Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. - Николай Фигуровский

Выводы, сделанные Ломоносовым из механической теории теплоты, не только подтвердили самое теорию, но и оказались вескими аргументами в пользу гипотезы об атомно-молекулярном строении материи. Впервые в истории науки атомистика получила объективные естественнонаучные доказательства. Сам Ломоносов прекрасно сознавал научное значение механической теории теплоты и при опубликовании русского перевода «Вольфианской экспериментальной физики» дал специальное добавление (34) с изложением основ этой теории.

В тесной связи с корпускулярной теорией и молекулярно-кинетическими представлениями Ломоносова стоят и его взгляды по вопросу о законе сохранения вещества и силы (или движения). Принцип сохранения силы (или движения) для Ломоносова был исходной аксиомой при рассмотрении им доказательств в пользу существования молекулярного теплового движения. Этот принцип многократно высказывался им уже в ранних работах и заметках (35). Так, в диссертации «О действии химических растворителей вообще» Ломоносов писал: «Когда какое-либо тело ускоряет движение другого, то сообщает ему часть своего движения; но сообщить часть движения оно не может иначе, как теряя точно такую же часть» (36).

Подобные же мысли высказывались им и по отношению к принципу сохранения вещества. Так, имея в виду этот принцип, он доказывал нелепость теории теплорода и резко выступал, в частности, против утверждения Бойля о возможности «сделать части огня и пламени стойкими и весомыми» (37).

Таким образом, принцип сохранения вещества и силы в аргументации Ломоносова самым тесным образом сочетался с его «корпускулярной философией» и, более того, составлял неотъемлемую часть этой «философии». Вполне понятно, что Ломоносов придавал этому принципу как части «корпускулярной философии» первостепенное значение и, высказывая в письме к Л. Эйлеру свою точку зрения по различным важным физическим и химическим вопросам, нашел необходимым привести формулировку этого принципа (1748 г.) (38), который он назвал «всеобщим естественным законом». В дальнейшем Ломоносов многократно пользовался этим законом при доказательствах развиваемых им положений.

В диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел» (1760 г.)[26] «всеобщий естественный закон» сформулирован Ломоносовым в следующих словах: «…Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» (39).

Заметим, что Ломоносов пришел к этой окончательной формулировке «всеобщего естественного закона», будучи зрелым исследователем, вполне оценивающим научное значение и самого закона и его приложений для объяснения различных явлений.

Скажем, наконец, об отношении Ломоносова к теории флогистона. Мы видели, что Ломоносов был противником теории «невесомых флюидов» теплорода и огненной материи как агентов различных химических явлений. Было бы естественно ожидать, что Ломоносов был противником и флогистона как одной и притом главной «невесомой жидкости», роль которой в химических процессах особенно подчеркивалась в его время. Между тем в ряде диссертаций Ломоносов пользовался теорией флогистона при объяснении различных явлений, свойств металлов, «состава» серы (40) и т. д. Однако это противоречие в его отношении к теории «невесомых флюидов» вполне объяснимо. Деятельность Ломоносова, как мы видели, относилась к периоду расцвета теории флогистона, когда среди ученых фактически не было противников этой теории. Естественно, что и Ломоносов, относившийся отрицательно к теории «невесомых флюидов», не мог игнорировать установившихся в науке того времени представлений о механизме окисления и восстановления металлов при помощи теории флогистона, тем более, что рационального объяснения этих явлений не могло существовать, так как кислород еще не был открыт.

Но, не отрицая теории флогистона, Ломоносов не сделался слепым последователем этого учения Шталя. В некоторых отношениях он подверг сомнению взгляды Шталя, что можно, например, видеть из следующего замечания: «Так как восстановление производится тем же, что и прокаливание, даже более сильным огнем, то нельзя привести никакого основания, почему один и тот же огонь то внедряется в тела, то из них уходит» (41).

В основном же сомнения Ломоносова относятся к существованию невесомого флогистона, удаление которого из металла при его кальцинации приводит к возрастанию веса продукта прокаливания, что противоречит «всеобщему естественному закону». Стремясь устранить это явное противоречие между «корпускулярной философией» и теорией флогистона, Ломоносов принимает флогистон как вещество материальное, т. е. весомое, состоящее из корпускул (42). В другом месте он замечает, что флогистон — вещество более легкое, чем вода (43).

Исключительно важен с историко-химической точки зрения вывод Ломоносова о том, что флогистон представляет собой конкретное материальное вещество, а именно: водород. В диссертации «О металлическом блеске» (1745 г.) Ломоносов пишет: «…При растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой не что иное, как флогистон, выделившийся от трения растворителя с молекулами металла (следует ссылка на «Диссертацию о действии химических растворителей вообще», § 14 и 31) (44) и увлеченный вырывающимся воздухом с более тонкими частями спирта. Ибо: 1) чистые пары кислых спиртов невоспламенимы; 2) извести металлов, разрушившихся при потере горючих паров, совсем не могут быть восстановлены без добавления какого-либо тела, изобилующего горючей материей» (45).

Как мы увидим ниже, к выводу о том, что «горючий воздух» (впоследствии названный водородом) представляет собой флогистон, более 20 лет спустя после Ломоносова пришел английский ученый Г. Кавендиш (46), которому казалось, что этим открытием он разрешил все противоречия теории флогистона.

Вывод Кавендиша произвел на современников большое впечатление, в то время как вывод Ломоносова остался незамеченным, хотя его работа «О металлическом блеске» была опубликована в 1751 г.

Таким образом, Ломоносов, работавший в эпоху господства теории флогистона, когда эту теорию невозможно было заменить рациональной научной теорией горения, и в своем подходе к объяснению флогистона оказался новатором-материалистом, противником мистических представлений о «невесомых флюидах».

«Корпускулярная философия» Ломоносова, основанная на атомно-молекулярной теории, кинетической теории материи и законе сохранения вещества и силы (движения), явилась базой его научного материалистического мировоззрения и оказалась исходным пунктом всей его теоретической и экспериментальной деятельности в области химии и физики. Среди своих современников Ломоносов оказался наиболее ярким последователем новой рациональной науки и вместе с тем борцом против реакционных схоластических концепций и отсталых традиций, унаследованных от алхимического и иатрохимического периодов развития химии. Характерно, что Ломоносов не просто критиковал старые идеи и представления, а высказывал в противовес им новые идеи, разрабатывал новые теории, которые в дальнейшем стали фундаментом новой науки и исходным пунктом ее дальнейшего развития.

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.