Как сам Ломоносов оценивал свои научные заслуги? Отрывок из книги

Глава седьмая

Сокровенные чертоги натуры

1

Заслуги Ломоносова — поэта и филолога ясны и бесспорны. Гораздо сложнее обстоит ситуация с естественными науками, которые сам Ломоносов считал главным делом своей жизни.

В оценке вклада Ломоносова — химика, физика, астронома, минеролога в мировую науку существовало, в разные времена, две крайности. Вплоть до 1860-х годов считалось, что значение трудов Ломоносова-естествоиспытателя — сугубо местное, локальное, что никаких мало-мальски существенных открытий в его активе не числится. Вот что пишет, к примеру, Радищев: «Он скитался путями проложенными, и в нечисленном богатстве природы не нашел ни малейшия былинки, которую бы не зрели лучшие его очи, не соглядел ниже грубейшия пружины в естественности, которую бы не обнаружили его предшественники... Но если Ломоносов не достиг великости в испытаниях природы, он действия великолепные ее описал слогом чистым и внятным». Автор «Путешествия из Петербурга в Москву» сам не был сведущ в естественных науках, но он повторял общее мнение, восходящее, вероятно, к некоторым коллегам Ломоносова по академии. С другой стороны, в советское время (начиная с 1940-х годов) Ломоносов был провозглашен одним из величайших естествоиспытателей в мировой истории. Однако эта слава почему-то ограничивалась пределами России.

Причины таких противоречий, в общем, понятны. Во-первых, людей, способных оценить стихотворение, во все времена гораздо больше, чем тех, кто может самостоятельно разобраться в актуальном сочинении по теории растворов или по атмосферному электричеству. Поэтому субъективный фактор сказывается здесь гораздо сильнее. Разумеется, по прошествии времени положение меняется — сегодня для понимания естественно-научных трудов Ломоносова, в общем, достаточно знаний в пределах школьной программы. Но многие ли будут для собственного удовольствия читать химические или физические труды двухсотлетней давности?

Во-вторых, история естественных наук как самостоятельная дисциплина сформировалась лишь в конце XIX века. Кроме того, чтобы оценить значение иных открытий или теорий, требуется иногда очень длительный срок. Наконец, как правило, одно и то же открытие делается одновременно несколькими учеными в разных странах. Проблема приоритета в таких случаях в каждой стране решается обычно исходя из патриотических соображений.

Как же сам Ломоносов оценивал свои научные заслуги? Точнее — какие именно из своих работ он считал имеющими универсальную ценность?

За год до смерти уже тяжело болевший ученый подвел итог своей деятельности во всех областях. Отдельно был составлен (по-латыни) «Список важнейших открытий, которыми постарался обогатить естественные науки Михайло Ломоносов…». В этом списке девять пунктов.

Во-первых, Ломоносов ставит себе в заслугу труд «Размышления о причинах теплоты и холода», «где доказывается, что сила теплоты и разное напряжение ее происходят от вращательного движения собственной материи тел, различно ускоряемого, а холод объясняется замедленным движением частичек... и устраняются смутные домыслы о некоей бродячей, беззаконно скитающейся тепловой материи».

Второй пункт — диссертация «О причине упругости воздуха», в которой автор приходит «к механическому объяснению причин упругости... согласованному во всех своих выводах с нашей теорией теплоты».

Третья заслуга Ломоносова — «основанная на химических опытах и физических началах теория растворов», которая есть «первый пример и образец для основания истинной физической химии».

Затем ученый переходит к своим работам в области металлургии. «В физической республике не было ясного представления о явлениях, производимых природой в царстве минеральном, в недрах земли... пока упомянутый господин Ломоносов, вооружившись физикой и геометрией, в диссертации “О светлости металлов” (“Новые комментарии”, том I) и “Слове о рождении металлов от трясения земли” <...> не показал, как далеко можно продвинуться таким путем в раскрытии и основательном изучении подземных тайн».

Дальше — работы по изучению электричества, «где на основании <...> опускания верхней атмосферы в нижнюю даются вполне приемлемые (если не угодно назвать их несомненными) объяснения внезапных холодов, сил молний, северных сияний, хвостов великолепных комет».

Шестое свое достижение Ломоносов видит в том, что в «Слове о происхождении света цветов…» «показывается, сколь прочно и правильно несравненными мужами Картезием и Мариоттом установлена теория света и числа цветов». Но Ломоносов не только нашел новые аргументы в пользу чужой теории: им также «предлагается новая элементарная система и вводится новое, доселе неизвестное свойство первичных элементов, обозначаемое названием “совмещение”».

Дальше идут три пункта, относящиеся к одной работе — «Рассуждение о большей точности морского пути». По собственному убеждению, Ломоносов с помощью изобретенных им и описанных в этой работе приборов доказал, что центр земной тяжести изменчив и его изменения «приблизительно соответствуют лунным движениям», что сила тяжести на земле также непостоянна и что «изменение высоты обычного барометра зависит не только от различного давления атмосферы».

Какие из этих открытий подлинные, в каких случаях Ломоносов был прав лишь отчасти, в каких — лишь дублировал чужие работы, в каких — шел по ошибочному пути? И какие свои важные, с нынешней точки зрения, открытия он забыл упомянуть? Что думают об этом в наши дни беспристрастные историки науки?

2

Суть всей ученой работы Ломоносова в 1741–1744 годы, 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 1747–1748 годы.

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».

Ломоносов был прав: на сегодняшний взгляд, химическая наука XVIII века была в младенчестве. Даже крупнейшие ученые той эпохи, такие как Шталь, Бургаве или тот же Генкель, были лишь экспериментаторами-эмпириками; относительно сути явлений, которые они наблюдали, они могли только строить предположения — чаще всего ложные. Наиболее продвинутые молодые исследователи, в том числе Ломоносов, стремились изменить положение. Но основы современной химии были заложены лишь в конце столетия Антуаном Лавуазье.