Ломоносов

М. В. ЛОМОНОСОВ.

…Да, велико его значенье (

Он, верный русскому уму,

Завоевал нам Просвещенье,

Не нас поработил ему, (

Как тот борец ветхозаветный,

Который с силой неземной

Боролся до звезды рассветной

И устоял в борьбе ночной.

Ф.И. Тютчев.
История человечества знает многосторонне одарённых людей. И среди них на одном из первых мест надо поставить великого русского учёного Михаила
Васильевича Ломоносова. 1739 год, осень, пишет ”Оду на взятие Хотина” и
”Письмо о правилах российского стихотворства”. 1741 год, пишет диссертацию
”Элементы математической химии”. 1743- 1744 год, январь, заканчивает работу над первым вариантом книги по ораторскому искусству ”Краткое руководство к
Риторике”. 1744 год, февраль, представляет диссертацию ”О нечувствительных физических частицах”. 1745 год, 25 января, заканчивает работу над диссертацией ”О причине теплоты и холода”, в которой формулирует молекудярно-кинетическую теорию теплоты; 25 июля ( утвержден профессором химии Петербургской академии наук. 1747 год, январь, заканчивает работу над расширенным вариантом книги по ораторскому искусству. 1748 год, 5 июля, формулирует ”всеобщий закон природы”( закон сохранения материи и движения; октябрь ( после длительных хлопот Ломоносова построена первая в России химическая лаборатория. 1752 год, 4 сентября, заканчивает первую мозаичную картину, декабрь ( сочиняет ”Письмо о пользе стекла”. 1753 год , 26 ноября произносит в Академическом собрании ”Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих”. 1754 год , составляет проект организации
Московского университета. 1756 год, Ломоносов пишет ”Слово о происхождении света, новая теория о цветах представляющем”. 1757 год, Ломоносов назначен начальником Географического департамента при Академии, произносит ”Слово о рождении металлов от трясения Земли”. 1759 год, читает в Академии
”Рассуждение о большой точности морского пути”.1761 год, посылает свою работу ”Мысли о происхождении ледяных гор в Северных морях”. 1763 год, сочиняет ”Краткое описание разных путешествий по Северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию”.
Оптика и теплота, электричество и тяготение, метеорология и искусство, география и металлургия, история и химия, философия и литература, геология и астрономия ( вот те науки, в которых Ломоносов оставил свой след. А.С.
Пушкин писал, что ”соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей”. Следует заметить, что эта разнообразная деятельность Ломоносова была порождена бурной эпохой преобразования нашей Родины, эпохой, связанной с деятельностью Петра
Первого.

Тщательное изучение работ Ломоносова в области физики и химии, проведённое в наше время, открыло нам совершенно новое понимание роли
Ломоносова в мировой науке. Если в науке современной ему эпохи доминировали узкий эмпиризм, ограниченность и метафизичность теоретических концепций, то гений Ломоносов охватывал эти проблемы во всей их широте и поднимался до глубоких теоретических обобщений, идущих часто против течения, но вскрывающих истину. Ломоносов, несомненно, олицетворял собой наиболее прогрессивный и боевой дух науки своего времени. Оценка его работ знаменитым Эйлером, полагавшим, что ”эти работы могут служить украшением любой академии”, несомненно, оправдана.

Началом естественнонаучного направления были студенческие диссертации
Ломоносова, особенно его ”Физическая диссертация о различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул”, а социально-гуманитарного ( в ”Письме о правилах российского стихотворства”. В дальнейшем обе эти линии развивались параллельно, чаще сближались, пересекаясь и переплетаясь. Да и иначе и быть не могло, Ломоносов был очень цельным человеком, у него никогда не было
”двух душ в одной груди”.

Теперь перейдём к детальному знакомству с естественнонаучным творчеством великого русского учёного. Его начало пришлось на время, когда в мировой науке столкнулись две великие физические картины мира ( картезианская и ньютонианская. Большую роль в этой борьбе играли мировоззренческие вопросы, конкуренция научных представлений и научных методов.

В Марбургском университете (1736-1741г) Ломоносов заинтересовался главным образом физикой, а в физике ( теорией строения вещества. В этом проявилась особенность таланта Ломоносова: его привлекали в науке фундаментные аспекты, имеющие мировоззренческий, философский характер.

