время в России, что позволило ему организовать производство цветных стекол для мозаичных работ и выполнить несколько мозаичных картин высокой художественной ценности.

И все же Ломоносову удалось провести в лаборатории несколько научных экспериментально-теоретических исследований. В частности, он, продолжая свои ранние работы, исследовал растворимость ряда солей в воде при различных температурах и составил соответствующие физико-химические таблицы, в которых нашла отражение и кинетика растворения. В 1756 г. Ломоносов предпринял проверку опытов Бойля по прокаливанию металлов. Краткая запись результатов этих опытов такова: «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 Бойла мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере» (53). Таким образом, ранее высказанное мнение Ломоносова о роли воздуха в процессах горения и кальцинации металлов нашло экспериментальное подтверждение.

Ломоносов выполнил в своей лаборатории много химических анализов руд и других материалов, решил несколько химико-технических задач и сконструировал в процессе исследований ряд приборов. Среди них особенно следует отметить «точило» для определения твердости тел, вискозиметр и др. Последние годы жизни Ломоносов работал в своей домашней лаборатории и на стекольном заводе.

Таким образом, будучи химиком широкого профиля и стремясь решить на новых рациональных основах фундаментальные проблемы науки, Ломоносов настаивал на пересмотре основных задач химии. В его время химия представляла собой «искусство» изготовления разнообразных составов и материалов, и Ломоносов впервые называет химию «наукой об изменениях, происходящих в смешанном теле» (54). Речь идет здесь не о простом переименовании «искусства» в «науку». Реальных оснований для такого переименования химии в то время, собственно говоря, не существовало, так как химия представляла собой лишь комплекс эмпирических сведений, без какой-либо прочной научной основы. Однако Ломоносов считал, что постановка перед химией новых задач теоретической и экспериментальной разработки, основанных на «корпускулярной философии», и представляет собой такое основание для переименования. При этом он называл в качестве примера физику, уже именовавшуюся наукой, хотя для этого и не было в то время достаточных оснований, кроме задач, которые стояли перед ней.

В дальнейшем Ломоносов уточнил свое определение предмета химии и, исходя из мысли о тесной связи, существующей между химией и физикой, основал физическую химию. В 1752 г. он прочитал нескольким студентам Академического университета курс физической химии, сопровождая его демонстрациями опытов и практическими занятиями студентов. Конспекты этого курса и некоторые его фрагменты сохранились (83). Курс начинается следующим определением: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях. Она может быть названа также химической философией, но в совершенно другом смысле, чем та мистическая философия, где не только скрыты объяснения, но и самые операции производятся тайным образом» (56).

В отличие от своих предшественников — Лемери, Шталя, Бургаве и других — Ломоносов считал основной задачей химии теоретическое объяснение явлений, а под физической химией понимал теоретическую химию, т. е. именно то, что мы понимаем под этим названием в настоящее время. Он писал: «Мы хотели назвать этот труд физической химией потому, что решили, прилагая к тому все старание, включить в него только то, что содействует научному объяснению смешения тел. Поэтому мы считаем необходимым все, относящееся к наукам экономическим, фармации, металлургии, стекольному делу и т. д., отсюда исключить и отнести в особый курс технической химии» (57).

Таким образом, основываясь на системе «корпускулярной философии» и решая фундаментальные теоретические проблемы химии, Ломоносов смог поставить перед химией новые задачи научного объяснения явлений и процессов. Эти задачи, принципиально отличающиеся от прежних задач, и возвышают химию до уровня науки.

Ломоносов далеко опередил свое время. Он отчетливо представлял себе пути будущего развития химии и наметил важнейшие проблемы, которые предстояло решить этой науке. С большим пафосом он изложил основы своего научного мировоззрения и новые задачи, которые он ставил перед химией, в своем знаменитом «Слове о пользе химии» (58).

Многогранная научная и общественная деятельность Ломоносова и, особенно, его сочинения по химии оказали большое влияние на дальнейшее развитие науки в России. Основанные Ломоносовым научные и патриотические традиции поддерживались и развивались всеми последующими поколениями русских и советских ученых.

По инициативе и по проекту Ломоносова в 1755 г. был основан Московский университет — первый университет России, ныне носящий имя своего основателя. Роль Московского университета в развитии науки и образования в России в течение более чем 200 лет невозможно переоценить.

Ломоносов был первым видным ученым флогистического периода, смело и решительно выступившим против господствовавших в науке традиционных представлений о роли «невесомых жидкостей» в химических и физических явлениях. Несмотря на то, что он не отрицал существования флогистона, его представления об этом флюиде как о материальном теле (водороде) по существу нанесли удар флогистонной теории. В этом отношении Ломоносов оказался предшественником великих ученых эпохи «химической революции».