Почти пять лет длилась заграничная жизнь,3 июня 1741года Ломоносов вернулся в Россию.

В ранней своей диссертации ”Элементы математической химии” (1741 год)
Ломоносов дал определение химии как ”науки об изменениях в смешанном теле, поскольку оно смешанное”. По мнению Ломоносова, все без исключения химические вещества являются смешанными, состоящими ”из двух или нескольких разнородных тел, соединённых друг с другом так, что любая чувствительная часть этого тела совершенно подобна любой другой его части в отношении частных качеств”. Поскольку же ”смешанное тело в любой чувствительной частице подобно самому себе”, то, понятно, частицы смешанного тела состоят из разнородных частиц тел, ”из которых состоит смешанное тело”. Тогда изменение смешанного тела происходит ”от прибавления или потери одной или нескольких составляющих”, что возможно при соответствующем изменении состава ”корпускул”. Для этого необходимо разрушить связи между составляющими корпускулу частицами. Основным инструментом для этого является огонь. Однако нагрев тела может привести лишь к уменьшению силы сцепления между частицами, расположение их можно изменить лишь при помощи воздуха или воды. ”Таким образом,(писал учёный,( первый ( как бы орудие, а вторые два ( носители”. Воздух, по мнению Ломоносова, может быть ”наружным” или ”внутренним”. Наружный воздух, обдувая тело, уносит с поверхности оторвавшиеся его частицы или доставляет к нему посторонние. ”Внутренний” воздух находится в порах тела, то есть в промежутках между составляющими тело частицами. Он рассеивает освободившиеся от внутреннего сцепления частицы и смешивается затем с наружным. Действием ”наружного” и
”внутреннего” воздуха изменяются химические свойствами веществ.

В феврале 1744года Ломоносов представил новую диссертацию ”О нечувствительных физических частицах”. В основе разработанной Ломоносовым теории строения вещества («корпускулярной философии») лежали материалистическо-механистические представления. Он считал, что объективно существующий материальный мир познаваем, подчиняется единым законам и причинно обусловлен. Материя тел, считал учёный, дискретна, её можно физически делить, но до определённого предела. Получающиеся в конце такого деления частицы настолько малы, что ”ускользают от чувства зрения”, поэтому
Ломоносов называл их ”нечувствительными физическими частицами”. Эти частицы имеют протяжённость, фигуру и инерцию, а следовательно, каждая из них состоит из определённого количества материи. Учёный разделял представление
Ньютона о том, что количество материи тела пропорционально силе инерции.

Все ”нечувствительные частицы” считал учёный, имеют шарообразную форму, состоят из абсолютно твёрдой бесструктурной первичной материи имеют на поверхности правильно организованные выступы и впадины. Единственное различие между частицами различных тел заключается лишь в величине их диаметров. ”Нечувствительные частицы” могут объединяться в ”корпускулы”, причём соотношение частиц в каждой из них такое же, как и соотношение веществ, составляющих данное тело. В этой диссертации очень хорошо видно, что Ломоносов был заинтересован в строение тел, а главное стремился к изучению, что он и попробовал объяснить в своей диссертации.

Основополагающим в ”корпускулярной философии” Ломоносова было положение о том, что движение является атрибутом материи. Частицы тел могут совершать три вида движения: поступательное, колебательное и вращательное. Последнее, по мнению Ломоносова, является наиболее распространённым и, как будет показано ниже, таит наибольше возможности для объяснения многих физических явлений. В ”корпускулярной философии” Ломоносова оно играет огромную роль наиболее универсального и всеобщего способа взаимодействия частиц.

Ломоносов, как Декарт, был убеждён, что общее количество движений в мире остаётся неизменным. Оно определяется количеством ”первичного” движения, которое механическим взаимодействием в результате столкновений передаётся другим, ранее покоящимся частицам и телам, приобретающим вследствие этого ”производное” движение.

По мысли Ломоносова, ”чувствительные” тела обладают общими и частными качествами. Первые определяются фигурой тела, его движением и инерцией, положением составляющих тела частиц. Общие качества выражают сущность тела и лежат в основе его частных качеств, к которым учёный относит ”теплоту и холод; сцепление частей, удельный вес, цвет, запах, вкус, упругость и специфические свойства, каковы силы электрическая, магнитная, лечебная”.
Изменения частных качеств происходит вследствие перестройки расположения изменения характера или интенсивности внутреннего движения составляющих тело частиц. Поскольку же ”нечувствительные частицы” состоят из определённого количества материи и перемещаются по законам механики, то
”частные качества тел могут быть объяснены законами механики”.

Разработав основания своей ”корпускулярной философии”, Ломоносов стремится найти в совмещение и взаимодействии материальных частиц объяснение всех явлений природы.

Прежде всего заинтересовали его тепловые явления. В ”Размышлениях о причине теплоты и холода”(1744г.) и в ряде последующих работ он отрицает господствовавшую в то время теорию теплорода. В противовес ей Ломоносов создаёт собственную теорию, согласно которой мерой температуры тела является скорость вращения составляющих это тело ”нечувствительных частиц”.
”Так как тела могут двигаться двояким движением ( общим, при котором, ( писал Ломоносов в своей диссертации ( всё тело непрерывно меняет своё место при покоящихся друг относительно друга частях, внутренним, которое есть перемена места нечувствительных частиц материи, и так как при самом быстром общем движении часто не наблюдается теплоты, а при отсутствии такого движения наблюдается такая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении материи”. Поскольку они состоят из неразрушимой материи, то могут вращаться со сколь угодно большой скоростью. Поэтому не существует предельно высокой степени температуры. Вместе с тем вращение частиц может уменьшаться, в принципе, до полного прекращения.
Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая, и последняя, степень холода. Однако и ”высшей степени холода (т.е. абсолютного нуля температур) на нашем земноводном шаре не существует”.

Гипотеза о вращательном движении частиц позволила Ломоносову объяснить превращение механической работы в тепло. При трении тела находящиеся на его поверхности частицы начинают быстрее вращаться, и происходит нагрев сперва поверхности, а затем вращение передаётся частицам, находящимся внутри тела.
Так же объясняется нагревание холодного тела при его контакте с горячим.

В ”Размышлениях о причине теплоты и холода” Ломоносов выдвинул принцип, позднее получивший название второго начала термодинамики: частицы более нагретого тела, согласно закону сохранения движения, не могут возбудить в менее нагретом теле более быстрого движения, поэтому «холодное тело В, погружённое в тело А, очевидно, не может воспринять большую степень теплоты, чем какую имеет А».

Другим примером применения ”корпускулярной философии” к решению физических проблем является кинетическая теория газов. Сразу же следует оговориться, что в первой половине 18 века был известен только один газ (– воздух. В работе ”Попытка теории упругости воздуха” Ломоносов разработал свою теорию, отличавшуюся от ньютоновской, основанной на неприемлемых для
Ломоносова силах отталкивания. ”Атмосфера состоит из бесконечного числа атомов воздуха, ( писал великий учёный, ( из коих нижние отталкивают те которые на них лежат, вверх настолько, насколько это позволяют им все остальные атомы, нагроможденные над ними вплоть до верхней поверхности атмосферы. Чем дальше от земли отстоят остальные атомы, тем меньшую массу толкающих и тяготеющих атомов встречают они в своём стремлении вверх; так что верхние атомы, занимающие самую поверхность атмосферы, только своей собственной тяжестью увлекаются вниз и, оттолкнувшись от ближайших нижних, до тех пор несутся вверх, пока полученные ими от столкновения импульса превышают их вес. Но как только последний возьмёт вверх, они снова падают вниз, чтобы снова быть отраженными находящимися ниже. Отсюда следует: 1) что атмосферный воздух должен быть тем реже, чем более он отделён от центра земли; 2) что воздух не может бесконечно расширяться, ибо должен существовать предел, где силы тяжести верхних атомов воздуха превысит силу, воспринятую ими от взаимного столкновения. (С. 127, т. 2.)
Предшественник Ломоносова по Петербургской Академии наук Даниил Бернулли, хотя и занимался этой же проблемой, но лишь математически доказал суммарный эффект от движения шарообразных частиц газов, не обсуждая причин взаимного отталкивания.

Страницы: 1, 2